论文部分内容阅读
天然橡胶(NR)作为一种理化性质优越的弹性体材料,被广泛的应用于航空航天、建筑建材、医疗保健等关系到人们日常生产生活的领域。近年来由于世界经济快速发展,全球的天然橡胶年消耗量快速激增,现如今被人们成功商业化的天然橡胶来源是巴西三叶橡胶树,但由于受气候,及病虫害,比如南美叶疫病等因素的影响,全球天然橡胶的供应不稳定,波动较大。反观我国,由于地理条件和气候因素等原因,能种植巴西三叶橡胶的地域非常有限,其产量远远不能满足我们自身的消耗量,绝大部分需要从东南亚各国进口,由于南海争端等一系列问题的存在,天然橡胶等商品的进口也受到潜在威胁。所以现在发展第二天然橡胶已经刻不容缓,同时进行天然橡胶生物合成机理的研究也迫在眉睫,为将来的大规模开发利用第二天然橡胶和最终实现体外合成天然橡胶打好基础。本文主要对巴西天然胶乳和第二天然橡胶的代表-蒲公英(T.kok—saghyzRodin TKS)胶乳中的天然橡胶生物合成中间体进行精确定量,研究其含量和地域、品种、以及部分橡胶性能的潜在关系,共分为三个部分。第一部分利用安捷伦1290高效液相色谱和6410三重四级杆质谱联用对巴西天然橡胶胶乳进行检测,自行开发方法对天然橡胶生物合成过程中的两种中间体异戊烯基焦磷酸(Dimethylallyl pyrophosphate DMAPP)和法尼基焦磷酸(Farneyl pyrophosphate FPP)进行定量检测。结果发现被测物主要集中在高速离心后的橡胶粒子层,但含量很低;DMAPP 和 FPP 的浓度分别为 70-96ng/mL 和 242-375 ng/mL;DMAPP和FPP的定量限分别为28 ng/mL和33 ng/mL。该方法回收率在81-93%之间。第二部分是在第一部分的基础上利用性能更好的Waters ACQUIT超高效液相色谱仪串联Waters Xevo TQ-MS三重四级杆质谱仪对蒲公英橡胶中的DMAPP和FPP进行检测,结果显示DMAPP和FPP在1 ng/mL⒍1000 ng/mL浓度时,二者都具有良好的线性关系,线性相关系数>0.999;该方法对DMAPP和FPP的检出限(LOD)和定量限(LOQ)分别为 2.42 ng/mL、7.26ng/mL 和 1.02ng/mL、3.05ng/mL;蒲公英橡胶草样品中DMAPP和FPP的浓度分别在23.32-82.77ng/mL和12.03-85.67ng/mL范围内,浓度比天然胶乳中含量更低;该方法的回收率在99-117.1%之间。第三部分是利用GPC对第二部分中的蒲公英橡胶样品的分子量进行检测,将蒲公英橡胶的部分性能与生物合成的中间体的含量进行关联,结果显示蒲公英橡胶草中的天然橡胶分子量相较巴西三叶橡胶树的分子量小,橡胶草中天然橡胶分子量和其生物合成过程中的中间体DMAPP的含量成正相关。将DMAPP和FPP的质量分数以及浓度与重均分子量分别进行拟合,得到DMAPP的浓度和重均分子量之间的经验关系式 y=-19.722x3+2389.5x2-66384x+729632,其 R2=0.9104;同样的FPP的浓度和重均分子量之间的经验关系式为y=-0.8768x4+159.9x3-9986.2x2+258028x-2E+06,R2=0.9832。与定性关系得到的结果相吻合,可以利用FPP的浓度来预测所测样品的分子量大小,具有实际的指导意义。