一般来说，超声处理可以诱导热、气穴现象、搅动、声流、接触面不稳定和 摩擦、扩散和机械断裂[36]。超声已经成为用在增强反应速率[37],有助于多聚体 的降解[38]。至今为止，还没有人研宄对超声处理下的稀释溶液，在不同超声时 间下，用AFM来观察形貌结构的变化。

(a)(b)

图4-5在40°C下退火30分钟的黄原胶分子经过不同的超声时间的形貌图

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

我们取出退火温度在40C下，退火时间为30分钟的样品进行进一步处理， 将该样品分成相等的二份，放在超声波中，分别在超声5分钟，30分钟后将样品 取出，然后我们制备好AFM样品。我们用的是一个低频率的超声处理器，大约 为 40kHz。

图4-5是在40°C下退火30分钟的黄原胶分子分别经过超声5分钟、30分钟 时间的形貌图，从形貌图中我们可以看出，当超声5分钟的时候，如图4-5 (a)，形貌结构对比较4-3 (a)的形貌图结构发生了重大的改变，溶液分布比较 均一，但是不能形成网状结构，能够从形貌图上可以看出一些纤维结构；进一步 超声30分钟，我们可以从形貌图上看到了一个相互缠绕的网状结构，如图4-5 (a)。

当开始超声时（5分钟），相互凝聚在一起的黄原胶分子被打乱，由于超声诱 导强烈的搅动，气穴现象，声流，使分子间不稳定，使相互凝聚的黄原胶分子链 解离，形成了纤维结构，当超声时间到达到临界值时，那些分子迅速重新组合， 超声有助于形成网状结构。由于溶液浓度为0.01 gL, —个网状结构被获得。再 次原因，由于超声频率很低，因此不会使黄原胶分子降解，也不会改变分子的稳 定结构，因此能够最终形成网状结构。

图4-6是黄原胶分子在40C退火温度下30分钟，再次超声30分钟，通过 SPIP图像处理软件对黄原胶分子的形貌图像进行高度频率分析的统计图，我们从 图4-6中可以看出，高度频率分布相对来讲比较均一，高度分布范围在0.-1.2nm 之间，但是高度分布的范围仍然集中在0.8-1.0nm之间，从高度频率分布图上和 相应的形貌图上我们可以知道，这时候黄原胶分子可能已经自组装成稳定的网状 结构，从相应的形貌图上也可以看出，黄原胶分子分布均一。这幅高度频率图类 似与图4-4 (a)，但是在4-4 (a)中是在退火温度为40C下退火9个小时，然而

4-6(a)中是在超声30分钟就可以得到相同的效果，我们可以得出结论：超声效应 后，黄原胶自组装成均一结构所用时间能够缩短。

因此超声使分子结构瞬间被打破，然后在较短的时间内迅速再结合，与超声 前的结构完全不同，一个更加均一的网状结构被形成，因此我们可以通过超声效

图4-6 40°C退火30分钟、超声30分钟黄原胶分子高度频率分析SPIP统计图

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.

应，利用AFM来监测聚合物链的破坏与形成。在40°C下退火30分钟的黄原胶分 子分别经过超声30分钟后，黄原胶分子就能自组装一个稳定的结构，然后相对 于温度效应来讲，在40C下退火9个小时才能够自组装成网状结构。对于类似于 黄原胶分子的其他生物大分子，超声是一个具有很大潜力应用，能够使一些生物 分子自组装成稳定的结构，他能够节省很大的时间和经历来达到预期的目的。