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）精选资料申请者姓 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-Harald Jonsson等人16研究了粒径分别为6 nm、9 nm 和15 nm 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Robert A. 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., et al. Synthesis and applications of uorescent-magnetic-bifunctional dansylated Fe3O4SiO2 nanoparticles. Journal of Materials Science, 2011, 46: 5959-5968.2 Tartaj, P., Morales, M. P., Gonzlez-Carreo, T., et al. Advances in magnetic nanoparticles for biotechnology applications. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2005, 290-291: 28-34. 3 Pankhurst, Q. A., Thanh, N. K. T., Jones, S. K., et al. Progress in applications of magnetic nanoparticles in biomedicine. Journal of Physics D: Applied Physics, 2009, 42: 1-15.4 Zhou, Y. T., Nie, H. L., Branford-White, C., et al. Removal of Cu2+ from aqueous solution by chitosan-coated magnetic nanoparticles modified with -ketoglutaric acid. Journal of Colloid and Interface Science, 2009, 330: 29-37.5 Shamim, N., Liang, H., Hidajat, K., Uddin, M.S. Adsorption, desorption, and conformational changes of lysozyme from thermosensitive nanomagnetic particles. Journal of Colloid and Interface Science, 2008, 320: 15-21.6 Peng, Z. G., Hidajat, K., Uddin, M. S. Adsorption and desorption of lysozyme on nano-sized magnetic particles and its conformational changes. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2004, 35: 169-174.7 Liu, C. G., Desai, K. G. H., Chen, X. G., et al. Preparation and Characterization of Nanoparticles Containing Trypsin Based on Hydrophobically Modified Chitosan. Journal of Agriculture and Food Chemistry, 2005, 53: 1728-1733.8 Cao M. , Li Z. H., Wang J.L., et al. Food related applications of magnetic iron oxide nanoparticles: Enzyme immobilization, protein purification, and food analysis. Trends in Food Science & Technology, 2012, 27: 47-56. 9 Tai, Y.L., Wang, L., Yan, G.Q., et al. Recent research progress on the preparation and application of magnetic nanospheres. Polymer international, 2011, 60: 976994. 10 雷琳. 磁性复合载体的制备及其固定化脂肪酶研究D:硕士学位论文. 兰州：兰州大学，2009.11 Lee, C. M., Jeong, H. J., Kim, S. L., et al. SPION-loaded chitosanlinoleic acid nanoparticles to target hepatocytes. International Journal of Pharmaceutics, 2009, 371:163-169.12 Hsu, S. H., Chang, Y. B., Tsai, C. L., et al. Characterization and biocompatibility of chitosan nanocomposites. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2011, 85: 198-206.13 Keong, L. C., Halim, A. S. In Vitro Models in Biocompatibility Assessment for Biomedical-Grade Chitosan Derivatives in Wound Management. International Journal of molecule Science, 2009, 10: 1300-1313.14 马贵平. 壳聚糖的化学改性及其作为生物医用材料的制备和性能研究D:博士学位论文. 北京：北京化工大学，2009. 15 余敬谋. 两种疏水改性乙二醇壳聚糖壳聚糖自聚集纳米粒在药物传递系统中的应用研究D:博士学位论文. 杭州：浙江大学，2009. 16 Lundqvist, M., Sethson, I., Jonsson, B. H. Protein adsorption onto silica nanoparticles: Conformational changes depend on the particles curvature and the protein stability. Langmuir, 2004, 20: 10639-10647.17 Sivaraman, B., Fears, K. P., Latour, R. A. Investigation of the Effects of Surface Chemistry and Solution Concentration on the Conformation of Adsorbed Proteins Using an Improved Circular Dichroism Method. Langmuir, 2009, 25: 3050-3056.18 Themistou, E., Singh, I., Shang, .C W., et al. Application of Fluorescence spectroscopy to Quantify Shear-Induced protein conformation Change. Biophysical Journal, 2009, 97: 2567-2576. 19 Stearns, J. A., Guidi, M., Boyarkin, O. V., et al. Conformation-specific infrared and ultraviolet spectroscopy of tyrosine-based protonated dipeptides. Journal of Chemical Physics, 2007, 127: 111-118.20 Jana, S., Chaudhuri, T. K.,Deb, J. K. Effects of guanidine hydrochloride on the conformation and enzyme activity of streptomycin adenylyltransferase monitored by circular dichroism and Fluorescence spectroscopy. Biochemistry, 2006, 7: 1230-1237.1.3项目的研究内容、研究目标和拟解决的关键科学问题。1.3.1 研究内容：(1) 两亲性壳聚糖衍生物的化学合成及表征拟以羧甲基壳聚糖为研究对象，通过西弗碱还原法，制备N辛基羧甲基壳聚糖，N十二烷基羧甲基壳聚糖，N十六烷基羧甲基壳聚糖；测试三种壳聚糖衍生物的烷基取代度，并进行壳聚糖衍生物的结构表征、溶解性及热稳定性测试。(2) 单分散、核壳型功能性磁性纳米载体的可控构建分别以壳聚糖、羧甲基壳聚糖及上述三种两亲性壳聚糖衍生物为表面壳体材料，建立超声辅助化学共沉淀法制备核壳型磁性纳米载体的新方法；之后对所制备的磁性纳米载体的溶液分散性、热稳定性、pH稳定性和储藏稳定性进行测定，并对其表面化学组成成分进行定性、定量分析。(3) 功能性磁性纳米载体与蛋白质相互作用机理研究 研究上述功能化磁性纳米载体对模型蛋白质（BSA和Lyz）的吸附行为，探索具有不同表面化学组成和物理结构的磁性纳米载体对两种蛋白质的固载量和吸附过程中蛋白质构象的影响。采用多光谱技术动态分析蛋白质与磁性纳米载体之间的相互作用力以及蛋白质构象变化规律，进一步阐明磁性纳米载体与蛋白质的相互作用机理。 (4) 磁性纳米载体在蛋白质领域应用平台的初步构建以胰蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶为例，依据载体与蛋白质相互作用机理，选择最佳磁性纳米载体以用于上述蛋白酶的吸附行为研究，对其吸附、解吸附过程中的构象稳定性及其酶学特性进行深入分析，以验证上述机理的准确性；并为磁性纳米载体在蛋白质领域应用平台的初步构建提供理论科学依据，也为后续应用平台的完善奠定前期理论基础。1.3.2研究目标：(1) 解决传统化学共沉淀法所得磁性载体粒径难以控制，粒径分布范围较宽的缺陷，建立一种超声辅助化学共沉淀法构建粒径大小均一、单分散、功能化磁性纳米载体的新方法，以期为高品质磁性纳米载体的构建提供新途径，同时丰富磁性纳米载体制备方法的基础理论研究内容。(2) 研究生物功能化磁性纳米载体与蛋白质相互作用的影响因素，揭示载体对蛋白质构象变化的影响规律，阐明载体与蛋白质的相互作用机理，以期为高品质磁性纳米载体的设计开发及其在蛋白质领域的高效应用提供新思路和新的科学依据，并初步构建磁性纳米载体在蛋白质领域的应用平台。1.3.3 拟解决的关键科学问题： (1) 构建具有不同表面化学组成和物理结构的磁性纳米载体是本课题首要解决的问题，为此需要对载体进行表面化学改性，本课题也将从这一视角来探索超声辅助化学共沉淀法实现核-壳型生物功能化磁性纳米载体可控化构建的新方法。(2) 通过分析磁性纳米载体对蛋白质吸附容量和蛋白质构象变化的影响，阐明磁性纳米载体与蛋白质的相互作用机理，是贯穿本课题的关键问题之一。包括两部分内容，一部分是揭示载体对蛋白质构象变化的影响规律，确立关键控制因素；另一部分是建立多光谱技术动态分析蛋白质构象变化的分析技术及分析方法，以及对图谱进行数据分析，包括将图谱信息转化为数据信息、选择数据处理方法、分析数据，从中探究载体与蛋白质相互作用机理。 2、拟采取的研究方案及可行性分析（包括有关方法、技术路线、实验手段、关键技术等说明）。2.1 技术路线本课题的技术路线见图2。图 2 本课题技术路线示意图2.2研究方案本课题的化学反应示意图见图3。图3 本课题化学反应示意图(1) 两亲性壳聚糖衍生物的化学合成及表征 以羧甲基壳聚糖为研究对象，采用离子液体作为反应介质，通过西弗碱还原法，制备N辛基羧甲基壳聚糖，N十二烷基羧甲基壳聚糖，N十六烷基羧甲基壳聚糖； 采用红外光谱（FTIR）和核磁共振（NMR）技术对壳聚糖衍生物的结构进行表征分析； 分析壳聚糖衍生物的溶解性质，及热稳定性。(2) 单分散、核壳型磁性纳米载体的可控制备新方法的建立 以聚乙二醇作为分散剂，分别以壳聚糖、羧甲基壳聚糖、N辛基羧甲基壳聚糖，N十二烷基羧甲基壳聚糖，N十六烷基羧甲基壳聚糖为表面修饰材料，采用超声波辅助的化学共沉淀法实现对磁性纳米载体的可控制备，重点考察总铁离子浓度，Fe (II)与Fe (III)摩尔比，超声波频率、超声波作用时间、反应温度和壳体材料加入比例对磁性纳米载体粒径和分散性的影响； 采用FTIR技术分析磁性纳米载体表面的特定官能团； 通过高分辨率透射电镜（TEM）、振动样品磁强计（VSM）、Zeta粒径电位测定仪分析磁性纳米载体的形貌、粒径大小、粒径分布、磁强度以及表面电位； 测定磁性纳米载体在水溶液中的分散性及储藏稳定性、热稳定性、pH稳定性等指标； 采用热重分析仪（TGA）技术分析磁性纳米载体表面生物多糖壳体材料所占整个载体的比重。(3) 磁性纳米载体对模型蛋白质吸附特性的研究 选择BSA和Lyz作为模型蛋白质，重点考察BSA和Lyz有效作用浓度、磁性纳米载体粒径大小、反应溶液的pH值和离子强度对于具有不同疏水性磁性纳米载体对蛋白质固载量的影响；确定磁性纳米载体表面活性位点达到饱和时的化学反应条件； 选择对蛋白质固载量最大且具有特定表面结构的载体，之后采用超声辅助化学共沉淀法制备一系列具有相同化学组成、不同厚度的磁性纳米载体，进一步研究不同厚度的特定生物基团对载体固载量和蛋白质构象的影响； 在上面研究的基础上，选择最佳载体，进一步研究磁性纳米载体对蛋白质吸附过程中的吸附动力学模型以及等温吸附模型，以期为后续载体在蛋白质领域的应用提供理论基础。(4) 吸附过程中蛋白质构象变化及载体与蛋白质相互作用机理探讨 采用荧光光谱（FS）、FTIR、圆二色谱（CD）以及激光拉曼光谱等多光谱技术动态分析在整个吸附过程中，磁性纳米载体对模型蛋白质构象的影响规律； 分析不同反应条件下蛋白质构象变化，揭示吸附过程中蛋白质构象变化规律，进一步阐明磁性纳米载体与蛋白质相互作用机理。(5) 磁性纳米载体在蛋白质领域应用平台的构建 以胰蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶为例，依据载体与蛋白质相互作用机理，选择最佳磁性纳米载体以用于上述蛋白酶的固定化研究； 深入分析上述蛋白酶在与载体作用过程中其构象及其酶学特性的变化，以验证本项目所推断理论的准确性。2.3主要实验方法（1）两亲性壳聚糖衍生物的物化特性表征主要采用FTIR和NMR技术对壳聚糖衍生物的结构进行表征分析。其中，核磁测试采用氘代氯仿与重水1:1作为溶剂，四甲基硅烷（TMS） 为内标进行测定分析。壳聚糖衍生物溶解性的测定主要是在室温下，以水、乙酸、二甲基亚砜（DMSO）、乙醇、乙醚 为溶剂，观察两亲性壳聚糖在上述各个溶剂中的溶解情况。（2）载体对蛋白质固载量的计算采用紫外分光光度法在280 nm的波长下测定磁性纳米载体对模型蛋白质的固载量，根据以下公式进行计算： (式1）式中：q 磁性纳米颗粒对模型蛋白质的固载量，mg/g；Co模型蛋白质溶液的初始浓度，mg/ mL；Ce吸附后上清液中的模型蛋白质浓度，mg/ mL；V模型蛋白质溶液的体积，mL； m磁性纳米载体的质量，g。（3）多光谱技术动态分析蛋白质构象变化采用FTIR、CD、FS、激光拉曼光谱动态分析吸附过程中蛋白质构象的变化。其中，CD定性分析蛋白质的构象变化的数据处理方法：利用208 nm处的摩尔椭圆度来计算蛋白质结构中螺旋结构的含量，计算公式如下所示： （式2）式中：mrd 蛋白质在 208 nm 下的摩尔椭圆度，deg cm2/dmol； d 单位椭圆度，mdeg；M 蛋白质的分子量，Dalton；C 蛋白质的浓度，mg/mL；L 路径，0.1 cm；Nr 蛋白质中的氨基酸残基数量。FTIR定量分析蛋白质二级结构变化的图谱处理：首先采用OMNIC 6.0数据处理软件将原FTIR光谱图转化为以吸光值为纵坐标的曲线图，选取16001700 cm-1范围内的谱带，然后用Peakfit 4.12软件进一步处理、分析；进一步选择Gausse峰型，基线调零，曲线拟合，使最终残差（r2）大于0.999；根据各子峰的积分面积计算其相应的二级结构的相对百分含量；各子峰与二级结构对应关系如下：16001639 cm-1 为 折叠，16401650 cm-1 为 无规则卷曲，16511660 cm-1 为 螺旋，16611700 cm-1 为 T 转角；荧光光谱主要是通过对在变性剂尿素的作用下蛋白质展开实验定性表征蛋白质构象变化。2.4 可行性分析（1）理论研究可行性项目申请人前期对核-壳型超顺磁性纳米颗粒的制备、化学改性、表征及其在蛋白质分离纯化及酶固定化中的应用进行了较为深入、系统的研究。本课题组在前期的研究基础上发现在磁性纳米载体与生物酶的相互作用过程中，载体的表面结构对酶的构象稳定起到了关键作用，而构建具有不同表面结构的磁性纳米载体，并系统研究载体与蛋白质相互作用，可为磁性纳米载体的设计及其在蛋白质领域的应用提供理论基础和科学依据，因此，本课题的研究思路以及研究路线为可行的。（2）实验技术及方法可行性 本课题的第一个任务是两亲性壳聚糖衍生物的合成及其核壳型磁性纳米载体的制备。课题组成员，有着长期从事生物多糖的分离纯化、化学修饰、结构表征等方面的经验，对多糖的化学改性实验及技术都非常熟悉，完全可以胜任本课题中对壳聚糖的衍生化反应任务；同时，关于磁性纳米载体的可控构建研究，申请者前期采用化学共沉淀法已成功合成了粒径在15 nm左右的核-壳型磁性纳米颗粒，制备方法已发表在Journal of Chromatography B，目前已掌握了与磁性纳米载体制备相关的实验技术及手段。 本课题的第二个任务是磁性纳米载体与蛋白质相互作用机理及其构效关系研究。申请者前期以Lyz为模型蛋白质，研究了磁性纳米载体与Lyz的相互作用，并对其吸附、解吸附过程中的构象变化进行了深入探讨，业已掌握了对蛋白质在吸附过程中构象变化的分析能力；此外，申请人及其课题组成员能够灵活运用FTIR、TEM、TGA、Zeta电位粒径分析仪等多种手段进行磁性纳米载体的表征与分析，并且掌握了蛋白质构象测定的CD、FS和FTIR谱图的分析方法，能够独立进行图谱解析及数据处理。 采用多光谱技术动态分析磁性纳米载体对蛋白质构象变化的影响，本课题拟通过TEM观察载体在蛋白质吸附前后的样貌状态，荧光光谱中最大吸收峰波长的位移，激光拉曼光谱图中Lippert法定量分析蛋白质二级结构， FTIR中酰胺I键波段的红外吸收的分峰拟合分析，以及对CD光谱中蛋白质二级结构的计算，定性定量分析磁性纳米材料负载蛋白质后其构象的变化。相关的分析方法及数据处理手段国际上均有较为成熟的研究与报道。同时，学院中心实验室及校分析测试中心已基本具备了所需的实验设备及条件，能够保证本课题研究任务的顺利展开及完成。（3）较为深入的前期研究基础 本课题是对博士研究课题的延伸，在博士研究阶段就磁性纳米载体的制备及其在蛋白质分离纯化及酶固定化中的应用进行了较为深入的研究，已发表SCI论文6篇，累积影响因子16（见申请人简历栏）。此外，就本课题的研究内容也进行了部分前期预实验探索，扎实的前期研究基础，将会为本项目的顺利完成提供保障。2.4、本项目的特色与创新之处。 (1) 特色以生物功能化磁性纳米载体的可控化制备为研究基础，基于分子水平研究磁性纳米载体与蛋白质的相互作用机理及其对蛋白质构象的影响，丰富磁性纳米载体在蛋白质应用领域的基础理论研究内容，初步建立磁性纳米材料在蛋白质领域的应用平台，同时为高品质磁性纳米载体的设计开发及其在蛋白质领域的应用提供理论基础和科学依据。 (2) 思路创新 具有多孔网状结构的壳聚糖衍生物与具有独特磁学性质的Fe3O4纳米粒子的结合既是对传统生物多糖聚合物功能的拓展，也是对Fe3O4纳米粒子