Assessing the hydration state of agarose-based hydrogels using terahertz spectroscopy

琼脂糖 自愈水凝胶 聚合物 化学工程 水溶液 生物分子 材料科学 生物高聚物 单体 聚电解质 化学 高分子化学 色谱法 有机化学 纳米技术 复合材料 工程类
作者
Mark Justine Zapanta,Annelies Postelmans,Wouter Saeys
标识
DOI:10.1117/12.2620986
摘要

Agarose is a gel-forming polysaccharide extracted from marine red algae. This biopolymer is an important analytical separation medium, stabilizer and thickener in the food and pharmaceutical industries, and phantom material for biomedical research. The distribution of water to the different hydration zones in the gel can significantly influence the functional properties of agarose-based hydrogels. In this work, the application of terahertz spectroscopy in assessing the hydration state of biomolecules was extended from aqueous solutions and lipid-water emulsions to polysaccharide gels. The agarose gel system, whose structure is constituted by water confined in a complex network of polymer assemblies, was investigated. THz time-domain spectroscopy (THz-TDS) measurements were performed in transmission mode. The behavior of the absorption and dielectric loss spectra of the gels relative to the polymer concentration indicate that the agarose network acts as a kosmotropic agent that favors the formation of the regular hydrogen bond structure. The hydration number equation of Hishida and Tanaka was modified to account for heterogeneity and confinement effects using effective medium theory. The hydration number of the agarose monomers was found to decrease with increasing polymer concentration. This trend in hydration number can be attributed to the increase in fiber density as a result of increasing agarose concentration which causes the thinning of the hydration shells and the sequestration of water molecules to the inside cavity of the agarose double helices.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
Orange应助科研小白采纳,获得10
3秒前
5秒前
5秒前
科研通AI2S应助wlnhyF采纳,获得10
6秒前
8秒前
sxhlrm完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
甜甜圈完成签到 ,获得积分10
9秒前
changnan发布了新的文献求助10
10秒前
开心蛋挞发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
靎藥完成签到,获得积分10
16秒前
深情的采波完成签到,获得积分10
16秒前
Xiaoxiao应助拔刀斩落樱采纳,获得10
16秒前
dada完成签到 ,获得积分10
16秒前
poki发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
今后应助图苏采纳,获得100
18秒前
19秒前
21秒前
科研通AI5应助猩心采纳,获得30
21秒前
22秒前
小羊苏西发布了新的文献求助30
23秒前
banyue发布了新的文献求助10
25秒前
匀速前行发布了新的文献求助10
29秒前
温暖的怀蝶完成签到 ,获得积分10
30秒前
31秒前
33秒前
学术芽完成签到,获得积分10
33秒前
小蘑菇应助咕咕嘎嘎采纳,获得10
34秒前
不落完成签到,获得积分10
35秒前
852应助科研小白采纳,获得10
35秒前
刘大圣关注了科研通微信公众号
36秒前
猩心发布了新的文献求助30
37秒前
Stroeve完成签到,获得积分10
37秒前
handsomelin发布了新的文献求助10
38秒前
justin完成签到,获得积分10
38秒前
39秒前
liky.完成签到 ,获得积分10
41秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
Brain and Heart The Triumphs and Struggles of a Pediatric Neurosurgeon 400
Cybersecurity Blueprint – Transitioning to Tech 400
Mixing the elements of mass customisation 400
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3785875
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3331226
关于积分的说明 10250759
捐赠科研通 3046728
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1672190
邀请新用户注册赠送积分活动 801071
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 759979