原子力显微镜揭示棉纤维细胞壁超微结构异质性

""棉纤维细胞壁超微结构的原子力显微镜分析" 本文主要探讨了棉纤维细胞壁的超微结构，通过原子力显微镜(AFM)的观察技术，深入理解生物质转化利用的关键难点。作者王禄山、高培基等人指出，纤维素类生物质的超分子结构具有异质性，这种复杂性使得生物质的转化研究面临挑战。他们利用AFM对棉纤维细胞壁的切面和表面进行了详细观测。 研究发现，棉纤维细胞壁的微纤丝有两种主要排列方式：交织排列和笔直平行有序排列。交织排列的微纤丝呈现出“缨状”结构，更容易被纤维素酶完全降解；而平行排列的微纤丝则表现出分段降解的特性。这种结构的不均匀性和不同集聚方式是棉纤维三维结构异质性的根源。通过分析表面粗糙度参数，可以对棉纤维的这些特征及其变化进行量化表征。 文章强调，纤维素的超分子结构在纳米尺度上的定性定量表征对于理解其酶解转化过程至关重要，因为这种结构的不均一性直接影响酶解效率和精细化工产品的制备。在整体水平上，纤维素的分析通常涉及晶体学和光谱学，其中纤维素I是最常见的晶体形式，包括三斜晶胞Iα和少量单斜晶胞Iβ。尽管Iα被认为是亚稳态的，但不同样本中两种晶态的比例和在微纤丝内部的分布都有所变化。 近年来，纯Iα和Iβ的发现为解析结晶纤维素的原子级结构提供了可能性。这为进一步研究纤维素的结构-性能关系以及提高生物质转化效率提供了新的视角和方法。该研究通过AFM技术揭示了棉纤维细胞壁超微结构的细节，为生物质转化研究提供了重要参考，并可能推动纤维素利用技术的进步。