一般來說，超聲處理可以誘導(dǎo)熱、氣穴現(xiàn)象、攪動(dòng)、聲流、接觸面不穩(wěn)定和 摩擦、擴(kuò)散和機(jī)械斷裂[36]。超聲已經(jīng)成為用在增強(qiáng)反應(yīng)速率[37],有助于多聚體 的降解[38]。至今為止，還沒有人研宄對(duì)超聲處理下的稀釋溶液，在不同超聲時(shí) 間下，用AFM來觀察形貌結(jié)構(gòu)的變化。

(a)(b)

圖4-5在40°C下退火30分鐘的黃原膠分子經(jīng)過不同的超聲時(shí)間的形貌圖

Fig. 4-5. AFM topography images of xanthan gum with different ultrasonic treatment time annealed at 40 C for 30 min

我們?nèi)〕鐾嘶饻囟仍?0C下，退火時(shí)間為30分鐘的樣品進(jìn)行進(jìn)一步處理， 將該樣品分成相等的二份，放在超聲波中，分別在超聲5分鐘，30分鐘后將樣品 取出，然后我們制備好AFM樣品。我們用的是一個(gè)低頻率的超聲處理器，大約 為 40kHz。

圖4-5是在40°C下退火30分鐘的黃原膠分子分別經(jīng)過超聲5分鐘、30分鐘 時(shí)間的形貌圖，從形貌圖中我們可以看出，當(dāng)超聲5分鐘的時(shí)候，如圖4-5 (a)，形貌結(jié)構(gòu)對(duì)比較4-3 (a)的形貌圖結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大的改變，溶液分布比較 均一，但是不能形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能夠從形貌圖上可以看出一些纖維結(jié)構(gòu)；進(jìn)一步 超聲30分鐘，我們可以從形貌圖上看到了一個(gè)相互纏繞的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如圖4-5 (a)。

當(dāng)開始超聲時(shí)（5分鐘），相互凝聚在一起的黃原膠分子被打亂，由于超聲誘 導(dǎo)強(qiáng)烈的攪動(dòng)，氣穴現(xiàn)象，聲流，使分子間不穩(wěn)定，使相互凝聚的黃原膠分子鏈 解離，形成了纖維結(jié)構(gòu)，當(dāng)超聲時(shí)間到達(dá)到臨界值時(shí)，那些分子迅速重新組合， 超聲有助于形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由于溶液濃度為0.01 gL, —個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被獲得。再 次原因，由于超聲頻率很低，因此不會(huì)使黃原膠分子降解，也不會(huì)改變分子的穩(wěn) 定結(jié)構(gòu)，因此能夠最終形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

圖4-6是黃原膠分子在40C退火溫度下30分鐘，再次超聲30分鐘，通過 SPIP圖像處理軟件對(duì)黃原膠分子的形貌圖像進(jìn)行高度頻率分析的統(tǒng)計(jì)圖，我們從 圖4-6中可以看出，高度頻率分布相對(duì)來講比較均一，高度分布范圍在0.-1.2nm 之間，但是高度分布的范圍仍然集中在0.8-1.0nm之間，從高度頻率分布圖上和 相應(yīng)的形貌圖上我們可以知道，這時(shí)候黃原膠分子可能已經(jīng)自組裝成穩(wěn)定的網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)，從相應(yīng)的形貌圖上也可以看出，黃原膠分子分布均一。這幅高度頻率圖類 似與圖4-4 (a)，但是在4-4 (a)中是在退火溫度為40C下退火9個(gè)小時(shí)，然而

4-6(a)中是在超聲30分鐘就可以得到相同的效果，我們可以得出結(jié)論：超聲效應(yīng) 后，黃原膠自組裝成均一結(jié)構(gòu)所用時(shí)間能夠縮短。

因此超聲使分子結(jié)構(gòu)瞬間被打破，然后在較短的時(shí)間內(nèi)迅速再結(jié)合，與超聲 前的結(jié)構(gòu)完全不同，一個(gè)更加均一的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被形成，因此我們可以通過超聲效

圖4-6 40°C退火30分鐘、超聲30分鐘黃原膠分子高度頻率分析SPIP統(tǒng)計(jì)圖

Fig.4-6. height frequency of xanthan gum with SPIP software at ultrasonic treatment time of 30 min and annealing time of 30

min at 40 °C.

應(yīng)，利用AFM來監(jiān)測(cè)聚合物鏈的破壞與形成。在40°C下退火30分鐘的黃原膠分 子分別經(jīng)過超聲30分鐘后，黃原膠分子就能自組裝一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，然后相對(duì) 于溫度效應(yīng)來講，在40C下退火9個(gè)小時(shí)才能夠自組裝成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。對(duì)于類似于 黃原膠分子的其他生物大分子，超聲是一個(gè)具有很大潛力應(yīng)用，能夠使一些生物 分子自組裝成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，他能夠節(jié)省很大的時(shí)間和經(jīng)歷來達(dá)到預(yù)期的目的。