專利名稱：一種小分子γ-聚谷氨酸或其Na⁺形式γ-聚谷氨酸鹽的阻垢用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術領域，涉及一種新型阻垢劑小分子Y-聚谷氨 酸或其Na+形式，聚谷氨酸鹽的制備，以及其在阻止Ca2+、 Mg2，D B^+等金屬離子在物體表面形成垢中的用途。
背景技術：
目前，水垢的廣泛存在給人們的生產(chǎn)生活帶來嚴重危害。工業(yè)上， 水垢的存在會造成浪費燃料、影響設備安全運行、破壞水循環(huán)和縮短 設備壽命等問題。日常生活中，水垢中存在大量重金屬，水加熱后部 分重金屬會重新溶入水中，當人們長期飲用這些含有重金屬的水后， 就有可能引起人體消化、神經(jīng)、呼吸和造血系統(tǒng)的病變和功能障礙。 針對水垢對人類造成的危害，人們研究出了很多阻垢產(chǎn)品，目前國內 外工業(yè)水處理所用的阻垢劑有聚丙烯酸類，丙烯酸-丙烯酸酯共聚物， 丙烯酸-馬來酸酐-磺酸鹽共聚物及含磷丙烯酸-馬來酸共聚物等幾大 類。但以上幾類阻垢劑均為石化產(chǎn)品，近期的科學研究已經(jīng)證實，當 這些阻垢劑在用于工業(yè)水處理系統(tǒng)時，由于聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸 等羧酸類聚合物在環(huán)境中很難被微生物降解，這些非生物降解的水溶 性聚合物在排入自然環(huán)境后會不斷積累，最終對環(huán)境造成污染和危 害。因此，美國、日本、德國等知名的水處理企業(yè)都致力于尋找一種 能替代聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸的物質，希望這類物質既具有優(yōu)良的阻塘緩蝕性能，又是可被生物降解的"綠色環(huán)保"型水處理化學品。 其中，天然高分子聚合物阻垢分散劑——聚天冬氨酸，由于具有良好 的可降解性，已逐步成為公認的環(huán)保型聚合物阻垢劑的代表。但作為 阻坭劑的聚天冬氨酸目前大多通過化學合成即天冬氨酸單體加熱縮
聚或通過將馬來酸酐和氨水聚合得聚琥珀酰亞胺后經(jīng)NaOH水解而 成，這些制備方法工藝過程比較復雜，設備要求比較高。
本發(fā)明提出了 一種小分子，聚谷氨酸或其Na+形式，聚谷氨酸鹽 具有阻止(^2+、 Mg^和B^+等金屬離子在物體表面形成垢的用途。y-聚谷氨酸(或其Na+形式y(tǒng)-聚谷氨酸鹽)的聚羧基可以和Ca2+、 Mg2+、 Ba2+等金屬離子結合，使得這些金屬離子不易在物體表明形成垢， 從而阻止了垢的形成。在阻垢能力上，該小分子Y-聚谷氨酸(或其 Na+形式Y-聚谷氨酸鹽)具有比大分子，聚谷氨酸(或其Na+形式， 聚谷氨酸鹽)更好的阻垢效果。在阻止相同濃度的金屬離子形成垢的
實驗中，小分子Y-聚谷氨酸或Y-聚谷氨酸鈉鹽的使用量僅為大分子， 聚谷氨酸或，聚谷氨酸鈉鹽的10%—20%。與傳統(tǒng)阻垢劑相比，本發(fā)
明中的阻垢劑小分子，聚谷氨酸(或其Na+形式？聚谷氨酸鹽)具有 阻據(jù)性能好、制備簡單、可生物降解、水溶性強、對人體和環(huán)境無毒 害作用等優(yōu)良特性。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及一種新型生物可降解型阻垢劑小分子Y-聚谷氨酸(或 其Na+形式，聚谷氨酸鹽)的制備方法及其阻止Ca2+、 Mg^和Ba2+ 等金屬離子在物體表面形成垢的用途。本發(fā)明中使用的？聚谷氨酸鈉鹽是由本實驗室篩選出的高產(chǎn)，聚谷氨酸菌株——枯草芽孢桿菌(專
利申請?zhí)?00710038317.4)經(jīng)生物發(fā)酵而得，小分子y聚谷氨酸鈉 鹽的制備也是通過控制不同濃度的HC1降解而得到，因此整個制備 過程均沒有采用到化學合成方法，制備方法更加簡單、阻垢性能較好。 由于Y-聚谷氨酸(或其Na+形式，聚谷氨酸鹽)可以在自然界中降解 成肽、氨基酸和有機鹽，因此本阻垢劑還具有可生物降解性、綠色、 環(huán)保、無毒性物質產(chǎn)生。
本發(fā)明涉及一種新型生物可降解型阻垢劑小分子，聚谷氨酸(或 其Na+形式，聚谷氨酸鹽)的制備方法如下
1. 大分子Na+形式Y-聚谷氨酸鹽的微生物發(fā)酵
種子培養(yǎng)接種芽孢桿菌(Bacillus licheniformis ATCC 9945a) 菌種到種子培養(yǎng)基，37X:震蕩培養(yǎng)數(shù)小時。其中種子培養(yǎng)基的成分為 蛋白胨10g/L，酵母膏5g/L,氯化鈉5g/L。
發(fā)酵培養(yǎng)按一定的比例接種，37°C， 220 r/min搖瓶培養(yǎng)2-3d。 其中發(fā)酵培養(yǎng)基的成分為麥芽糖50g/L，酵母膏10g/L，谷氨酸鈉 30 g/L， NaCl 10g/L， KH2P04 5g/L， MgS04 7H20 0.5g/L。
2. 大分子Na+形式Y-聚谷氨酸鹽的制備
發(fā)酵結束后，發(fā)酵液加蒸餾水稀釋，用鹽酸調發(fā)酵液pH至酸性， 離心去除菌體，然后調節(jié)上清液pH至中性，再加入冰冷的無水乙醇，
攪拌得到，聚谷氨酸鈉鹽沉淀，干燥沉淀得到，聚谷氨酸鈉鹽粗樣 品，然后通過透析除去雜質和小分子物質，最后通過冷凍干燥得到白 色粉末狀物質，此白色物質即為Y-聚谷氨酸大分子的鈉鹽。3. 大分子y-聚谷氨酸制備
稱取一定量的大分子，聚谷氨酸鈉鹽，溶解在去離子水中后，轉 入透析帶中分別以稀HC1和去離子水作為透析液透析數(shù)小時，，聚谷
氨酸從溶液中沉淀出來，透析結束后，將反應混合物離心，移去上面 的水層，收集沉淀。冷凍干燥，從而得到，聚谷氨酸。
4. 小分子"聚谷氨酸或其Na+形式，聚谷氨酸鹽制備
按一定的比例溶解，聚谷氨酸鈉鹽樣品，獲得大分子y-聚谷氨 酸鈉鹽溶液。加入不同體積的濃HC1，然后在高溫高壓的條件下降解 15-20min，獲得不同分子量的，聚谷氨酸鈉鹽溶液。再將上述不同分 子量的，聚谷氨酸鈉鹽溶液pH調回到中性，得到小分子Na+形式y(tǒng)-聚谷氨酸鈉鹽溶液。通過透析將，聚谷氨酸鈉鹽轉化為質子化形式的 ，聚谷氨酸，再通過冷凍干燥或真空干燥的方式得到小分子，聚谷氨 酸阻垢劑。
本發(fā)明的？聚谷氨酸或其Na+形式，聚谷氨酸鹽的阻垢用途，如 下所述，制備以下溶液
Al液CaCl2溶液(75mmol/L) A2液CaCl2溶液(3.75mmol/L) B液NaS04溶液(75mmol/L) C液NaHC03溶液(3.75mmol/L) (1)阻CaS04坭實驗
分別取一定體積的Al液，加入不同體積的，聚谷氨酸(溶于 生理鹽水中)或？聚谷氨酸鈉鹽溶液，在恒溫搖床中作用0.5h-lh，再分別加入一定體積的B液，然后放入8(TC水浴中恒溫數(shù)小時。采 用EDTA滴定法測定溶液中游離的<^2+含量以及阻垢率。 (2)阻CaCOs垢實驗
在阻CaC03垢實驗中，用A2取代A1，用C液取代B液，其它 步驟相同。
大分子"聚谷氨酸(或其Na+形式，聚谷氨酸鹽)的分子量范圍 為500,000-1000,000，小分子y-聚谷氨酸(或其Na+形式，聚谷氨酸 鹽)為3,500-21,000。，聚谷氨酸(或其Na+形式Y-聚谷氨酸鹽)是含 有很多a羧基的均聚物，a羧基可以與Ca2+、 Mg^和B^+等金屬離子 發(fā)生結合，從而使，聚谷氨酸(或其Na+形式，聚谷氨酸鹽)由自由 巻曲狀態(tài)轉變?yōu)橹旅馨步Y塊，結合(^2+、 Mg^和B^+等金屬離子， 從而阻止這些金屬離子形成垢。小分子Y-聚谷氨酸(或其Na+形式i 聚谷氨酸鹽)具有比大分子Y-聚谷氨酸(或其Na+形式，聚谷氨酸鹽) 更優(yōu)良的阻垢效果首先是小分子，聚谷氨酸(或其Na+形式？聚谷 氨酸鹽)比大分子？聚谷氨酸(或其Na+形式，聚谷氨酸鹽)的水溶 性好；其次是聚羧基與Ca2+、 Mg"和B^+的結合也牽涉到一個結合率 的問題，大分子，聚谷氨酸(或其Na+形式，聚谷氨酸鹽)雖然羧基 更多，但可能由于其分子量巨大以及空間位阻，其與金屬離子有效結 合率比小分子聚谷氨酸(或其Na+形式，聚谷氨酸鹽)低；最后，大 分子，聚谷氨酸(或其Na+形式，聚谷氨酸鹽)由于分子量巨大，其 聚羧基結合了部分金屬離子就很容易因為分子量大而沉淀下來，從而 導致其聚羧基不能充分與金屬離子結合。而小分子，聚谷氨酸由于分子量小，不會形成沉淀，所以其有效結合金屬離子的能力比大分子強。
所以與傳統(tǒng)阻垢劑相比，小分子，聚谷氨酸(或其Na+形式，聚谷氨 酸鹽)不僅具有具有阻垢性能好、制備簡單、水溶性強等特點，而且 還具有可生物降解、對人體和環(huán)境無毒害作用等優(yōu)良特性。


圖l，為降解前后y-聚谷氨酸鈉鹽瓊脂糖凝膠電泳圖。l為降解前， 聚谷氨酸鈉鹽；2-5為聚谷氨酸標準品，分子量分別為5000Da， 14500Da， 20500Da， 64000Da; 6-9為經(jīng)不同濃度HC1降解的丫-聚谷 氨酸鈉鹽，HC1的終濃度依次分別為15 mmol/L， 30 mmol/L， 60 mmol/L， 125mmol/L。
圖2，顯示在(^2+濃度不變的情況下，大分子Y-聚谷氨酸或？聚谷氨 酸鈉鹽的濃度變化對其阻垢能力的影響。
圖3，顯示不同分子量Y-聚谷氨酸或Y-聚谷氨酸鈉鹽阻垢性能的比較。 圖4，不同濃度的小分子，聚谷氨酸或，聚谷氨酸鈉鹽(分子量 8000-15000)阻垢性能的比較。圖4 (A)為阻CaS04垢實驗結果，圖 4 (B)阻CaC03垢實驗結果。
圖5顯示，聚谷氨酸(A)、阻CaS04垢實驗中Y-聚谷氨酸鈣(B)與 阻CaC03塘實驗中Y-聚谷氨酸鈣(C)在KBr壓片中的紅外光譜分析 圖。
具體實施例方式
實施例1大分子Na+形式，聚谷氨酸鹽的制備菌種活化取芽孢桿菌(Bacillus licheniformis ATCC 9945a)菌 種一環(huán)，接入斜面培養(yǎng)基，37'C斜面活化llh。斜面培養(yǎng)基蛋白胨 10g/L，酵母膏5g/L，瓊脂20g/L，氯化鈉5g/L。
種子培養(yǎng)將1 ml凍存菌種接入種子培養(yǎng)基，37°C， 210r/min， 震蕩培養(yǎng)llh。種子培養(yǎng)基蛋白胨10g/L，酵母膏5g/L，氯化鈉5 g/L。
發(fā)酵培養(yǎng)以4% (v/v)接種量接種，37°C， 220r/min搖瓶培養(yǎng) 72h。發(fā)酵培養(yǎng)基麥芽糖50g/L，酵母膏10g/L，谷氨酸鈉30g/L， NaCl 10g/L ， KH2P04 5g/L ， MgS04 7H20 0.5g/L ，裝液量 200mL/1000mL搖瓶。
大分子Na+形式Y-聚谷氨酸鹽的制備發(fā)酵結束后，發(fā)酵液加蒸 餾水稀釋4倍，用鹽酸調發(fā)酵液pH至2.0-3.0， 12000 r/min、 30 min 離心去除菌體，調節(jié)上清液pH至7.0-8.0，再加入3倍體積冰冷的無 水乙醇，攪拌得到，聚谷氨酸鈉鹽沉淀，干燥沉淀得到，聚谷氨酸鈉 鹽粗樣品，將Y-聚谷氨酸鈉鹽粗樣品重新溶解在蒸餾水中，再次加入 3倍體積冰冷的無水乙醇，以進一步去除Y-聚谷氨酸鈉鹽粗樣品中的 雜質，攪拌得到Y-聚谷氨酸鈉鹽沉淀，干燥沉淀得到Y-聚谷氨酸鈉鹽 粗樣品，然后反復透析(截留分子量MW: 10000)除去雜質和小分 子物質，最后將溶液冷凍干燥得到白色粉末狀物質，此白色物質即為 大分子，聚谷氨酸的鈉鹽，產(chǎn)量可達到20 g/L。
實施例2分子量為3500-5000的小分子Na+形式？聚谷氨酸鹽的制備1. 按0.5%的比例(w/v)溶解Y-聚谷氨酸鈉鹽樣品，獲得大分子，聚谷氨酸鈉鹽溶液。2. 以終濃度為125mmol/L的HC1在121"C的條件下作用15min后，將降解后的，聚谷氨酸鈉鹽溶液pH調回到7.0，得到小分子y-聚谷氨酸鈉鹽溶液。3. 將溶液冷凍干燥得到白色粉末狀物質，此白色物質即為小分子"聚谷氨酸鈉鹽。4.按濃度為0. 5% (w/v)的比例溶解？聚谷氨酸鈉鹽和已知分 子量的，聚谷氨酸標準品(Y-聚谷氨酸標準品溶于生理鹽水中)，然 后在80V電壓下進行濃度為0.8。/。(w/v)的瓊脂糖凝膠電泳，電泳時間 為30min，然后用亞甲基藍染色40min后蒸餾水脫色，拍照，根據(jù)與 聚谷氨酸標準品比對，確定降解后，聚谷氨酸鈉鹽分子量為 3500-5000。實施例3分子量為8000-15000的小分子Na+形式Y-聚谷氨酸鹽的制 備1. 按0.5%的比例(w/v)溶解Y-聚谷氨酸鈉鹽樣品，獲得大分 子，聚谷氨酸鈉鹽溶液。2. 以終濃度為60mmol/L和30mmol/L的HC1在121'C的條件下 作用15min后，將降解后的，聚谷氨酸鈉鹽溶液pH調回到7.0，得到小分子，聚谷氨酸鈉鹽溶液。3.將溶液冷凍干燥得到白色粉末狀物質，此白色物質即為小分子Y-聚谷氨酸鈉鹽。4.按濃度為0.5% (w/v)的比例溶解，聚谷氨酸鈉鹽和己知分 子量的"聚谷氨酸標準品(，聚谷氨酸標準品溶于生理鹽水中)，然 后在80V電壓下進行濃度為0.8c/。(w/v)的瓊脂糖凝膠電泳，電泳時間 為30min，然后用亞甲基藍染色40min后蒸餾水脫色，拍照，根據(jù)與Y-聚谷氨酸標準品比對，確定降解后Y-聚谷氨酸鈉鹽分子量為 8000-15000。實施例4分子量為18000-21000的小分子Na+形式^聚谷氨酸鹽的 制備1. 按0.5%的比例(w/v)溶解Y-聚谷氨酸鈉鹽樣品，獲得大分子Y-聚谷氨酸鈉鹽溶液。2. 以終濃度為15mmol/L的HCl在12rC的條件下作用15min后，將降解后的，聚谷氨酸鈉鹽溶液PH調回到7.0，得到小分子y-聚谷 氨酸鈉鹽溶液。3. 將溶液冷凍干燥得到白色粉末狀物質，此白色物質即為小分 子，聚谷氨酸鈉鹽。4.按濃度為0. 5% (w/v)的比例溶解，聚谷氨酸鈉鹽和已知分子量的，聚谷氨酸標準品(Y-聚谷氨酸標準品溶于生理鹽水中)，然 后在80V電壓下進行濃度為0.8n/。(w/v)的瓊脂糖凝膠電泳，電泳時間 為30min，然后用亞甲基藍染色40min后蒸餾水脫色，拍照，根據(jù)與Y-聚谷氨酸標準品比對，確定降解后Y-聚谷氨酸鈉鹽分子量為 18000-21000。實施例5不同分子量"聚谷氨酸的制備稱取上述不同分子量的Y-聚谷氨酸鈉鹽0.5 g，溶解在100 ml去 離子水中后，轉入透析帶(截留分子量MW: 3500)，在4"C下以0.01 mol/L HC1作為透析液透析48h，再以去離子水作為透析液透析24h， 透析過程中，y-聚谷氨酸從溶液中沉淀出來，透析結束后，反應混合 物在12000 r/min條件下離心10min，移去上面的水層，收集沉淀。 冷凍干燥，從而得到，聚谷氨酸。，聚谷氨酸從鈉鹽形式到質子化形 式的轉化得率為72%。實施例6不同濃度的大分子？聚谷氨酸或Na+形式Y-聚谷氨酸鹽阻垢性能的比較制備以下溶液Al液CaCb溶液(75mmol/L)A2液CaCl2溶液(3.75mmol/L)B液NaSCV溶液(75mmol/L)C液NaHC03溶液(3.75mmol/L) 阻CaS04垢實驗分別取50mLAl液，加入不同體積的0.5% (w/v)，聚谷氨酸(溶 于生理鹽水中)或，聚谷氨酸鈉鹽溶液，分別使，聚谷氨酸或，聚谷 氨酸鈉鹽的終濃度為60mg/L、 40 mg/L、 20 mg/L、 10 mg/L和5 mg/L， 在37'C恒溫搖床中210r/min作用30min，再分別加入50mLB液，然 后放入8(TC水浴中恒溫12h。采用EDTA滴定法測定溶液中游離的 C^+含量。阻垢率按以下公式計算。阻塘率=(VE-V0) / (VT-V0) X100%Vo:滴定水浴加熱后空白樣品(不加，聚谷氨酸或Y-聚谷氨酸 鈉鹽)所消耗的EDTA體積。VT:滴定未經(jīng)水浴加熱的A液(不加Y-聚谷氨酸或Y-聚谷氨酸鈉鹽)所消耗的EDTA體積。 VE:滴定加有阻垢劑的經(jīng)水浴加熱的水樣所消耗的EDTA體積。阻CaC03垢實驗在阻CaC03垢實驗中，用A2取代A1，用C液取代B液，其它步 驟相同。實驗結果見圖2。圖2顯示在(^2+的濃度不變的情況下，隨著Y-聚谷氨酸或，聚谷 氨酸鈉鹽濃度的增加，阻垢能力逐漸增強。在阻CaS04垢和阻CaC03 標實驗中，達到100y。阻垢率時大分子Y-聚谷氨酸或？聚谷氨酸鈉鹽 的最低濃度均為20mg/L。實施例7不同分子量，聚谷氨酸或Na+形式Y-聚谷氨酸鹽阻垢性能的 比較Al液，A2液，B液，C液的配制方法參照實施例6。 阻CaS04垢實驗分別取50mLAl液，加入不同體積的0.5% (w/v)，聚谷氨酸(溶 于生理鹽水中)或？聚谷氨酸鈉鹽溶液，使得y-聚谷氨酸或，聚谷氨 酸鈉鹽的終濃度為10mg/L，在37""C恒溫搖床中210r/min作用30min，再分別加入50mL B液，然后放入8(TC水浴中恒溫12h。采用EDTA滴定法測定溶液中游離的C^+含量。阻垢率的計算方法參照實施例6。阻CaC03垢實驗
在阻CaC03垢實驗中，用A2取代A1，用C液取代B液，其它步驟相同。實驗結果圖3。
圖3的結果顯示降解的小分子？聚谷氨酸或"聚谷氨酸鈉鹽的阻垢效果較降解前的大分子，聚谷氨酸或，聚谷氨酸鈉鹽好，在濃度均為10mg/L時，小分子？聚谷氨酸或Y-聚谷氨酸鈉鹽阻垢性能均能達到90%以上，而此時相同量的大分子的，聚谷氨酸或Y-聚谷氨酸鈉鹽阻垢性能只有50%-75%。由實驗結果可知，綜合比較，分子量為8000-15000的小分子，聚谷氨酸或，聚谷氨酸鈉鹽阻垢能力最佳，在濃度均為10mg/L B寸，其阻垢率均能達到95%以上。
實施例8不同濃度的小分子，聚谷氨酸或Na+形式，聚谷氨酸鹽(分子量為8000-15000)阻垢性能的比較。
通過實施例7可知經(jīng)分子量為8000-15000小分子，聚谷氨酸或，聚谷氨酸鈉鹽在各方面阻垢性能相比均為最優(yōu)。于是考慮采用分子量為8000-15000小分子，聚谷氨酸或Y-聚谷氨酸鈉鹽來探求其100%阻垢率時的最低濃度。
Al液，A2液，B液，C液的配制方法參照實施例6。阻CaS04垢實驗分別取50mLAl液，加入0.5% (w/v)分子量為8000-15000 ，聚谷氨酸(溶于生理鹽水中)或Y-聚谷氨酸鈉鹽溶液，使得小分子，聚谷氨酸或，聚谷氨酸鈉鹽的終濃度分別為10mg/L、8 mg/L、6 mg/L、4mg/L和2mg/L;在37'C恒溫搖床中210r/min作用30min后，再分別加入50mLB液，然后分別放入80。C水浴中恒溫12h。采用EDTA滴定法測定溶液中游離的(^2+含量。阻垢率的計算方法參照實施例6。阻CaC03垢實驗
在阻CaC03垢實驗中，分別取50mLA2液，加入0.5°/。分子量為8000-15000小分子Y-聚谷氨酸(溶于生理鹽水中)或"聚谷氨酸鈉鹽溶液使得小分子Y-聚谷氨酸或Y-聚谷氨酸鈉鹽的終濃度分別為8mg/L、 4mg/L、 2mg/L、 lmg/L和0.5 mg/L;用C液取代B液，其
它步驟相同。實驗結果見圖4。
圖4結果顯示小分子Y-聚谷氨酸或，聚谷氨酸鈉鹽的阻垢能力與大分子Y-聚谷氨酸或Y-聚谷氨酸鈉鹽相比大大提高。在同樣的Ca2+濃度條件下，阻CaS04跪實驗其100%阻垢率時小分子i聚谷氨酸或，聚谷氨酸鈉鹽最低濃度為4mg/L，阻CaC03垢實驗其100%阻垢率時小分子Y-聚谷氨酸或，聚谷氨酸鈉鹽最低濃度為2mg/L。而在上述兩個阻垢實驗中，大分子？聚谷氨酸或？聚谷氨酸鈉鹽100%阻垢率時的最低濃度均為20mg/L，由此可見，在阻止相同濃度的CaS04或CaC03積垢的實驗中，大分子？聚谷氨酸或Y-聚谷氨酸鈉鹽的使用量是小分子Y-聚谷氨酸或Y-聚谷氨酸鈉鹽的5—10倍。實施例9 ，聚谷氨酸及C^+結合產(chǎn)物結構表征分析
取少許，聚谷氨酸及其阻垢產(chǎn)物樣品Y-聚谷氨酸鈣，與少量KBr研磨壓片，高溫干燥，采用Nexus670傅立葉紅外光譜儀室溫測定其結構。
實驗結果見圖5。
由圖5(A)、圖5 (B)和圖5 (C)可知，與Y-聚谷氨酸比較，，聚谷氨酸鈣(阻CaS04形式和CaC03形式)的氨基伸縮振動吸收峰(？(N-H))由3412.18 cm'1分別移動到3545.02 cm" (CaS04形式)和3432.10 cm'1(CaC03形式),其中y-(C-H)吸收峰由3119.93 cm'1分別移動到3402.21cm" (CaS04形式)和3146.49 cm" (CaC03形式)。酰胺I帶(？C-O)吸收峰1648.71 cm"分別移動到1618.82 cm" (CaS04形式)和1628.78 cm-1(CaC03形式)，酰胺II帶(，C-O)吸收峰1539.11在？聚谷氨酸鈣(CaS04形式和CaC03形式)樣品中消失，此外2359.41 cm", 2336.16cm"和1223.62 cm"處吸收峰在？聚谷氨酸鈣(CaS04形式和CaC03形式)樣品中幾乎完全被掩蓋。
通過對比發(fā)現(xiàn)，(N-H)伸縮振動吸收峰和？ (C-H)伸縮振動吸收峰向高波數(shù)方向移動，以及酰胺I帶向低波數(shù)方向移動，說明了，聚谷氨酸的氨基和羧基都參與了與(^2+的配位，形成了新的化合物，從而阻止了垢的形成。
1權利要求
1.一種小分子γ-聚谷氨酸或其Na+形式γ-聚谷氨酸鹽，其特征在于，具有阻止金屬離子在物體表面形成垢的用途。
2. 根據(jù)權利要求1所述的用途，其中所述小分子Y-聚谷氨酸或其Na4 形式Y-聚谷氨酸鹽的分子量為3kDa-21kDa。
3. 根據(jù)權利要求1所述的用途，其中所述小分子，聚谷氨酸或其1^+ 形式，聚谷氨酸鹽是通過微生物發(fā)酵和酸降解的的方法制備得到。
4. 根據(jù)權利要求1所述的用途，其中所述的金屬離子為Ca2+、 Mg2+ 和Ba2+。
5. 根據(jù)權利要求4所述的用途，其中所述金屬離子為Ca2+。
6. 根據(jù)權利要求5所述的用途，其有效阻垢的范圍為(^2+濃度在 1000mg/L以下。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型生物可降解型阻垢劑小分子γ-聚谷氨酸或其Na⁺形式γ-聚谷氨酸鹽阻止金屬離子Ca²⁺、Mg²⁺或Ba²⁺等在物體表面上形成垢的用途。本發(fā)明中的新型生物可降解型阻垢劑是經(jīng)微生物發(fā)酵得到，具有良好的阻垢能力，并可以在自然界中降解成肽、氨基酸和有機鹽，具有對生物體無害等優(yōu)點。
文檔編號C02F5/12GK101514055SQ20091004868
公開日2009年8月26日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權日2009年3月31日
發(fā)明者吳自榮, 昭 孫, 張洪丹, 燕 楊, 馬驍駿, 靜 黃 申請人:華東師范大學