电子商务在现在食品物流中的应用

编号：江苏大学学生科研项目申请书课题名：核-壳型生物功能化磁性纳米载体可控化构建的新方法申请者：胡坤雅所在学院：食品与生物工程学院年级、专业：食品1102指导老师：孙俊申请日期：2013年4月20日项目类别（在相应的类别上打√）A、自然科学类论文√B、发明制作类C、社会科学类论文江苏大学学生科研立项管理委员会制说明l、申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2、表内项目填写时一律打印，此申报书可复制。3、编号由学生科研立项管理委员会统一填写。4、申报作品有关材料请以打印件附于申请书后，申请书为A3纸双面复印中缝装订，一份，（活页部分单独装订），由所在单位审查签署意见、加盖公章后在规定时间内统一报送校团委，团委不接受个人申报。5、在前几批大学生科研课题立项中立项，但没有结题的同学，不得申报此次大学生科研课题。6、第十一批申报的“挑战杯”重点项目不适用本申报书。7、有关其他事宜请向校团委咨询。8、联系人：杜明拴（88780040）申请者姓名胡坤雅性别女出生年月1993/8/23政治面貌共青团员所在学院食品与生物工程专业年级食品1102学历本科在读联系电话[phone]其他联系方法无申请者曾承担科研项目及完成情况课题名称批准时间完成情况申请者本人近几年以来的主要研究成果（注明刊物的年、期或出版社、出版日期）无合作者情况姓名性别年龄学历学院专业班级翁龙梅女20本科在读食品学院11级食品科学与工程刘孟男21本科在读食品学院11级食品科学与工程申请者所在学院分管科研的领导对该项目的基本评价签章：年月日学院意见签章：年月日编号：江苏大学学生科研项目申请书（活页）课题名称：核-壳型生物功能化磁性纳米载体可控化构建的新方法申请年度：2013年江苏大学学生科研立项管理委员会制说明l、申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2、表内项目填写时一律打印，此申报书可复制。3、编号由学生科研立项管理委员会统一填写。4、申报作品有关材料请以打印件附于申请书后，申请书（活页）为A3纸双面复印中缝装订，一式三份和申请书一起由所在单位在规定时间内统一报送校团委，团委不接受个人申报。5、在活页中，一律不得出现申报者和指导教师的信息，否则取消申报资格。6、第十一批申报的“挑战杯”重点项目不适用本申报书（活页）。7、有关其他事宜请向校团委咨询。8、联系人：杜明拴（88780040）研究课题名称核-壳型生物功能化磁性纳米载体可控化构建的新方法所属类别（A）、A、自然科学类论文B、发明制作C、社会科学类论文起止时间2013.5-2014.5成果形式科研论文申请经费总额1100其它经费来源无1、项目的立项依据1.1研究意义磁性纳米材料由于其较小的粒径，较大的比表面积而具有特殊的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应以及磁响应性（见图1），使其发展、壮大成为当今最富有发展前景的新型纳米材料，已在生物医药、食品工业等领域得到了广泛的应用[1-4]，其中在蛋白质领域（包括蛋白质分离纯化和酶固定化）的应用逐渐成为当前研究的热门方向[5-8]。然而蕴含奇妙生物活性的蛋白质具有复杂的三维结构，在与载体作用过程中，其空间构象极易受到影响，一旦空间结构发生改变，其生物学活性将会随之降低或完全丧失，因此，保持吸附过程中蛋白质构象稳定具有重要的科学研究意义。图1磁性纳米材料在外界磁场作用下的磁响应特性磁性纳米材料在蛋白质领域应用的研究思路一般均是先合成一种功能性的磁性载体材料，然后探究其可应用范围，如此相对被动的研究思路，大大限制了磁性纳米材料的应用潜能。因此，改变以往研究思路，从新的视角出发，揭示蛋白质构象变化规律，掌握磁性纳米载体材料与蛋白质的相互作用机理，将为设计与开发高品质磁性纳米载体材料及其在蛋白质领域的高效应用提供新的思路与新的科学依据。目前，研究蛋白质在与载体作用过程中的蛋白质吸附行为及构象变化依然是个挑战，主要体现在：（1）特定形貌和粒径的磁性纳米材料的可控化构建；（2）吸附过程中，蛋白质构象变化影响因素的确定；（3）蛋白质在与载体作用过程中其构象分析技术及分析方法的建立；（4）载体与蛋白质的相互作用机理也尚待确定。基于上述存在问题，本课题的研究将为这一科学问题的解决提供必要的理论基础，具有重要的理论研究价值。1.2国内外研究进展研究磁性纳米载体材料与蛋白质相互作用机理的关键科学问题包括以下几点：（1）功能性磁性纳米载体材料的构建磁性纳米材料种类多样，其中Fe3O4由于其制备方法简单、易修饰、且对人体无毒副作用而受到广泛青睐。然而Fe3O4磁性纳米材料在空气中易于氧化、团聚，化学稳定性较差，限制了其应用。但是Fe3O4磁性纳米材料表面分布着丰富的羟基，可非常容易通过多种方式对其表面进行化学改性，来改善其在溶液中的分散状态、生物相容性和功能性等。常用于修饰Fe3O4的壳体材料主要有天然生物高分子材料、化学合成高分子材料以及无机物材料[9,10]。其中天然生物高分子材料由于其良好的生物可降解性、生物相容性及对人体无毒副作用，而成为首要选择。本课题选择壳聚糖及其衍生物作为表面壳体材料，原因主要有以下两点：（1）壳聚糖是自然界中唯一的碱性多糖，具有可生物降解、生物相容性及无毒副作用等优良特性[11-13]；（2）壳聚糖分子链上分布着丰富的氨基和羟基，非常容易进行化学改性。近年来，改性的壳聚糖衍生物在各个领域的应用受到了广泛关注，围绕应用所进行的壳聚糖改性的研究也取得了较大进展，各种改性方法也较为成熟[14,15]。因此，在前人研究的基础上，设计并合成具有特定化学组成的壳聚糖衍生物以用于磁性纳米载体修饰，赋予磁性载体材料稳定性、生物兼容性以及功能性，对拓宽壳聚糖的应用潜能具有重要的研究价值，引起了学者们的普遍重视。此外，在实际应用过程中，磁性纳米载体材料的应用性能与其自身的尺寸、形状、分散程度、表面化学组成等因素有关，因此如何获得单分散、尺寸可控、稳定性好、形状规整的功能性磁性纳米材料就成为人们不断追求的目标。磁性纳米载体的化学合成方法较多，其中化学共沉淀法由于其操作简单、反应易于控制，易于实现大规模生产，而成为目前最为关注的制备方法。然而采用传统的化学共沉淀法制备磁性纳米载体时，其机械搅拌的方式使所得颗粒粒径难以控制，粒径分布范围较宽，因此，辅以现代高新技术，对传统的化学共沉淀法进行改进，扬长避短，成为目前磁性纳米载体材料构建领域的研究热点。（2）蛋白质吸附行为及构象变化研究蛋白质作为一种重要的生物活性物质，具有较强的表面活性，很容易在固相载体表面吸附，在吸附过程中，蛋白质与生物载体之间存在的共价、疏水、静电等相互作用力必然会影响蛋白质的空间构象。然而，之前的研究重点大都以提高载体的吸附容量为单一考核指标，忽略了对蛋白质构象的考虑，而往往对于具有生物活性的蛋白质，其活性保留则是重中之重。因此，在提高载体对蛋白质吸附容量的同时以保证蛋白质构象稳定成为研究的关键技术之一，近年来学者们逐步提高了对吸附过程中蛋白质构象稳定性的关注。磁性纳米载体在与蛋白质作用过程中，影响载体吸附容量及蛋白质构象变化的因素一般包括以下几种：（1）蛋白质种类；（2）载体粒径及形貌；（3）载体表面化学组成及含量；（4）反应溶液的性质。然而，上述因素的内在影响规律却有待确定。其中就生物载体的表面结构（表面化学组成和物理结构）对载体吸附容量和蛋白质构象的影响研究甚少。2004年，Bengt-HaraldJonsson等人[16]研究了粒径分别为6nm、9nm和15nm的SiO2颗粒对脱水酶构象的影响，研究表明：粒径较小的SiO2颗粒可较好地保持脱水酶的构象稳定性。之后也有诸多学者效仿就载体的粒径大小对吸附过程中蛋白质构象的影响进行了探讨，但是均较为片面，缺少对载体表面化学组成影响的关注。随着纳米载体材料在蛋白质领域的应用，人们逐渐意识到载体表面化学组成对稳定蛋白质构象的重要性，2009年，克莱姆森大学的RobertA.Latour等人[17]研究了表面功能基团分别为氟甲基、甲基、氨基、羧基和羟基的载体对纤维蛋白原和血清白蛋白的吸附，研究发现：蛋白质与载体之间的相互作用力随着载体表面疏水性的增强而增强，同时载体对蛋白质吸附容量以及蛋白质的构象变化也相应增加。目前，采用不同的功能基团对载体表面进行化学改性引起了学者们的广泛关注，然而，综合评价载体的物理结构及表面化学组成对载体特性及其蛋白质吸附容量及构象的影响还尚缺乏系统研究。因此，伴随着磁性纳米技术的飞速发展，借鉴前人研究思路，探究具有不同表面化学组成和物理结构的磁性纳米载体对蛋白质吸附行为和构象的影响必将成为目前研究的重点和难点。(3)载体与蛋白质相互作用机理研究蛋白质的生物学活性与其分子构象密切相关，然而具有较为复杂的三维结构的蛋白质，由于固相载体材料的存在，使得载体材料上的蛋白质构象研究受到很多限制，许多问题有待解决。而探究磁性纳米载体与蛋白质相互作用机理，必将要掌握作用过程中蛋白质构象变化规律,因此，精确分析在吸附过程中蛋白质构象变化，掌握蛋白质构象分析的手段和方法，成为研究载体与蛋白质相互作用机理的关键技术之一，也是最困难和极具挑战性的研究方向。目前，光谱检测技术是分析蛋白质构象最常用也是最有效的方法[18-20]，然而由于单一的检测技术在蛋白质构象的表征应用中尚存在一定的缺点，因此，伴随现代分析手段的不断创新和组合，将几种光谱技术进行有效结合，取长补短，才能更好、更精确地分析蛋白质的构象变化。综上，本课题针对上述关键科学难题，在前期研究的基础上，拟选择壳聚糖及其衍生物作为表面壳体材料，建立一种超声辅助化学共沉淀法合成核–壳型磁性纳米载体的新方法；进而以牛血清白蛋白（BSA）和溶菌酶（Lyz）作为模型蛋白质，基于分子水平，探索蛋白质在与磁性纳米载体作用过程中构象变化的有效分析技术与分析方法，系统研究磁性纳米载体与蛋白质的相互作用机理，为设计与开发新型生物功能化磁性纳米载体材料及其在蛋白质领域的推广应用提供新思路与新的科学依据。参考文献[1]Liu,G.,Wu,H.X.,Zheng,H.R.,etal.Synthesisandapplicationsoffl[e-mail]e,2011,46:5959-5968.[2]Tartaj,P.,Morales,M.P.,González-Carreño,T.,etal.Advancesinmagneticnanoparticlesforbiotechnologyapplications.JournalofMagnetismandMagneticMaterials,2005,290-291:28-34.[3]Pankhurst,Q.A.,Thanh,N.K.T.,Jones,S.K.,etal.Progressinapplicationsofmagneticnanoparticlesinbiomedicine.JournalofPhysicsD:AppliedPhysics,2009,42:1-15.[4]Zhou,Y.T.,Nie,H.L.,Branford-White,C.,etal.RemovalofCu2+fromaqueoussolutionbychitosan-coatedmagneticnanoparticlesmodifiedwithα-ketoglutaricacid.JournalofColloidandInterfaceScience,2009,330:29-37.[5]Shamim,N.,Liang,H.,Hidajat,K.,Uddin,M.S.Adsorption,desorption,andconformationalchangesoflysozymefromthermosensitivenanomagneticparticles.JournalofColloidandInterfaceSci