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多糖类高分子材料海藻酸钠的辐照降解

杨桂霞;李晓燕

【摘要】对大分子量海藻酸钠进行了60Coγ辐照降解,并利用多角度激光光散射

仪与凝胶渗透色谱仪联接系统(MALLS/GPC)测量了其辐照前后的绝对分子量变化.

实验发现,当吸收剂量率为80Gy/min、吸收剂量为0～60kGy时,随吸收剂量的增

大,海藻酸钠的分子量减小,重均分子量(Mw)从321596.5降至10024.同时,随着吸

收剂量的增大,海藻酸钠分子量分布宽度变窄,积分分子重量占83.22％的单峰的

Mw降为6000.分子量小于10000的海藻酸钠因具有优良的理化性质并能被人体

很好吸收,在农业、医药和美容等领域有广泛的应用前景.通过对辐照后分子量分布

曲线中出现的各峰值的计算,发现在辐照过程中除产生聚合度不等的海藻酸钠外,还

产生了少量的新组分,这些新组分需进一步分离纯化,检测其生物毒性.

【期刊名称】《原子能科学技术》

【年(卷),期】2013(047)005

【总页数】5页(P730-734)

【关键词】60Coγ辐照;降解;多糖;分子量

【作者】杨桂霞;李晓燕

【作者单位】中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳621900;中国工

程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳621900

【正文语种】中文

【中图分类】O636.1;O644.2

海藻酸钠是天然高分子材料海藻酸的钠盐，分子式为（C6H7O6Na）n。人体无法

吸收大分子量的海藻酸钠，但当海藻酸钠分子量降到一定范围后，易被人体吸收，

可用于治疗高血脂症、冠心病及高血压症，并能用作代血浆，是维持血容量的良好

扩容剂［1］，亦表现出优良的抗菌、吸湿、保湿等性能。目前，低分子量海藻酸

钠价格较昂贵，国内仅有少量使用，这与海藻酸钠广泛的用途和我国丰富的海藻酸

钠资源是不相称的。如能开发出实用、高效、环保的海藻酸钠降解方法将会带来可

观的经济效益和社会效益。

现有工业化降解多糖类高分子材料工艺主要为酸催化降解法。酸催化降解是利用多

糖类高分子材料易与酸反应，苷键发生断裂，达到降解目的［2－3］。该工艺过

程繁杂，大量使用酸碱溶液，对环境造成一定污染，对产品的品质也有一定的影响。

针对这些问题，国内外多个研究组专注于开发新的低污染或无污染的降解方法，其

中最为突出的为辐射降解法和生物降解法［3－7］。这两种方法均具有降解快速、

污染轻的特点。生物降解法因降解效率高、一次性制造成本低引起广泛研究，但生

物降解后生物酶的分离仍是需要解决的难题，极大影响了降解产物的品质和该技术

的推广。辐射降解法降解快速，降解前工艺简单易操作，降解后产品易回收，因此

倍受关注。

本研究利用γ辐照装置对海藻酸钠进行辐照降解，并利用MALLS／GPC对辐照前

后的绝对分子量及其分布的变化进行测试分析。

1实验

1．1试剂

海藻酸钠，分析纯，购自成都市联合化工试剂研究所，相对分子量为30万，其绝

对分子量由MALLS／GPC（西南物理大学）测量得到。

1．2降解实验

配置浓度为5%的海藻酸钠水溶液，放入60Coγ辐照场（中国工程物理研究院核

物理与化学研究所）中辐照，吸收剂量率均为80Gy／min，吸收剂量分别为15、

25、40、60kGy。辐照完成后，将样品在50℃下烘干。

1．3绝对分子量及其分布测量

利用西南物理大学的多角度激光光散射仪（MALLS，Wyatt18角度光散射系统）

和凝胶渗透色谱仪（GPC，安捷伦1200series）联用系统来完成辐照前后海藻酸

钠绝对分子量及其分布的测试。

GPC可将溶剂中的分子按重量或尺寸依次洗脱出来。利用此项技术将MALLS与

GPC联用，除了可分离出不同的集分，还可测得不同集分的均方旋转半径、分子

量及其分布，且不需任何标准样品和标准曲线。因而广泛应用于高分子、生化及反

应动力学等研究领域。

在本研究中，MALLS／GPC测试分子量时，用聚乙二醇（分子量为2万）作归一

化试剂，配置浓度为2～3mg／mL。

凝胶渗透色谱柱的选用：未辐照样品的分子量选用1000万线性柱