Ban đầu, alginat được thủy phân bằng H3PO4 tạo thành các oligoalginat giàu các khối GG (kí hiệu A1) và khối MM (kí hiệu A2), phương pháp điều chế được trình bày ở Mục 2.1. Một số đặc trưng của các oligoalginat được xác định.
Giản đồ XRD của alginat ban đầu và các oligome được trình bày ở Hình 3.59. Alginat và oligome A1 có các vùng nhiễu xạ rộng tại 13,5 và 21o, chứng tỏ chúng có cấu trúc vô định hình. Trong khi đó, mẫu A2 lại chứa các vạch nhiễu xạ cao, hẹp, rõ nét tại 2: 15,5; 21; 23,5 và 37o, các vạch này được gán cho các khối homopolyme MM [118, 119]. Điều này chứng tỏ, mẫu A2 chứa chủ yếu các khối MM với cấu trúc tinh thể cao hơn.
Hình 3.59. Giản đồ XRD của alginat và các oligoalginat
Ngoài ra, giản đồ XRD của A2 còn có một vạch nhiễu xạ tại 2 = 13,5o của khối GG, nhưng cường độ thấp hơn so với các vạch đặc trưng của MM. Các khối GG có độ tinh thể thấp hơn khối MM nên vạch nhiễu xạ này cũng xuất hiện với cường độ thấp hơn ở mẫu A1.
Phổ FT-IR của alginat và các oligoalginat được trình bày trên hình 3.60.
Hình 3.60. Phổ FT-IR của alginat và các oligoalginat
Trên phổ FT-IR của các mẫu xuất hiện các dải đặc trưng cho cấu trúc của các nhóm chức trong phân tử alginat. Các dải phổ trong vùng từ 1320 đến 780 cm-1 gây ra bởi dao động của liên kết C-O và C-C, từ tỉ lệ cường độ các dải, có thể dự đoán tương đối tỉ lệ G/M [113, 114]. Cường độ lớn của các dải tại 1320, 1125, 1090, 880,
alg
A1
780 cm-1 cho biết hàm lượng G cao. Trong khi đó, hàm lượng M nhiều hơn, tương ứng với cường độ mạnh của các dải tại 1290, 1030, 945, 810 cm-1. So sánh tỉ lệ các dải phổ trên cho thấy, oligome A1 giàu các gốc G, oligome A2 lại chứa chủ yếu là các gốc M.
Phổ 1H-NMR được sử dụng để khẳng định việc tách thành công các oligome từ alginat. Các kí hiệu M1 đến M6 và G1 đến G6 để chỉ các nguyên tử hydro theo thứ tự từ 1 đến 6 lần lượt thuộc các gốc M và G của phân tử alginat như đã chỉ ra ở Hình 3.61.
Hình 3.61. Cấu trúc chuỗi mạch alginat
Phổ 1H-NMR của alginat được đưa ra trên hình 3.62 và Phụ lục 55.
Hình 3.62. Phổ 1H-NMR của mẫu alginat
G1 M1 G5 G4 G3,M2 M4,G2 M5 M3 ppm
Phổ 1H-NMR của alginat gồm các pic ứng với các proton của G và M. Hai pic ở vị trí trường thấp nhất lần lượt được gán cho proton của G1 (5,059 ppm) và M1 (4,660 ppm) do sự phản chắn mạnh nhất của hai nguyên tử oxi kề với chúng và sự phản chắn bởi nguyên tử oxi từ liên kết axial là mạnh hơn từ liên kết equatorial. Việc quy kết các pic cộng hưởng của các proton trong mạch alginat trên phổ 1H- NMR theo các tài liệu [118, 192-194] và kết quả được trình bày trên Bảng 3.20.
Bảng 3.20. Kết quả phân tích phổ 1H-NMR của alginat
H1 H2 H3 H4 H5
L-guluronic axit (G) 5,059 3,900 4,022 4,112 4,449 D-manuronic axit (M) 4,660 4,022 3,714 3,900 3,731 Phổ 1H-NMR của oligoalginat A1 được đưa ra trên hình 3.63 và Phụ lục 56.
Hình 3.63. Phổ 1H-NMR của oligoalginat A1
Phổ 1H-NMR của A1 cho thấy, các pic tại 5,051; 4,448; 4,116; 4,027 và 3,982 ppm ứng với các proton của G1, G5, G4, G3 và G2 có cường độ cao hơn hẳn các pic ứng với các proton của M. Điều này chứng tỏ mẫu A1 chứa chủ yếu các gốc G.
ppm
G1 G5
G4 G3
Phổ 1H-NMR của oligoalginat A2 được đưa ra trên hình 3.64 và Phụ lục 57.
Hình 3.64. Phổ 1H-NMR của oligoalginat A2
Mặt khác phổ 1H-NMR của A2 chỉ chứa các pic tại 4,663; 4,025; 3,902; 3,733 và 3,715 ứng với các proton của M1, M2, M4, M5 và M3; chứng tỏ mẫu A2 chứa chủ yếu các gốc M.
Qua các đặc trưng XRD, FT-IR và NMR ở trên, chứng tỏ hai oligoalginat khối G (A1) và oligoalginat khối M (A2) đã được tách với độ sạch cao.