Hydrogen bonding between KC and gel

Hydrogen bonding between KC and gelatin For further understanding the interaction of KC and gelatin, mixing isothermal calorimetry was performed at different temperatures.Fig. 2a shows the heat flow as a function of time after mixing of 0.75% KC/0.75% gelatin. The absolute enthalpy value of mixing at each temperature determined from the area enclosed by the curve and the baseline is shown inFig. 2b. At temperatures higher than 40◦C, the mixing enthalpy is relatively low, which is contributed mainly by electrostatic complex coacervation. The mixing enthalpy becomes increasingly negative (exothermic) when the temperature is below 40◦C. It suggests that a second mechanism comes into play and reinforces the complexation between KC and gelatin. The transition of the mixing enthalpy is in line with the turbidity increase described above.
To confirm the nature of the molecular interaction that underlies the transition, the effects of urea and glycerol on the transition were investigated. Urea is known as a hydrogen bond breaker[15,24]. Glycerol, as a hydrogen donor, can decrease biopolymer collision rate and increase biopolymer aggregation[25], and is thought to promote hydrogen bond formation. As shown inFig. 3,the onset temperature of turbidity increaseTodecreases strongly with increasing urea concentration. Actually, the transition is completely suppressed at 2 M urea and no turbidity increase can be observed (data not shown). On the contrary, the addition of glycerol slightly increasesTo. These results indicate that urea can greatly inhibit the transition while glycerol can promote it. It manifests that the transition around 40◦C for KC/gelatin mixture during cooling is most likely to originate from hydrogen bonding between KC and gelatin. Since KC and gelatin attract each other by electrostatic interaction as mentioned above, the distance between disordered
chains of these two polymers might be shorten by the electrostatic attraction to favor hydrogen bonding formation. Since the transition is well above the conformational ordering temperatures of KC and gelatin, it could be possible that the local structural arrangement of the biopolymers or the change in local solvent environment prior to their conformational transitions enables the formation of intermolecular hydrogen bonds. Indeed, hydrogen bonding is also
the major molecular force that stabilizes gelatin and KC helices in the ordered state[20].
KC and gelatin exhibit conventional complex coacervation due to electrostatic interaction. The electrostatic interaction is less temperature dependent than hydrogen bonding and hydrophobic interaction [15], and therefore the electrostatic complex coacervate shows a nearly constant turbidity in the temperature range of >40◦C(Fig. 1c). When the temperature is below 40◦C, intermolecular hydrogen bonding between KC and gelatin comes into play, which as an attractive interaction could reinforce the existing complex coacervation induced electrostatically. This leads to an extensive turbidity increase, as observed inFig. 1c.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ไฮโดรเจนที่พันธะระหว่าง KC และวุ้นสำหรับการ ทำความเข้าใจเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ของ KC และเจลาติน ผสมเบนเครื่องดำเนินการที่แตกต่าง temperatures.Fig. 2a แสดงการไหลของความร้อนเป็นฟังก์ชันของเวลาหลังผสมเจลาติน KC/0.75% 0.75% ค่าเอนทาลปีสัมบูรณ์ของผสมแต่ละอุณหภูมิถูกกำหนดจากพื้นที่ที่ล้อมรอบ ด้วยเส้นโค้งและพื้นฐานที่จะแสดง inFig 2b ที่อุณหภูมิสูงกว่า 40◦C เอนทาลปีผสมอยู่ค่อนข้างต่ำ เป็นล้าน โดย coacervation ซับซ้อนสถิต เอนทาลปีผสมกลายเป็นลบมากขึ้น (คายความร้อน) เมื่ออุณหภูมิด้านล่าง 40◦C มันแสดงให้เห็นว่า กลไกที่สองมาลงเล่น และช่วยเสริมการกำเนิดเช่นเดียวระหว่าง KC และเจลาติน การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีผสมสอดคล้องกับการเพิ่มความขุ่นที่อธิบายข้างต้นได้ผลกระทบของยูเรียและกลีเซอรอลเปลี่ยนถูกตรวจสอบเพื่อยืนยันลักษณะของการโต้ตอบที่โมเลกุลที่ฐานเปลี่ยน ยูเรียเป็นการตัดพันธะไฮโดรเจน [15,24] กลีเซอรอล เป็นผู้บริจาคไฮโดรเจน สามารถลดอัตราการชน biopolymer และเพิ่มรวม biopolymer [25], และเป็นความคิดที่ส่งเสริมการก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนได้ เป็น inFig แสดง 3 อุณหภูมิที่เริ่มมีอาการของความขุ่น increaseTodecreases อย่างยิ่งกับการเพิ่มความเข้มข้นของยูเรีย จริง การเปลี่ยนแปลงจะถูกระงับอย่างสมบูรณ์ที่ยูเรีย 2 เมตร และไม่มีความขุ่นเพิ่มขึ้นจะสังเกตได้ (ไม่ได้แสดงข้อมูล) ตรงกันข้าม การเติมกลีเซอร increasesTo เล็กน้อย ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่า ยูเรียที่สามารถช่วยยับยั้งการเปลี่ยนขณะกลีเซอรอลสามารถส่งเสริม มันปรากฏว่าการเปลี่ยนรอบ 40◦C สำหรับ KC/วุ้น ผสมระหว่างการระบายความร้อนมักมาจากไฮโดรเจนที่พันธะระหว่าง KC และเจลาติน เพราะ KC และวุ้น ดึงดูดกัน ด้วยไฟฟ้าสถิตการโต้ตอบดังกล่าวข้างต้น ระยะห่างระหว่าง ลำดับโซ่ของโพลิเมอร์สองเหล่านี้อาจจะสั้นลง โดยแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิตการก่อพันธะไฮโดรเจน ตั้งแต่เปลี่ยนเป็นเหนือโครงสร้างการสั่งซื้ออุณหภูมิ KC และเจลาติน มันอาจจะเป็นไปได้ว่า การจัดโครงสร้างภายในของโพหรือการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมที่ตัวทำละลายก่อนที่จะเปลี่ยนโครงสร้างของพวกเขาช่วยให้การก่อตัวของพันธะไฮโดรเจน intermolecular จริง พันธะไฮโดรเจนยังเป็นแรงโมเลกุลสำคัญที่รักษาเจลาตินและ KC helices ในสถานะการสั่งซื้อ [20]KC และเจลาตินแสดง coacervation ซับซ้อนทั่วไปเนื่องจากไฟฟ้าสถิตการโต้ตอบ อุณหภูมิน้อยขึ้นกว่าพันธะไฮโดรเจนและแบบโต้ตอบ [15] คือการโต้ตอบไฟฟ้าสถิต และดังนั้น coacervate ซับซ้อนสถิตแสดงความขุ่นที่เกือบคงที่ในช่วงอุณหภูมิ > 40◦C(Fig. 1c) เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 40◦C, intermolecular ไฮโดรเจนพันธะระหว่าง KC และเจลาตินมาลงเล่น ซึ่งเป็นการโต้ตอบที่น่าสนใจอาจเสริมสร้างคอมเพล็กซ์อยู่ coacervation เกิดช่วย นี้นำไปสู่การเพิ่มความขุ่นที่กว้างขวาง เป็น inFig สังเกต 1c

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

พันธะไฮโดรเจนระหว่าง KC และเจลาตินสำหรับต่อการทำความเข้าใจปฏิสัมพันธ์ของเคซีและเจลาตินผสม calorimetry isothermal ได้รับการดำเนินการที่แตกต่างกัน temperatures.Fig 2a แสดงไหลของความร้อนเป็นหน้าที่ของเวลาหลังจากผสม 0.75% KC / 0.75% เจลาติน ค่าเอนทัลปีที่แน่นอนของการผสมในแต่ละอุณหภูมิกำหนดจากพื้นที่ล้อมรอบด้วยเส้นโค้งและพื้นฐานจะแสดง inFig 2b ที่อุณหภูมิสูงกว่า40◦C, เอนทัลผสมค่อนข้างต่ำซึ่งเป็นผลจากการที่ซับซ้อน coacervation ไฟฟ้าสถิต เอนทาลปีผสมกลายเป็นมากขึ้นลบ (คายความร้อน) เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า40◦C มันแสดงให้เห็นว่ากลไกที่สองเข้ามาเล่นและตอกย้ำเชิงซ้อนระหว่าง KC และเจลาติน การเปลี่ยนแปลงของเอนทัลผสมอยู่ในสอดคล้องกับการเพิ่มความขุ่นที่อธิบายข้างต้น.
เพื่อยืนยันธรรมชาติของการทำงานร่วมกันของโมเลกุลที่รองรับการเปลี่ยนแปลงที่ผลกระทบของยูเรียและกลีเซอรอลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงที่ถูกตรวจสอบ ยูเรียเป็นที่รู้จักกัน Breaker พันธะไฮโดรเจน [15,24] กลีเซอรอลเป็นผู้บริจาคไฮโดรเจนสามารถลดอัตราการปะทะกัน biopolymer และเพิ่มการรวม biopolymer [25], และคิดว่าจะส่งเสริมการสะสมพันธะไฮโดรเจน ดังแสดง inFig 3, อุณหภูมิการโจมตีของ increaseTodecreases ขุ่นอย่างยิ่งกับการเพิ่มความเข้มข้นของยูเรีย ที่จริงแล้วการเปลี่ยนแปลงถูกระงับสมบูรณ์ที่ 2 M ยูเรียและไม่มีการเพิ่มความขุ่นสามารถสังเกตได้ (ไม่ได้แสดงข้อมูล) ในทางตรงกันข้ามนอกเหนือจากกลีเซอรอลเล็กน้อย increasesTo ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่ายูเรียมากสามารถยับยั้งการเปลี่ยนแปลงในขณะที่กลีเซอรอลสามารถส่งเสริม มันปรากฏว่าการเปลี่ยนแปลงรอบ40◦Cส่วนผสม KC / เจลาตินในระหว่างการระบายความร้อนเป็นส่วนใหญ่มักจะเกิดจากพันธะไฮโดรเจนระหว่าง KC และเจลาติน ตั้งแต่ KC และเจลาตินดึงดูดแต่ละอื่น ๆ โดยการปฏิสัมพันธ์ไฟฟ้าสถิตดังกล่าวข้างต้นระยะห่างระหว่างระเบียบ
โซ่ของทั้งสองโพลีเมออาจจะสั้นลงโดยสถานที่ไฟฟ้าสถิตที่จะสนับสนุนการสร้างพันธะไฮโดรเจน นับตั้งแต่การเปลี่ยนแปลงเป็นอย่างดีดังกล่าวข้างต้นอุณหภูมิการสั่งซื้อโครงสร้างของเคซีและเจลาตินก็อาจจะเป็นไปได้ว่าการจัดโครงสร้างของพลาสติกชีวภาพในท้องถิ่นหรือการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมที่เป็นตัวทำละลายในท้องถิ่นก่อนที่จะมีการเปลี่ยนโครงสร้างของพวกเขาจะช่วยให้การก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล แท้จริงพันธะไฮโดรเจนยังเป็น
แรงโมเลกุลที่สำคัญที่รักษาเจลาตินและเคซีเอนริเก้ในรัฐสั่ง [20].
เคซีและเจลาตินจัดแสดงธรรมดา coacervation ซับซ้อนเนื่องจากการปฏิสัมพันธ์ไฟฟ้าสถิต ปฏิสัมพันธ์ไฟฟ้าสถิตคืออุณหภูมิน้อยขึ้นกว่าพันธะไฮโดรเจนและชอบน้ำปฏิสัมพันธ์ [15] และดังนั้นจึง coacervate ซับซ้อนไฟฟ้าสถิตแสดงให้เห็นถึงความขุ่นเกือบคงที่ในช่วงอุณหภูมิ> 40◦C (รูป. 1C) เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า40◦Cพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลระหว่าง KC และเจลาตินมาในการเล่นซึ่งเป็นปฏิสัมพันธ์ที่น่าสนใจสามารถเสริมสร้าง coacervation ที่ซับซ้อนที่มีอยู่เหนี่ยวนำให้เกิด electrostatically นี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความขุ่นที่กว้างขวางเป็นที่สังเกต inFig 1C