專利名稱：海鞘中提取微晶纖維素及制備溶致性膽甾型液晶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液晶材料技術(shù)領(lǐng)域，更明確地說涉及海鞘中提取微晶纖維素及制備溶 致性膽留型液晶的方法的創(chuàng)新。
背景技術(shù)：
F. Reinitzer在1888年首先觀察到液晶現(xiàn)象。他在測定有機(jī)物熔點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)某些 有機(jī)物熔化后會形成一個(gè)不透明的渾濁液態(tài)；繼續(xù)加熱，成為了透明的各向異性的溶液。由 于渾濁狀液體的中間相具有和晶體相似的性質(zhì)，故被命名為液晶。眾所周知，液晶材料可以用來作顯示器。但除此之外，它還應(yīng)用在許多領(lǐng)域，例如 洗滌劑中的泡沫就是一種溶致液晶。由于層狀液晶可以相對滑移所以它可以用來作潤滑 劑。一些高分子液晶還可以用高性能工程材料、信息存儲材料以及作為色譜分離材料等。液晶依其生成條件，主要分為熱致性液晶和溶致性液晶兩大類。熱致性液晶是依 靠溫度的變化，在某一溫度范圍形成的液晶態(tài)物質(zhì)；溶致性液晶則是依靠溶劑的溶解分散， 在一定濃度范圍形成的液晶態(tài)物質(zhì)。除了這兩類液晶物質(zhì)外，人們還發(fā)現(xiàn)了在外力場(壓 力、流動場、電場、磁場和光場等)作用下形成的液晶。例如聚乙烯在某一壓力下可出現(xiàn)液 晶態(tài)，是一種壓致型液晶。聚對苯二甲酰對氨基苯甲酰胼在施加流動場后可呈現(xiàn)液晶態(tài)，因 此屬于流致型液晶。根據(jù)分子排列的形式和有序性的不同，液晶有三種結(jié)構(gòu)類型近晶型、向列型、膽 甾型。近晶型液晶是所有液晶中最接近結(jié)晶結(jié)構(gòu)的一類。在這類液晶中，棒狀分子互相平 行排列成層狀結(jié)構(gòu)，分子的長軸垂直于層狀結(jié)構(gòu)平面，層內(nèi)分子排列具有二維有序性；層狀 結(jié)構(gòu)平面之間可以相互滑移，而垂直于層平面方向的流動卻很困難。在向列型液晶中，棒狀 分子只維持一維有序；在外力作用下，棒狀分子容易沿流動方向取向，并可在取向方向互相 穿越。因此，向列型液晶的宏觀粘度一般都比較小，在三種結(jié)構(gòu)類型的液晶中流動性最好。 在膽甾型液晶中，分子是長而扁平的。它們依靠端基的作用，平行排列成層狀結(jié)構(gòu)，長軸與 層平面平行。層內(nèi)分子排列與向列型類似，而相鄰兩層間分子長軸的取向依次規(guī)則地扭轉(zhuǎn) 一定的角度，層層累加而形成螺旋結(jié)構(gòu)。分子長軸方向在扭轉(zhuǎn)了 360°以后回到原來的方 向。兩個(gè)取向相同的分子層之間的距離稱為螺距，它是表征膽甾型液晶的重要參數(shù)。由于 膽甾型液晶具有選擇反射的性質(zhì)，使得膽留型液晶在白光照射下呈現(xiàn)彩虹般漂亮的顏色， 并有極高的旋光能力。許多天然生物高分子可以形成膽甾型液晶相，例如纖維素、多肽、DNA等。1976年 D. G. Gary首次報(bào)道了分子量為10000的羥丙基纖維素的20% 50%水溶液能形成具有彩 虹色彩、強(qiáng)烈雙折射和旋光性的膽留型液晶溶液。纖維素本身可以形成液晶溶液是由Chanzy和Peguy首先報(bào)道的。他們認(rèn)為纖維 素在N-2甲基馬啡林氧化物(MMNO)和水的混合溶劑中可以形成液晶溶液。20世紀(jì)90年 代，Gray等報(bào)道棒狀的纖維素晶體(長約200nm、寬約7nm)的懸浮體系在濃度很低的情況 下就可以形成膽留型液晶相。在臨界濃度以上時(shí)，懸浮體系分為具有非常明顯相界面的兩 相，下面的一相表現(xiàn)出膽留型液晶相的光學(xué)特性。由于膽留型液晶的螺距極易隨外界條件及高分子本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變而改變，如溶液濃度、溫度、電磁場、分子量、取代度等。這一性質(zhì)使得其用途非常廣泛，主要包括溫 度探測器溫度計(jì)、體溫計(jì)、溫度警戒顯示、醫(yī)療熱譜圖診斷乳癌、血液疾病等，無損探傷、紅 外和微波的測試等。又由于膽留型液晶具有特殊的螺旋結(jié)構(gòu)使得它具有一些特有和優(yōu)異的光學(xué)性能， 如選擇性反射、強(qiáng)的旋光性、圓二色性等等。因而，膽留型液晶相的選擇性反射光性能在光 學(xué)應(yīng)用上是非常有潛力的，該光學(xué)性能可用于光學(xué)、裝飾材料和信息存儲材料等。纖維素是自然界中儲量最豐富、可再生的天然高分子材料，在高等植物、細(xì)菌、動 物、綠藻、海鞘等生物中廣泛存在，因此纖維素的開發(fā)和利用具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。不但 纖維素來源廣泛、價(jià)格低廉，而且它既能顯示溶致液晶又能顯示熱致熱晶，這些優(yōu)異的性質(zhì) 使得其在液晶領(lǐng)域被廣泛研究。纖維素是一種D-脫水吡喃葡萄糖通過β-1，4苷鍵連結(jié)起 來的聚合物。纖維素是由結(jié)晶相和非結(jié)晶相交錯(cuò)形成的；其中非晶相呈現(xiàn)無定形狀態(tài)，因?yàn)?其大部分葡萄糖環(huán)上的羥基基團(tuán)屬于游離狀態(tài)；而結(jié)晶纖維素中大量的羥基基團(tuán)，形成了 數(shù)目龐大的氫鍵，這些氫鍵構(gòu)成了巨大的氫鍵網(wǎng)絡(luò)，直接導(dǎo)致了致密的晶體結(jié)構(gòu)的形成。纖維素及其衍生物形成的溶致液晶多為膽留型液晶，其液晶相的織構(gòu)具有多重 性，即存在多種織構(gòu)，并且這些織構(gòu)的存在與溶液濃度的大小和溫度有關(guān)。可以觀察到的織 構(gòu)類型有圓盤織構(gòu)、條紋織構(gòu)、假各向同性織構(gòu)、平面織構(gòu)、多邊形織構(gòu)、指紋織構(gòu)等。國內(nèi)也有用纖維素和纖維素衍生物合成膽留相液晶的研究，如黃勇等，他們是通 過乙基纖維素先后與丙烯腈、丙烯酸發(fā)生反應(yīng)形成了膽留相液晶體系。但是這種方法制備 膽甾相液晶有它的不足之處，如乙烯腈易燃有劇毒，反應(yīng)過程較復(fù)雜、比較難控制，生產(chǎn)成 本較高等。這些不足都限制了其在工業(yè)中的應(yīng)用。盡管目前陸地植物纖維素相關(guān)的研究日益活躍，但是，有關(guān)海洋動物纖維素的研 究鮮見報(bào)道。海鞘(ascidian)是尾索動物亞門的一個(gè)綱，其形狀很像植物，廣泛分布于世 界各大海洋中，自沿海水域至深海海底皆有海鞘棲息。海鞘幼體的尾部有脊索，因此海鞘屬 于脊索動物。海鞘的體壁即是包藏內(nèi)部器官的外套膜，外套膜除了表面一層外胚層的上皮 細(xì)胞外，還摻雜著來源于中胚層的肌肉纖維，以支配身體及出、入水孔的伸縮和開關(guān)。體壁 能分泌一種化學(xué)成分類似植物纖維素的被囊素(timicin)，并由此形成包圍在動物體外的 被囊，這就是被囊動物名稱的由來。在整個(gè)動物界中，體壁能分泌植物纖維素的動物，至今 僅發(fā)現(xiàn)于海鞘和少數(shù)原生動物。海鞘纖維素也是由D-吡喃葡萄糖環(huán)彼此以β-1，4-糖苷 鍵以Cl椅式構(gòu)象聯(lián)結(jié)而成的線形高分子，其特點(diǎn)在于具有較高的結(jié)晶度并且?guī)缀跤蒊 β晶 型構(gòu)成，而植物纖維素則是I α晶型和I β晶型的混合體，結(jié)晶度相對較低。海鞘纖維素的獨(dú)特的I β晶型結(jié)構(gòu)與高結(jié)晶度決定了它具有植物纖維素所沒有 的優(yōu)良性能和熱穩(wěn)定性并預(yù)示了它廣闊的商業(yè)用途。但是，目前對海鞘纖維素的研究開發(fā) 幾乎是空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就在于克服上述缺點(diǎn)和不足，提供一種海鞘中提取微晶纖維素及 制備溶致性膽留型液晶的方法。它反應(yīng)過程簡單、工藝方法較易控制，原料資源豐富，價(jià)格 低廉，重復(fù)性好，綠色環(huán)保無毒，易于大量生產(chǎn)，并且成本較低。可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明海鞘中提取微晶纖維素的方法包括以下步驟(1)將海洋生物海鞘用蒸餾水浸泡洗凈，解剖海鞘并丟棄內(nèi)臟器官，只留海鞘的被 囊，然后再將其最外面的一層薄皮刮掉丟棄，只留用其余部分；
(2)用強(qiáng)堿把留用的被囊浸泡6h_24h除去其中所含的蛋白質(zhì)和脂類；(3)在40°C -90°C條件下，將除去蛋白質(zhì)和脂類的被囊在用醋酸和氫氧化鈉制成 的含漂白劑的緩沖溶液中反應(yīng)lh-5h，本步驟反應(yīng)重復(fù)進(jìn)行2-8次，每次都需更新前述緩沖 溶液；(4)將步驟(3)得到的樣品置于表面皿上，然后放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱中在 200C -60°C下進(jìn)行干燥；(5)干燥后，用粉碎機(jī)將其粉碎至微米或毫米級。步驟⑵所說的強(qiáng)堿為1_10襯％的氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液。步驟(3)中每次反應(yīng)均按照Ig留用的被囊使用IOml緩沖溶液的比例進(jìn)行；將27g 氫氧化鈉溶解在75ml的醋酸中，然后加水稀釋至1L，再加入0. Imol的漂白劑，制得該緩沖 溶液。漂白劑為次氯酸鈉、亞氯酸鈉、氯酸鈉、次氯酸鈣、亞硫酸鈉或雙氧水。本發(fā)明所用的海鞘(ascidian)屬于脊索動物門、尾索動物亞門、海鞘綱。在海洋 生物中，海鞘是種類較豐富的被囊動物。包括真海鞘、柄海鞘、玻璃海鞘、乳突皮海鞘、皺瘤 海鞘、紫擬菊海鞘、冠瘤海鞘、長紋海鞘、紅賀海鞘、悉尼海鞘、青島菊海鞘、米氏小葉鞘、星 座美洲海鞘、瘤狀菊海鞘、西門登擬菊海鞘、、硬突小齊海鞘、圓鼠多果海鞘、相模多精囊海 鞘、大洋縱列海鞘、網(wǎng)紋二段海鞘、澳洲小齊海鞘等。它是一種資源非常豐富的被囊動物，而 且海鞘被囊的90wt%的成分為纖維素。利用上述方法提取的微晶纖維素制備溶致性膽留型液晶的方法，還包括以下步 驟(6)將步驟(5)得到的微米或毫米級粉末狀纖維素晶體按照Ig纖維素晶體使用 17. 5ml濃酸的比例倒入盛有適量濃酸的燒杯中水解，攪拌反應(yīng)30min-6h，當(dāng)溶液由白色變 為黃棕色時(shí)加入大量的蒸餾水，稀釋溶液并降低溫度來終止反應(yīng)；(7)將步驟(6)得到的混合液用離心機(jī)進(jìn)行離心，棄去上層清液，再用蒸餾水洗滌 下層溶液后再次離心并棄去上層清液，本步驟重復(fù)進(jìn)行1-6次，得到纖維素懸浮液；(8)將步驟(7)得到的懸浮液放入透析袋中進(jìn)行透析或通過離子交換樹脂除去懸 浮液中的酸，使溶液呈中性或微酸性；(9)將步驟(8)得到的溶液倒入蒸發(fā)皿中蒸發(fā)濃縮，直至溶液變得粘稠，然后將粘 稠溶液移至試管中靜置，即得溶致性膽留型液晶。步驟(6)所說的濃酸為濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸、濃磷酸、高氯酸、溴酸、氫溴酸、氫 碘酸、苯磺酸、甲磺酸、三氯乙酸、三氟乙酸、乙二酸、甲酸之一或其中任意兩種或兩種以上 的混合酸，而且可以以任意比例混配。濃硫酸和濃鹽酸的質(zhì)量比例為9 1時(shí)，效果最好。步驟(6)水解反應(yīng)時(shí)可以采用集熱式恒溫加熱方式加熱至20°C -100°C。步驟(6)水解反應(yīng)時(shí)可以采用超聲波清洗器震蕩混合。步驟(8)中所說的透析袋外溶液的酸堿度為6_7pH單位。本發(fā)明的任務(wù)就是這樣完成的。本發(fā)明提供了一種海鞘中提取微晶纖維素及制備溶致性膽留型液晶的方法。它反 應(yīng)過程簡單、工藝方法較易控制，原料資源豐富，價(jià)格低廉，重復(fù)性好，綠色環(huán)保無毒，易于 大量生產(chǎn)，并且成本較低?？梢詰?yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。
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本發(fā)明的顯著進(jìn)步和積極成果在于(1)本發(fā)明是用海洋生物海鞘作為原料提取纖維素來制備膽甾相液晶的。所用原 料資源豐富，價(jià)格低廉，并且反應(yīng)物和副產(chǎn)物無毒、對環(huán)境沒有污染，符合現(xiàn)在所提倡的綠 色環(huán)保和藍(lán)色經(jīng)濟(jì)的主題，而且具有簡單可行、生產(chǎn)成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。(2)本發(fā)明用從海鞘中提取出來的纖維素與濃酸反應(yīng)來制備膽留型液晶，在水溶 液中進(jìn)行，生成的為溶致膽留型液晶。操作較簡單，而且生成的懸浮液較穩(wěn)定。(3)具有螺旋結(jié)構(gòu)的膽留相液晶由于其螺距對溫度、濃度、磁場、電場、分子量、所 含雜質(zhì)濃度以及取代度的變化非常敏感，這一性質(zhì)使得它在各種領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，如可以 進(jìn)行溫度測量、環(huán)保監(jiān)測、無損探傷以及醫(yī)療診斷等等。(4)具有螺旋結(jié)構(gòu)的膽留相液晶由于其具有優(yōu)異的光學(xué)各向異性，使得它可用作 光學(xué)材料等。


圖1為本發(fā)明提取的微晶纖維素制備的溶致性膽留型液晶的色帶織構(gòu)偏光顯微 鏡照片。圖2為其指紋織構(gòu)偏光顯微鏡照片。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1。一種海鞘中提取微晶纖維素的方法。包括以下步驟(1)將海洋生物海鞘用蒸餾水浸泡洗凈，解剖海鞘并丟棄內(nèi)臟器官，只留海鞘的被 囊，然后再將其最外面的一層薄皮刮掉丟棄，只留用其余部分；(2)用強(qiáng)堿把留用的被囊浸泡12h除去其中所含的蛋白質(zhì)和脂類；(3)在65°C條件下，將除去蛋白質(zhì)和脂類的被囊在用醋酸和氫氧化鈉制成的含漂 白劑的緩沖溶液中反應(yīng)3h，本步驟反應(yīng)重復(fù)進(jìn)行5次，每次都需更新前述緩沖溶液；(4)將步驟(3)得到的樣品置于表面皿上，然后放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱中在40°C下 進(jìn)行干燥；(5)干燥后，用粉碎機(jī)將其粉碎至微米或毫米級。步驟⑵所說的強(qiáng)堿為6wt %的氫氧化鉀溶液。步驟(3)中每次反應(yīng)均按照Ig留用的被囊使用IOml緩沖溶液的比例進(jìn)行；將27g 氫氧化鈉溶解在75ml的醋酸中，然后加水稀釋至1L，再加入0. Imol的漂白劑，制得該緩沖 溶液。漂白劑為次氯酸鈉。實(shí)施例2。一種海鞘中提取微晶纖維素的方法。其中步驟(2)是用強(qiáng)堿把留用的 被囊浸泡24h除去其中所含的蛋白質(zhì)和脂類；所說的強(qiáng)堿為5wt%的氫氧化鈉溶液。步驟 (3)是在90°C條件下，將除去蛋白質(zhì)和脂類的被囊在用醋酸和氫氧化鈉制成的含漂白劑的 緩沖溶液中反應(yīng)lh，本步驟反應(yīng)重復(fù)進(jìn)行2次，每次都需更新前述緩沖溶液；漂白劑為氯酸 鈉。步驟(4)是將步驟(3)得到的樣品置于表面皿上，然后放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱中在60°C 下進(jìn)行干燥。其余同實(shí)施例1。實(shí)施例3。一種海鞘中提取微晶纖維素的方法。其中步驟(2)是用強(qiáng)堿把留用的 被囊浸泡6h除去其中所含的蛋白質(zhì)和脂類；所說的強(qiáng)堿為10wt%的氫氧化鉀溶液。步驟 (3)是在40°C條件下，將除去蛋白質(zhì)和脂類的被囊在用醋酸和氫氧化鈉制成的含漂白劑的 緩沖溶液中反應(yīng)5h，本步驟反應(yīng)重復(fù)進(jìn)行8次，每次都需更新前述緩沖溶液；漂白劑為亞氯 酸鈉。步驟(4)是將步驟(3)得到的樣品置于表面皿上，然后放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱中在20°C 下進(jìn)行干燥。其余同實(shí)施例1。
實(shí)施例4。一種海鞘中提取微晶纖維素的方法。其中步驟(2)所說的強(qiáng)堿為 的氫氧化鉀溶液。步驟(3)中所說的漂白劑為次氯酸鈣。其余同實(shí)施例1。實(shí)施例5。一種海鞘中提取微晶纖維素的方法。其中步驟(2)所說的強(qiáng)堿為 的氫氧化鈉溶液。步驟(3)中所說的漂白劑為亞硫酸鈉。其余同實(shí)施例1。實(shí)施例6。一種海鞘中提取微晶纖維素的方法。其中步驟(2)所說的強(qiáng)堿為10wt% 的氫氧化鈉溶液。步驟(3)中所說的漂白劑為雙氧水。其余同實(shí)施例1。實(shí)施例7。一種利用上述海鞘中提取微晶纖維素的方法提取的微晶纖維素制備溶 致性膽留型液晶的方法，還包括以下步驟(6)將步驟(5)得到的微米或毫米級粉末狀纖維素晶體按照Ig纖維素晶體使用 17. 5ml濃酸的比例倒入盛有適量濃酸的燒杯中水解，攪拌反應(yīng)3h，當(dāng)溶液由白色變?yōu)辄S棕 色時(shí)加入大量的蒸餾水，稀釋溶液并降低溫度來終止反應(yīng)；(7)將步驟(6)得到的混合液用離心機(jī)進(jìn)行離心，棄去上層清液，再用蒸餾水洗滌 下層溶液后再次離心并棄去上層清液，本步驟重復(fù)進(jìn)行4次，得到纖維素懸浮液；(8)將步驟(7)得到的懸浮液放入透析袋中進(jìn)行透析除去懸浮液中的酸，使透析 袋外的溶液呈中性或微酸性；(9)將步驟(8)得到的溶液倒入蒸發(fā)皿中蒸發(fā)濃縮，直至溶液變得粘稠，然后將粘 稠溶液移至試管中靜置，即得溶致性膽留型液晶。步驟(6)所說的濃酸為濃硫酸和濃鹽酸的混合酸。濃硫酸和濃鹽酸的質(zhì)量比例為 9 1時(shí)，效果最好。步驟(6)水解反應(yīng)時(shí)可以采用集熱式恒溫加熱方式加熱至80°C。步驟(6)水解反 應(yīng)時(shí)可以采用超聲波清洗器震蕩混合。步驟(8)中所說的透析袋外溶液的酸堿度為6-7pH 單位。實(shí)施例8。一種利用上述海鞘中提取微晶纖維素的方法提取的微晶纖維素制備溶 致性膽留型液晶的方法，還包括以下步驟(6)將步驟(5)得到的微米或毫米級粉末狀纖維素晶體按照Ig纖維素晶體使用 17. 5ml濃酸的比例倒入盛有適量濃酸的燒杯中水解，攪拌反應(yīng)6h，當(dāng)溶液由白色變?yōu)辄S棕 色時(shí)加入大量的蒸餾水，稀釋溶液并降低溫度來終止反應(yīng)；(7)將步驟(6)得到的混合液用離心機(jī)進(jìn)行離心，棄去上層清液，再用蒸餾水洗滌 下層溶液后再次離心并棄去上層清液，本步驟重復(fù)進(jìn)行6次，得到纖維素懸浮液；(8)將步驟(7)得到的懸浮液通過離子交換樹脂除去懸浮液中的酸，使透析袋外 的溶液呈中性或微酸性；(9)將步驟(8)得到的溶液倒入蒸發(fā)皿中蒸發(fā)濃縮，直至溶液變得粘稠，然后將粘 稠溶液移至試管中靜置，即得溶致性膽留型液晶。步驟(6)所說的濃酸為濃硝酸。步驟(6)水解反應(yīng)時(shí)可以采用集熱式恒溫加熱方 式加熱至100°c。步驟(6)水解反應(yīng)時(shí)可以采用超聲波清洗器震蕩混合。步驟(8)中所說 的透析袋外溶液的酸堿度為6-7pH單位。實(shí)施例9。一種利用上述海鞘中提取微晶纖維素的方法提取的微晶纖維素制備溶 致性膽留型液晶的方法，還包括以下步驟(6)將步驟(5)得到的微米或毫米級粉末狀纖維素晶體按照Ig纖維素晶體使用17. 5ml濃酸的比例倒入盛有適量濃酸的燒杯中水解，攪拌反應(yīng)30min，當(dāng)溶液由白色變?yōu)?黃棕色時(shí)加入大量的蒸餾水，稀釋溶液并降低溫度來終止反應(yīng)；(7)將步驟(6)得到的混合液用離心機(jī)進(jìn)行離心，棄去上層清液，再用蒸餾水洗滌 下層溶液后再次離心并棄去上層清液，本步驟重復(fù)進(jìn)行2次，得到纖維素懸浮液；步驟(8) 和步驟(9)同實(shí)施例7。步驟(6)所說的濃酸為乙二酸。步驟(6)水解反應(yīng)時(shí)采用集熱式恒溫加熱方式加 熱至30°C。其余同實(shí)施例7。實(shí)施例10。一種海鞘中提取微晶纖維素的方法。具體步驟如下稱取20g海鞘，用蒸餾水浸泡洗凈，解剖海鞘并丟棄內(nèi)臟器官，只留海鞘的被囊， 然后再將其最外面的一層薄皮刮掉丟棄，只留用其余部分；在200ml的5wt%氫氧化鉀溶 液中，浸泡12h后，反復(fù)洗滌所得到的樣品，再將其放入含有漂白劑的醋酸鈉緩沖溶液中在 70°C下漂白2h后再反復(fù)洗滌。上述浸泡漂白過程重復(fù)4次，這樣就從海鞘中提取出纖維素。將上述纖維素樣品用電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱在40°C下進(jìn)行干燥6h。用粉碎機(jī)將上 述干燥之后的樣品粉碎至微米或毫米級，使顆粒盡可能的小，然后用分析天平稱所得纖維 素樣品的質(zhì)量。實(shí)施例11。一種利用實(shí)施例10提取的微晶纖維素制備溶致性膽留型液晶的方法。 具體步驟如下按1(g) 17.5(ml)的比例量取64wt%濃硫酸于燒杯中，再將上述所得纖維素樣 品粉末倒入燒杯中，然后將燒杯置于油浴磁力攪拌器中攪拌使溶液均勻混合，并充分反應(yīng)。 反應(yīng)溫度為45°C，反應(yīng)時(shí)間為2h。反應(yīng)完成后，按硫酸和蒸餾水的比例1 10來量取蒸餾 水，將量取的蒸餾水加入上述混合液體系稀釋溶液、降低溫度來終止反應(yīng)。用離心機(jī)在3000r/min的轉(zhuǎn)速下離心所得溶液，離心lOmin，棄去上層清液，并洗 滌下層沉淀物，再離心15min。該洗滌離心過程重復(fù)進(jìn)行4次。將離心得到的懸浮液倒入透析袋中，用蒸餾水透析直到透析袋外溶液的pH保持 不變?yōu)橹?。要勤換蒸餾水，剛開始時(shí)每Ih換一次，一天后平均每3h換一次。透析過程中攪 拌可以加快透析。將上述透析袋中的溶液倒入蒸發(fā)皿中在室溫下進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。蒸發(fā)濃縮到一定程 度后，用移液管取少量溶液滴到凹槽載玻片上，并放到偏光顯微鏡下觀察。即得到圖1和圖 2所示的溶致性膽留型液晶。實(shí)施例1-11反應(yīng)過程簡單、工藝方法較易控制，原料資源豐富，價(jià)格低廉，重復(fù)性 好，綠色環(huán)保無毒，易于大量生產(chǎn)，并且成本較低?？梢詰?yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。
權(quán)利要求
一種海鞘中提取微晶纖維素的方法，其特征在于包括以下步驟(1)將海洋生物海鞘用蒸餾水浸泡洗凈，解剖海鞘并丟棄內(nèi)臟器官，只留海鞘的被囊，然后再將其最外面的一層薄皮刮掉丟棄，只留用其余部分；(2)用強(qiáng)堿把留用的被囊浸泡6h 24h除去其中所含的蛋白質(zhì)和脂類；(3)在40℃ 90℃條件下，將除去蛋白質(zhì)和脂類的被囊在用醋酸和氫氧化鈉制成的含漂白劑的緩沖溶液中反應(yīng)1h 5h，本步驟反應(yīng)重復(fù)進(jìn)行2 8次，每次都需更新前述緩沖溶液；(4)將步驟(3)得到的樣品置于表面皿上，然后放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱中在20℃ 60℃下進(jìn)行干燥；(5)干燥后，用粉碎機(jī)將其粉碎至微米或毫米級。
2.按照權(quán)利要求1所述的海鞘中提取微晶纖維素的方法，其特征在于步驟(2)所說的 強(qiáng)堿為1_10襯％的氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的海鞘中提取微晶纖維素的方法，其特征在于步驟(3)中 每次反應(yīng)均按照Ig留用的被囊使用IOml緩沖溶液的比例進(jìn)行；將27g氫氧化鈉溶解在 75ml的醋酸中，然后加水稀釋至1L，再加入0. Imol的漂白劑，制得該緩沖溶液。
4.按照權(quán)利要求3所述的海鞘中提取微晶纖維素的方法，其特征在于所說的漂白劑為 次氯酸鈉、亞氯酸鈉、氯酸鈉、次氯酸鈣、亞硫酸鈉或雙氧水。
5.一種利用權(quán)利要求1所述方法提取的微晶纖維素制備溶致性膽留型液晶的方法，其 特征在于還包括以下步驟(6)將步驟(5)得到的微米或毫米級粉末狀纖維素晶體按照Ig纖維素晶體使用 17. 5ml濃酸的比例倒入盛有適量濃酸的燒杯中水解，攪拌反應(yīng)30min-6h，當(dāng)溶液由白色變 為黃棕色時(shí)加入大量的蒸餾水，稀釋溶液并降低溫度來終止反應(yīng)；(7)將步驟(6)得到的混合液用離心機(jī)進(jìn)行離心，棄去上層清液，再用蒸餾水洗滌下層 溶液后再次離心并棄去上層清液，本步驟重復(fù)進(jìn)行1-6次，得到纖維素懸浮液；(8)將步驟(7)得到的懸浮液放入透析袋中進(jìn)行透析或通過離子交換樹脂除去懸浮液 中的酸，使溶液呈中性或微酸性；(9)將步驟(8)得到的溶液倒入蒸發(fā)皿中蒸發(fā)濃縮，直至溶液變得粘稠，然后將粘稠溶 液移至試管中靜置，即得溶致性膽留型液晶。
6.按照權(quán)利要求5所述的制備溶致性膽留型液晶的方法，其特征在于步驟(6)所說的 濃酸為濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸、濃磷酸、高氯酸、溴酸、氫溴酸、氫碘酸、苯磺酸、甲磺酸、三 氯乙酸、三氟乙酸、乙二酸、甲酸之一或其中任意兩種或兩種以上的混合酸，而且可以以任 意比例混配。
7.按照權(quán)利要求5所述的制備溶致性膽留型液晶的方法，其特征在于所說的濃酸為濃 硫酸和濃鹽酸的混合酸，濃硫酸和濃鹽酸的質(zhì)量比例為9 1。
8.按照權(quán)利要求5所述的制備溶致性膽留型液晶的方法，其特征在于步驟(6)水解反 應(yīng)時(shí)采用集熱式恒溫加熱方式加熱至20°C -100°C。
9.按照權(quán)利要求5所述的制備溶致性膽留型液晶的方法，其特征在于步驟(6)水解反 應(yīng)時(shí)采用超聲波清洗器震蕩混合。
10.按照權(quán)利要求5所述的制備溶致性膽留型液晶的方法，其特征在于步驟(8)中所說的透析袋外溶液的酸堿度為6-7pH單位。
全文摘要
一種海鞘中提取微晶纖維素及制備溶致性膽甾型液晶的方法。包括將海鞘用蒸餾水浸泡洗凈只留刮掉薄皮的被囊；用強(qiáng)堿浸泡6h-24h除去蛋白質(zhì)和脂類；在40℃-90℃條件下將被囊在緩沖溶液中反應(yīng)1h-5h且重復(fù)2-8次；將所得纖維素置于表面皿上干燥；粉碎至微米或毫米級；倒入盛有適量濃酸的燒杯中水解攪拌反應(yīng)30min-6h，再加入大量的蒸餾水終止反應(yīng)；通過反復(fù)離心和透析除去懸浮液中的酸，最后使得透析袋外溶液呈中性或微酸性，然后蒸發(fā)濃縮得溶致性膽甾型液晶等步驟。它反應(yīng)過程簡單、工藝方法較易控制，原料資源豐富，價(jià)格低廉，重復(fù)性好，綠色環(huán)保無毒，易于大量生產(chǎn)，并且成本較低?？梢詰?yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號D21B1/02GK101914859SQ201010217969
公開日2010年12月15日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者宋廣杰, 張麗紅, 木村恒久, 樸光哲, 李健榮 申請人:青島科技大學(xué)