N-乙酰化制备水溶性壳聚糖研究

N-乙酰化制备水溶性壳聚糖研究
N-乙酰化制备水溶性壳聚糖研究

壳聚糖的制备与纯化

甲壳素是一种白色或灰白色的半透明无定形固体,通常在270℃分解。甲壳素基本上不溶解于水、乙醇、乙醚、稀酸以及稀碱等物质,它可溶于浓度较高的无机酸,但不溶于稀硫酸等稀酸。壳聚在溶液状态时,需要被放置在酸性环境中,但是,由于壳聚糖具有醛基结构,因此,壳聚糖在酸性溶液中易发生降解,从而使壳聚糖溶液粘度下降,通过加入甲醇、丙酮、乙醇等物质可以使壳聚糖的溶液粘度升高,在试验中一般常用乙醇,作用最为明显。由于甲壳质中含有羟基,壳聚糖中同时含有羟基和氨基,因此,壳聚糖和甲壳质可以通过酚化、羧基化、氰化、螫合、水解、醚化、酯化、醛亚胺化、烷化、叠氮化、羟基化、成盐、氧化、卤化、接枝与交联等反应生成不同结构和不同性能的衍生物[29]。 甲壳质通过脱乙酰反应可制得壳聚糖,通常使用质量分数为50%左右的氢氧化钠溶液处理甲壳质并加热到105℃,在该温度下保持两小时,然后将材料水洗至中性,经过抽滤、干燥即可得到白色的壳聚糖。壳聚糖的脱乙酰度和相对分子量受反应温度、反应时间以及碱液浓度的影响,使用蟹虾壳海蟹壳、对虾壳、河虾壳和蚕蛹等原料在同一方法和条件下制备壳聚糖,其中以海蟹壳的产率最高,可见海蟹壳是制备壳聚糖的最佳原料。除此之外,还以使用酶法、微波法等方法制备壳聚糖[30]。2.1.2.2 壳聚糖的纯化及脱乙酰 壳聚糖(Chitosan)的纯化: (1)用天平称取6 g chitosan 于800 ml 1%(V/V)的醋酸溶液中,磁力搅拌 溶解2h,待完全溶解后静置2h,可见烧杯底有大量沉淀; (2)将壳聚糖溶液倒入离心管,用普通天平平衡后,再用高速离心机9 000 rmp, 离心10 min 收集上清,倒入另一干净的1 L 烧杯中; (3)边用磁力搅拌器搅拌,边用5 %NaOH 溶液缓慢调pH 值到9,静置2 h, 待chitosan 完全析出; (4)再用高速离心机9 000 rmp, 离心10 min,或者使用真空泵抽滤以收集 纯化的chitosan; (5)放入-70 ℃冰箱过夜,用冻干机干燥备用[31]。 壳聚糖(Chitosan)的脱乙酰: 1)用500 ml 三口瓶配40 %(W/V) NaOH 溶液,与壳聚糖混合,然后将洗 净的磁力搅拌子放入其中; (2)打开磁力搅拌器总开关及加热开关,将反馈式温度计插入硅油中,并将温 度计导线接入仪器后座插口,调节温度计旋钮将温度设定为95℃,待温度达到预定 值时,将三口瓶架入油浴槽,装好冷凝管,打开自来水水龙头和搅拌开关,反应2 h; (3)关闭仪器各开关,将三口瓶架在空中,让瓶底的油滴到用油浴槽内,同时 让温度自然冷切; (4)加入三蒸水稀释后,倒入垫有双层定性滤纸的陶瓷漏斗中,用真空泵抽滤, 多次稀释抽滤洗涤至中性; (5)收集脱乙酰壳聚糖,放入-20 ℃冰箱过夜,用冻干机干燥[31]。 脱乙酰度测定 测定脱乙酰度的方法很多,常用的有FT-IR、NMR、紫外、元素分析等,但是 常用为双突跃电位滴定法,其步骤如下[31]: (1)配制壳聚糖溶液:用电子天平精确称量0.2 g Chitosan 于100 ml 烧杯中, 加入20 ml 0.1 M HCl 溶液,再加40 ml 三蒸水,用保鲜膜封口后磁力搅拌至充分溶解; (2)配制0.4 g/ml NaOH 标准溶液:用电子天平精确称量1.6 g NaOH 于50 ml 烧杯中,溶解后用100 ml 容量瓶定容; (3)用标准缓冲液校正酸度计; (4)边搅拌边滴定,记录数据; (5)用Excel 和Origin 处理数据,画出滴定曲线,得出取代度。 2.1.2.3 壳聚糖改性

壳聚糖改性工艺的研究

壳聚糖改性工艺的研究 壳聚糖[是自然界中唯一大量存在的高分子碱性氨基多糖,与合成高分子材料相比,具有来源广泛、价格低廉、性质稳定、无刺激、无致敏、无致突变、良好的生物相容性和生物可降解性、低免疫原性以及生物活性等优点,已被广泛应用于工业、农业、生物工程、医药、食品、日化、污水处理、纺织印染等领域。壳聚糖不溶于普通溶剂,使其应用受到了一定限制,因此,对壳聚糖进行化学改性,提高其溶解性,并赋予其一些其他功能,扩大其应用领域成为了一个研究热点。 20116壳聚糖的结构和性质 1. 1壳聚糖的结构特性 壳聚糖具有复杂的双螺旋结构,其功能基团有氨基葡萄糖单元上的6位伯经基、3位仲羟基和2位氨基或一些N位乙酰氨基以及糖酐键,其结构式如图1所示。 1. 2.壳聚糖的一般理化性质 壳聚糖是生物界中惟一的一种碱性多糖,它是白色、无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体,因原料和制备方法不同,其相对分子质量也从数十万至数百万不等。 1. 3壳聚糖的溶解性质 壳聚糖可溶于稀的盐酸、硝酸、醋酸等无机酸和大多数有机酸但不溶于稀硫酸和稀磷酸。影响壳聚糖溶解的主要因素有脱乙酰度、壳聚糖的相对分子质量、酸的种类等。 2壳聚糖的改性研究 由于壳聚糖自身性能的局限性,科研工作者对其进行了改性研究,通过控制反应条件在壳聚糖上引人其他基团来改变其理化性质[6]。本文将介绍壳聚糖改性的研究进展及应用,并对目前的一些改性方法进行了较全面的总结。 2. 1化学改性 壳聚糖分子上有许多经基和氨基,可通过对其进行分子设计实现可控化学修饰,从而改善壳聚糖本身性能的一些不足。根据壳聚糖的化学性质,可以从酰化、酯化、烷基化等几个方面对其进行化学改性。 2.1.1酸化改性 壳聚糖可与多种有机酸的衍生物如酸酐,酰卤等反应,可引人不同相对分子质量的脂肪族或芳香族的酰基进行改性。酰化反应既可在轻基上反应(O位酰化)生成酯,也可在氨基上反应(N位酞化)生成酰胺。酰化化改性后的产物的溶解度有所改善,它具有良好的生物相容性,是一种潜在的医用生物高分子材料。如脂肪族酰化化产物可作为生物相 容性材料,N一甲酰化产物可增强人造纤维的物理性能。

壳聚糖的制备方法及研究进展

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/a08398704.html, 壳聚糖的制备方法及研究进展 作者:张立英 来源:《山东工业技术》2018年第02期 摘要:壳聚糖作为一种碱性多糖被广泛应用于食品、生物、化工、医疗等领域。本文重点介绍了壳聚糖的制备方法及其研究进展,并对其发展趋势进行了展望。 关键词:壳聚糖;碱性多糖;制备方法 DOI:10.16640/https://www.360docs.net/doc/a08398704.html,ki.37-1222/t.2018.02.016 壳聚糖本身的分子结构类似于纤维素,因其多了一个带正电荷的胺基,使其化学性质较为活泼。目前壳聚糖正因其优良的生理活性在食品、化妆品、医药、化工、污水处理等方面展现出广阔的应用前景,近十年来国内外对于壳聚糖的开发研究热度一直持续不减,各种新颖的制备方法也是层出不穷。 1壳聚糖的来源 壳聚糖通常是由甲壳素(又名几丁质)经脱乙酰基作用获得,甲壳素在自然界中广泛存在于高等真菌以及节肢动物(虾、蟹、昆虫等)的外壳中,其中虾壳、蟹壳是工业生产壳聚糖的主要原料。由于大分子间的氢键作用,天然存在的甲壳素构造坚固,化学性质稳定,不溶于水、酸碱和一般的有机溶剂,这也使得甲壳素的应用范围非常有限,因此甲壳素只有经脱乙酰基处理成壳聚糖才能获得广泛应用。 2壳聚糖的制备方法 (1)化学降解法。传统的壳聚糖生产多采用化学降解法。作为壳聚糖工业生产最常用的制备方法,化学降解法简便易行,效率高,整个生产过程容易控制,但该法环境污染较为严重,对周边环境具有一定的破坏性。欧阳涟等从蟹壳中获取甲壳素,并通过脱乙酰反应制备出了壳聚糖。试验探究了影响产物壳聚糖脱乙酰反应的各种因素,如反应温度、碱液含量及反应时间等,最终确定制备高脱乙酰度壳聚糖的条件为反应温度70℃,碱液质量分数47%,反应时间10 h。 (2)微生物培养法。微生物发酵法生产壳聚糖起源于美国,我国从上世纪90年代开始研究。其主要原理是利用微生物自身生产的酶进行催化,从而脱去甲壳素中的乙酰基,进而制备壳聚糖。目前该领域研究重点主要集中在优良菌株的选育和培养基的优化上。 贺淹才等首先采用电解法从培养的黑曲霉湿菌体中制得甲壳素,然后采用碱提取法从培养的黑曲霉湿菌体中制备壳聚糖。试验基于黑曲霉细胞壁的主要成分为蛋白质与甲壳素,而蛋白质带有可电离的基团,于溶液中可形成带电荷的阳离子和阴离子,在外加电场作用下发生迁

羧甲基壳聚糖制备方法

羧甲基壳聚糖制备方法 (1)将壳聚糖溶于稀乙酸中,用过量的丙酮沉淀,得到壳聚糖乙酸盐,转入带有 搅拌的反应瓶中,加入一定量的NaOH溶液和异丙醇,边搅拌边滴加氯乙酸的异丙醇溶液,控制反应温度为70℃,反应数小时,冷却至室温,用稀酸调pH值 至中性,用85%甲醇洗涤,干燥,即得羧甲基壳聚糖。[2] (2)将纯化好的壳聚糖装入带有搅拌的反应瓶中,加入一定量的20%NaOH溶液和异丙醇,在室温下搅拌60min,然后滴加氯乙酸的异丙醇溶液,在室温下反应 5h,然后用稀盐酸中和至pH值为7,用丙酮沉淀产物,过滤,用85%甲醇溶液 洗涤直至无氯离子,再用无水甲醇洗涤,60℃下真空干燥,即得产品。[2] (3)将2鲍壳聚糖加到200mL正丁醇中,室温搅拌溶胀20min,分6次加入 lOmol/L NaOH溶液,每次50mL, 40min一次,最后一次加完后再搅拌40rnin,得到碱性壳聚糖,然后把24g固体氯乙酸分5次加入,5min一次,在55~75℃ 搅拌反应3h,接着加入17mL水,用冰醋酸调pH值至7,抽滤,用70%甲醇 300mL分次洗涤,抽干后,再用300mL无水乙醇分次洗涤,于60℃真空二干燥,得产品。羧甲基化反应温度分别为55℃, 60℃, 65℃, 70℃和75℃,产量分别为31. 0g,33.8g, 36.58, 34.0g和33.2g, 65℃时最高。[2] (4)把甲壳素于一定温度下在40%~60%NaOH溶液中浸泡0. 5~5h,然后边搅拌边 加入氯乙酸,再在0~70℃反应0. 5~5h,碱酸质量比控制在(1.2~1.6):1,在 0-80℃保温5~36h,然后用稀盐酸中和,分离产物,用75%乙醇溶液洗涤,于60℃干燥。这个方法也可制备羧甲基壳聚糖。[2] (5) 15g壳聚糖先在50%(w/w) NaOH溶液中碱化,然后加150mL异丙醇搅拌, 加入18g氯乙酸,在65℃反应2h,用酸中和,70%甲醇多次洗涤,然后溶于水中,再用丙酮沉淀,过滤,用无水乙醇反复洗涤,过滤,真空干燥,得到精制 的羧甲基壳聚糖。[2] (6) 3g粉状壳聚糖悬浮于100mL浓度分别为25%, 30%, 35%,40%的NaOH溶液中,加入5g氯乙酸与冰醋酸的混合液(摩尔比为1:1),在30℃下反应,每隔1h加 入5g氯乙酸与冰醋酸的混合液搅拌反应6h,最后用盐酸中和,过滤,用甲醇 反复洗涤,干燥,得产物。[2] (7) 10g壳聚糖溶于1000mL 1%乙酸溶液中,加入200mL氯乙酸钠(氯乙酸用氢 氧化钠溶液中和)及50%氢氧化钠溶液150mL,室温间歇搅拌反应4h,用酸中和 停止反应,离心分离沉淀,溶于碱,过滤,滤液再中和,离心分离沉淀,用甲 醇洗涤,干燥,得产物。[2] (8)超声波法制备羧甲基壳聚糖,可显著缩短反应时间,提高羧甲基的取代度。将0. 5g壳聚糖与5mL异丙醇、10ml 30 %NaOH溶液混合,再加入溶于10rnl异丙醇的氯 乙酸(壳聚糖与氯乙酸的质量比为1:4~5),在三角瓶中摇荡几分钟后,置于超声波清洗器中,用水作振荡介质,调节输出功率40W,升温到60℃反应3h,之后倾去上层 清液,向粘状物中加入40rnL水,充分搅拌溶解,用1000盐酸中和到pH值为7,滤去不溶物,滤液中加入适量甲醇沉淀,过滤,无水乙醇洗涤,100℃烘干,即得产物。

壳聚糖改性研究与应用

壳聚糖改性研究与应用 赵朝霞(1142032224)四川大学化学学院2011级本科 摘要:甲壳素是一种天然多糖,脱除乙酰基的产物是壳聚糖,作为新型功能生物材料,它们已在水处理、日用化学品、生物工程和医药等领域得到了应用。本文综述了近年来关于壳聚糖改性研究进展,以及将其应用到医学、食品、化学工业等各个领域的概况,重点介绍了化学和物理修饰方法的应用研究。 关键词:壳聚糖化学改性与修饰物理改性与修饰功能材料 甲壳素的化学名称为(1,4)一2一乙酰氨基一2一脱氧一β—D—葡聚糖,它是通过β-1-4糖苷键相连的线性生物高分子,分子量从几十万到几百万。甲壳素脱除乙酰基后的产物是壳聚糖,其化学名称为(1,4)一2一氨基一2—脱氧—β一D—葡聚糖。甲壳素和壳聚糖具有与纤维素很相近的化学结构,它们的区别仅是在C位上的羟基分别被一个乙酰氨基和氨基所代替(如图) 但它们的化学性质却有较大差别。甲壳素和壳聚糖具有生物降解性、细胞亲和性和生物效应等许多独特的性质,尤其是含有游离氨基的壳聚糖,是天然多糖中唯一的碱性多糖[1-4]。因此,它们已在废水处理、食品工业、纺织、化工、日用化学品、农业、生物工程和医药等方面得到应用。 医药领域 聚乳酸一羟基乙酸共聚物(PLGA)微粒广泛用于蛋白、多肽、核酸等生物大分子给药。由于PL-GA纳米微球表面缺乏可用于共价修饰的基团,所以难以在表面负载生物活性物质如DNA、配体和疫苗等,不易于通过受体或抗体进行靶向给药。因此,人们尝试用不同方法将PLGA 表层包裹不同的聚合物以达到物理改性PLGA微球表面的目的。如阳离子表面修饰是基于PLGA表层负电荷而设计的,这种方式使PLGA的表面活化成为可能。将壳聚糖(CHS)选做纳米微球表面修饰材料是因为它具有阳离子电荷,生物可降解,黏膜黏附性等特性。阎晓霏等以溶菌酶为模型蛋白,将改性PLGA与溶菌酶通过化学键结合并以CHS修饰得到一种新型阳离子纳米微球,达到增大纳米微球的包封率、载药量并促进蛋白类药物吸收的目的[5]。 壳聚糖在医药测定方面也有着十分积极的作用。Zhang等[6]首先制备了壳聚糖包覆的CdSe /ZrKS量子点作为Her2/neu基因小分子干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)的载体。并通过跟踪量子点的荧光信号证实药物载体靶向传送到乳腺肿瘤细胞,利用荧光索酶和酶联免疫分析验证导入细胞的siRNA的基因沉默效应。钟文英[7]等壳聚糖包覆的Ccrre量子点为荧光探针,基于荧光猝灭法建立了吉米沙星定量测定方法。以壳聚糖为载体合成新型疏水色谱填料[8],有效分离提纯枯草芽孢杆菌α一淀粉酶、鸡卵粘蛋白、AS 1.398中性蛋白酶以及伪单孢杆菌脂肪酶[9],以壳聚糖为载体的亲和吸附剂和壳聚糖固定化蛋白酶均具有广泛应用价值. 壳聚糖羧甲基化后,与磷酸钙生成螯合物,它可促进骨骼的矿化,在医药上可作为成骨的促进剂[10]。 二、化工领域 武美霞[11]等以壳聚糖为络合剂、稳定剂或保护剂,通过简单的化学还原法制备了具有超小尺寸的非晶态NiB.CS催化剂,并且使活性组分Ni分散均匀。壳聚糖修饰炭黑负载Pt—Au 催化剂,对原电极有相当好的物理极化学性质的改良作用。Sugunan[12]等认为,壳聚糖之所以能够捕获并起到稳定金纳米粒子的作用,一是由于两者之间存在静电作用;二是壳聚糖具有足够大的立体位阻效应,从而避免了金纳米粒子的聚集并能使金纳米粒子功能化。因此,

水溶性壳聚糖的制备方法

水溶性壳聚糖的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)、原料处理:将壳体去除肉后,清水漂洗备用;(2)、稀酸处理:用壳体重2~4倍4~10%的盐酸浸泡1~2天,再用清水漂洗;(3)、碱煮除蛋白脱脂:用2~4倍8~12%氢氧化钠煮沸2~4小时,用清水漂洗;(4)、再脱钙处理:用2~4倍10~15%盐酸浸泡,以除去碳酸钙和磷酸钙,再用清水漂洗;(5)、脱色处理:用2~4倍清水调节PH值在5左右、在酸性条件下加入1%的KMnO↓[4]至紫红色不褪为止,以除去壳体的有机色素,再用清水漂洗;(6)、还原除去MnO↓[2]:将脱色后的壳体浸泡于1~3%的NaHSO↓[3]溶液中,以除去MnO↓[2],再用1~4%的草酸漂白得到白净甲壳素;(7)、脱乙酰度:用2~4倍55~70%的浓氢氧化钠在75~95℃处理10~20小时,获得壳聚糖粗品;(8)、纯化分离:将粗品溶于8~10倍3~6%稀醋酸,慢慢加入10%左右的浓碱至出现粘液,冷却至5~25℃,静置水解2~4小时,用稀盐酸中和至PH值在8~9,并产生絮状物,不断搅拌,至絮状物不再产生,过滤,洗涤除去氯化钠获得可溶性壳聚糖精品。 壳聚糖的结构、性质及其应用 张洁 海洋药学0844130 摘要:生物相容性好、可降解、对组织和细胞无毒副作用的生物材料一直是生物医学领域研究的热点。壳聚糖(α(1-4)2-氨基2-去氧β-D葡聚糖)是甲壳素脱乙酰得到的天然多糖中惟一的碱性多糖,具有很多优良的特性。本文就壳聚糖的结构、性质及其应用进行综述。 关键词:壳聚糖,结构,性质,应用 壳聚糖(Chitosan,简称CTS),壳聚糖是由N-乙酰糖胺组成,其中糖胺的含量超过90%,具有黏多糖相似的结构特点,而黏多糖在组织中分布广泛,是细胞膜有机组成成分之一,故壳聚糖具有优异的生物相容性⑴~⑵。表现为无毒、无刺激、无免疫抗原、无热原反应、不溶血,有抗菌消炎、促进伤口愈合,抗酸、抗溃疡、降脂和降低胆固醇的作用⑶~⑸。而且具有直接抑制肿瘤细胞的作用,并可通过活化免疫系统显示抗癌活性,与现有的抗癌药合用可增强抗癌效果,近年来其作为药物微球材料的研究也受到了极大的重视⑹,是一种安全可靠的天然生物活性多糖。本文就壳聚糖的结构、性质及其应用进行综述。 一.壳聚糖的结构与性质1.壳聚糖的来源—甲壳素 壳聚糖来源于一种自然资源十分丰富的线性聚合物一甲壳素,是甲壳素经脱乙酰化反应后得到的一种生物高分子Ⅲ。甲壳素是一种天然多糖类生物高分子聚合物,在自然界中广泛存在于低等生物菌类、藻类的细胞,节支动物虾、蟹、昆虫的外壳,软体动物(如鱿鱼、乌贼)的内壳和软骨,高等植物的细胞壁等,将甲壳动物的外壳通过酸碱处理,脱去钙盐和蛋白质,即可得到甲壳素。甲壳素化学名为[(1,4)一2一乙酰胺基一2一脱氧一B—D-葡萄糖],分子式为(C8H13N05)。,单体之间以B(1-4)糖苷键连接,分子量一般在lO6左右,理论胺含量为6.9%。甲壳素的化学结构与植物中广泛存在的纤维素结构非常相似(见图l),故又称为动物纤维素。

壳聚糖的结构、性质及其应用--综述

壳聚糖的结构、性质及其应用 张洁海洋药学0844130 摘要:生物相容性好、可降解、对组织和细胞无毒副作用的生物材料一直是生物医学领域研究的热点。壳聚糖(α(1-4)2-氨基2-去氧β-D葡聚糖)是甲壳素脱乙酰得到的天然多糖中惟一的碱性多糖,具有很多优良的特性。本文就壳聚糖的结构、性质及其应用进行综述。 关键词:壳聚糖,结构,性质,应用 壳聚糖(Chitosan,简称CTS),壳聚糖是由N-乙酰糖胺组成,其中糖胺的含量超过90%,具有黏多糖相似的结构特点,而黏多糖在组织中分布广泛,是细胞膜有机组成成分之一,故壳聚糖具有优异的生物相容性⑴~⑵。表现为无毒、无刺激、无免疫抗原、无热原反应、不溶血,有抗菌消炎、促进伤口愈合,抗酸、抗溃疡、降脂和降低胆固醇的作用⑶~⑸。而且具有直接抑制肿瘤细胞的作用,并可通过活化免疫系统显示抗癌活性,与现有的抗癌药合用可增强抗癌效果,近年来其作为药物微球材料的研究也受到了极大的重视⑹,是一种安全可靠的天然生物活性多糖。本文就壳聚糖的结构、性质及其应用进行综述。 一.壳聚糖的结构与性质 1.壳聚糖的来源—甲壳素 壳聚糖来源于一种自然资源十分丰富的线性聚合物一甲壳素,是甲壳素经脱乙酰化反应后得到的一种生物高分子Ⅲ。甲壳素是一种天然多糖类生物高分子聚合物,在自然界中广泛存在于低等生物菌类、藻类的细胞,节支动物虾、蟹、昆虫的外壳,软体动物(如鱿鱼、乌贼)的内壳和软骨,高等植物的细胞壁等,将甲壳动物的外壳通过酸碱处理,脱去钙盐和蛋白质,即可得到甲壳素。甲壳素化学名为[(1,4)一2一乙酰胺基一2一脱氧一B—D-葡萄糖],分子式为(C8H13N05)。,单体之间以B(1-4)糖苷键连接,分子量一般在lO6左右,理论胺含量为6.9%。甲壳素的化学结构与植物中广泛存在的纤维素结构非常相似(见图l),故又称为动物纤维素。 (a)甲壳素(b)纤维素 图1甲壳素和纤维素的结构

壳聚糖及其结构特点

第一章 绪 论 1.1 壳聚糖及其结构特点 壳聚糖(Chitosan)是甲壳素(Chitin)脱乙酰基后的产物,是甲壳素最基本、最重要的衍生物。甲壳素又名甲壳质、几丁质,化学名为(1,4)—2—乙酰胺—2—脱氧—β—D—葡聚糖,主要存在于虾、蟹、蛹及昆虫等动物外壳以及菌类、藻类植物的细胞壁中。节肢类动物的干外壳约含20~50%甲壳素。自然界中甲壳素有三种结构:α、β、γ,其中最为常见、普通的是α型。地球上每年甲壳素的生物合成量为数十亿吨,是产量仅次于纤维素的天然高分子化合物。下图1-1是甲壳素和壳聚糖的结构: 图1-1 甲壳素、壳聚糖分子的结构示意图 Fig.1-1 The configuration schematic of chitin and chitosan 纯净的甲壳素和壳聚糖均为白色片状或粉状固体,比重0.3,常温下能稳定存在。甲壳素分子之间存在强烈的氢键作用,使得甲壳素形成高度的结晶结构,因而甲壳素分子高度难溶。甲壳素不溶于水及绝大多数有机溶剂,也不溶于稀酸、稀浓碱,只溶于浓酸和某些溶剂。壳聚糖分子的活性基团为氨基而不是乙酰基,因而化学性质和溶解性较甲壳素有所改善,可溶于稀酸、甲酸、乙酸,但也不溶于水和绝大多数有机溶剂。由于氨基和羟基比较活泼,壳聚糖的化学性质较甲壳素活泼,可以发生多种化学反应,比如烷基化、酰基化反应等等。 1.2 壳聚糖及其衍生物产品的应用 壳聚糖及其衍生物由于其可再生性、生物相容性以及结构中的多种活性基团,具有多种优良的性质,已经广泛应用于化妆品、食品、医药、农业、环保等多个行业中。 1.2.1 在环保中的应用 壳聚糖及其衍生物能够通过分子中的氨基和羟基与多种金属离子形成稳定的整合物且可帮助微粒凝聚,故广泛用作化工、轻工纺织等废水处理中的吸附剂和絮凝剂。壳聚糖作为吸附剂和絮凝剂,能够有效地捕集溶液中的重金属离子和 有机物,并可以抑制细菌生长,使污水变清,特别是对于汞、铬、铜、铅、钴、3n n 甲壳素壳聚糖

壳聚糖的制备

壳聚糖及其衍生物的制备 甲壳素(chitin)在自然不仅含量十分丰富,而且可生物降解,是环境友好产品,利用沿海地区丰富的虾蟹壳为原料,可生产出甲壳素,变废为宝,净化环境。甲壳素经浓碱处理去掉乙酰其后得壳聚糖(chitosan),分子结构如下: O O CH2OH OH NH2n O 壳聚糖经化学改性可得系列的衍生物,如:羧甲基壳聚糖、低聚壳聚糖等。这些系列产品在许多方面有着极其广泛的用途。如在医学方面可作为抗癌制剂、手术缝线、人造皮肤、药物载体等;在轻工业上可作为化妆品填料、增白剂、固发剂或增强纸张的光洁度;在环保方面可作为絮凝剂、吸附剂,用于污水处理,还可用作饮料的澄清剂、无毒包装材料等;在农业方面是一种新型植物生长调节剂,促进植物生长、增加产量、提高品质、诱导植物的广谱抗病性,还可用于生产生物农药,用于果蔬保鲜。因此壳聚糖及其衍生物系列产品有很好的潜在需求和市场前景。 一、实验目的 1.了解壳聚糖及其衍生物的应用概况; 2.学习壳聚糖及其衍生物的制备原理和方法; 3.强化学生环保意识,变废为宝; 4.制备2~5g的产品。 二、实验内容 1.利用强碱制备壳聚糖; 2.测定壳聚糖的脱乙酰度。 三、实验原理

甲壳素是酰胺类多糖,壳聚糖的制备过程,就是酰胺的水解过程。酰胺有如下几种结构: 酰胺可在强酸或强碱条件下水解,对于低分子的酰胺,水解可以进行得比较 完全,但对于多糖来说,强酸更容易水解糖苷键,所以甲壳素的脱乙酰基,一般 情况下不采用强酸水解;相对说来,强碱造成糖苷键的断裂不像强酸那么严重, 所以都用强碱来脱乙酰基。 酸碱滴定法的原理是壳聚糖的自由氨基呈碱性,可与酸定量地发生质子化反应,形成壳聚糖地胶体溶液: 溶液中游离的H+用碱反滴定,这样,从用于溶解壳聚糖的酸量与滴定用去的碱量 之差,即可推算出壳聚糖自由氨基结合酸的量,从而计算出壳聚糖中自由氨基的 含量。 四、实验材料与设备 1.实验设备与仪器 水浴锅,电炉,烧杯,三角瓶,碱式滴定管,电子天平。 2.实验材料与试剂 甲壳素,NaOH,HCl,甲基橙指示剂,乙醇、丙酮。 五、实验步骤 1.壳聚糖的制备 (1)取三个烧杯,编号1﹟、2﹟、3﹟,于每个烧杯中加入甲壳素5g,于1﹟ 烧杯中加入40%NaOH 100mL,2﹟烧杯中加入50%NaOH 100mL, 3﹟烧杯中加入 60%NaOH 100mL,100℃煮沸2h,脱乙酰基。 (2)反应完毕取出,用蒸馏水洗至中性,再用乙醇、丙酮洗涤后,干燥,即得 白色壳聚糖。 2.脱乙酰度的测定 准确称取上述方法制备的三种壳聚糖各0.5g,分别置于250mL三角瓶中,加入

壳聚糖特性及其应用

壳聚糖特性及其应用 作者简介:孔佳琦,女,本科,西北民族大学化工学院,专业:制药工程。 力芬,女,本科,西北民族大学化工学院,专业:环境工程。 摘要:壳聚糖是自然界中储量丰富天然高分子化合物,壳聚糖及其衍生物具有各种优良的性质,本文主要介绍了壳聚糖的特性以及其在不同方面的应用情况,为壳聚糖的研究发展提供依据和思路。 关键词:壳聚糖;特性;应用 壳聚糖(chitosan)又称脱乙酰甲壳素,是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的,化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。纯甲壳素和纯壳聚糖都是一种白色或灰白色透明的片状或粉状固体,无味、无臭、无毒性,纯壳聚糖略带珍珠光泽。在特定的条件下,壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应,可生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物,从而扩大了壳聚糖的应用围。本文就壳聚糖的特性和应用进行阐述,为其研究和发展提供依据和思路。

1.特性 1.1抗菌性。壳聚糖是唯一一种天然的弱碱性多糖在弱酸溶剂中易于溶解,溶解后的溶液中含有氨基(NH2+),这些氨基通过结合负电子来抑制细菌。壳聚糖的抗菌性会随着其浓度的增加而增强。壳聚糖对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等有较强的抑制作用。 1.2吸附性。壳聚糖具有很强的吸附功能,特别是对重金属离子的吸附如对铜、汞、铅等离子的吸收。壳聚糖的吸附活性可以有选择地发挥作用。当然还可以吸附胆固醇、甘油三酯、胆酸、油脂[1]等。 1.3保湿性。壳聚糖衍生物分子中有许多活泼的亲水极性基团如-OH、-COOH及-NH2,这些基团可以使其显示出保湿性。对于羧基化壳聚糖,其羟基的含量远大于其他衍生物,且羧基的亲水性所以能够结合更多的水分。因此羧基化壳聚糖的吸湿、保湿性也就明显高于其他类型的壳聚糖衍生物。 1.4成膜性。壳聚糖是线性高分子聚合物,理化性能稳定,可生物降解,粘合性好,成纤成膜性能优良。吴国杰[2]等人研究了壳聚糖膜的制备方法和性能,探讨了壳聚糖溶液成膜的最佳工艺条件。 1.5调节作用。壳聚糖可激活体具有免疫功能的淋巴细胞,使其能分辨正常细胞和癌细胞,并杀死癌细胞。还能调

壳聚糖制备多孔微球 文献综述

壳聚糖多孔微球制备与表征 摘要:用来源丰富且廉价,并具有许多优良生物性能的壳聚糖为原料,把他配成质量分数为1.5%的溶液,通过与戊二醛交联,用三氯甲烷作为制孔剂,制备一定粒径的壳聚糖多孔微球。用香兰素测试其吸附性能。 关键词:壳聚糖多孔微球吸附制备表征 在可生物降解天然大分子材料中, 壳聚糖是一类从虾、蟹等甲壳类动物中的甲壳素经化学方法脱乙酰基后提取的氨基高分子多糖, 它来源丰富、成本低廉, 是仅次于纤维素的第二大类天然大分子材料[ 1~ 3] . 它具有良好的生物相容性和生物降解性, 是目前唯一具备电正性特点的天然大分子, 已在医药、食品、农业、环保、日化等领域获得广泛的应用. 高分子微球由于其具有高分散性和大比表面积 的特点, 是一种性能优异的载体材料, 在药物控制释放、生物工程、废水处理等方面已被广泛研究, 有着广阔的应用前景[ 4] . 把壳聚糖材料制备成高分子微球,使壳聚糖和高分子微球的优异性能有机结合也是目前国内外较为热点的研究领域[ 5] . 壳聚糖(Chitosan)又称可溶性甲壳质、甲壳胺、几丁聚糖等,化学名为2-氨基-β-1,4-葡聚糖,分子式为:(C6H11O4N)n,结构式为:

壳聚糖它是甲壳质经脱乙酰基而得到的一种天然阳离子多糖。具有可降解性、良好的成膜性、良好的生物相容性及一定的抗菌和抗肿瘤等优异性能。广泛应用于医药、食品、化工、环保等行业,素有万能多糖的美誉[6]。 香兰素是人类所合成的第一种香精,由德国的M·哈尔曼博士与G·泰曼博士于1874年合成成功的。通常分为甲基香兰素和乙基香兰素。甲基香兰素(vanillin),化学名3-甲氧基-4-羟基苯甲醛,外观白色或微黄色结晶,具有香荚兰香气及浓郁的奶香,为香料工业中最大的品种,是人们普遍喜爱的奶油香草香精的主要成份[7]。其用途十分广泛,如在食品、日化、烟草工业中作为香原料、矫味剂或定香剂,其中饮料、糖果、糕点、饼干、面包和炒货等食品用量居多。目前还没有相关报道说香兰素对人体有害。乙基香兰素为白色至微黄色针状结晶或结晶性粉末,类似香荚兰豆香气,香气较甲基香兰素更浓。属广谱型香料,是当今世界上最重要的合成香料之一,是食品添加剂行业中不可缺少的重要原料,其香气是香兰素的3-4倍,具有浓郁的香荚兰豆香气,且留香持久。广泛用于食品、巧克力、冰淇淋、饮料以及日用化妆品中起增香和定香作用。另外乙基香兰素还可做饲料的添加剂、电镀行业的增亮剂,制药行业的中间体[8]。 香兰素为芳香酚类的代表, 被作为模型分子.为此, 针对香兰素分子中含有疏水性的苯环, 我们合成具有疏水性吸附能力的壳聚糖多

壳聚糖的制备

壳聚糖的制备 甲壳素是许多甲壳类动物(如虾、蟹)及昆虫等外壳的重要组成成分,同时也存在于菌类的细胞壁中,还可来源于有机酸类,抗生素与酶酿造副产物。甲壳素是一种十分丰富的天然资源,在自然界蕴藏量仅次于纤维素。它不溶于水和酸性介质,甲壳素脱乙酰后形成壳聚糖(CTS)。其溶解性较甲壳素大。它是生物合成的天然高 分子, 葡聚糖,酰度 ( 滴定法、热分析法、气相色谱法、元素分析法、紫外光谱一阶导数、苦味酸分光光度法等。常用的有酸碱滴定法、红外光谱法、紫外光谱法、电位滴定法等。 一、壳聚糖的制备 将虾壳去腿去杂质后,流水冲洗,洗净残余的虾肉,于60℃烘箱中烘干,用研钵

磨碎.称取10g虾壳3份,于100mL5%HCl中浸泡4h至无气泡冒出,再补加50mL5%HCl,浸泡2h,除去虾壳中的钙质和无机盐,抽滤用去离子水洗至中性,加100mL10%NaOH于50℃水浴中加热2h,除去蛋白,过滤,用去离子水80℃水浴中反应4h,水洗至中性,抽滤,烘干后得白色粉末状甲壳素分别为2.08,2.00,2,12g,平均产率为20.6%。 二、壳聚糖制备工艺的设计 30%以下,,但是 ℃进行 , ,真空干燥, 1. ,可与酸定量反应生成盐,且胺基特别稳定,即使在50%氢氧化钠溶液中,在150℃也不会分解,基于上述特性来测定脱乙酰度。准确称取0.2g样品置于250ml三角烧瓶中,加入0.2mol/L盐酸标准溶液25ml,搅拌0.5~1h完全溶解,以甲基橙作指示剂,0.2mol/L氢氧化钠标准溶液滴定过量的盐酸至终点,另取1份样品于105烘箱中

至恒重,测定样品含水量。 这种方法简单,但由于达到终点时,壳聚糖析出沉淀,使终点判定容易产生误差,尤其在样品摩尔质量较大情况下更是如此,从而导致实验的重复性差。而且样品受溶解度影响较大,有时需加热才能使样品完全溶解,这样使盐酸挥发,测定结果受到影响。但这种方法不需大型仪器,操作简便易行,经常操作,积累一定操作经验,会改 2. ,作 单,,应 3. , , 红88与壳聚糖的作用。酸性红88这种带负电荷的染料与壳聚糖大分子上质子化的氨基以1∶1的化学计量形成络和物,此时酸性红88的最大吸收波长为505nm,吸光度达到最低点,可以定量利用这一变色作用。本文用酸性红143,与已知含量壳聚糖作用,测定未知含量壳聚糖。

壳聚糖的功用详解

壳聚糖的功用详解,每位卫康家人必备的资料 壳聚糖的应用 1、食道癌——壳聚糖兑水,虫草兑水喷。每小时交替使用。 2、降压——壳聚糖每天6粒。 3、拉肚子——孩子1粒壳聚糖抖在饭里。 4、孩子长的过快——肌肉裂断,加壳聚糖。 5、癌症——每天50粒,可以活命。 6、身上所有包块——均需壳聚糖。 7、肾衰竭——壳聚糖加虫草。 8、减肥——壳聚糖加银兰。 9、肠胃不好,便秘——壳聚糖。 10、白癜风——壳聚糖,虫草,金苓,五个月。 11、糖尿病——壳聚糖加虫草。 12、脑血栓——壳聚糖,银兰,虫草。 壳聚糖溶液的作用 2粒壳聚糖+纯净水35毫升+白醋2毫升——壳聚糖啫喱水 一、浓度:加200毫升纯净水 1、去角质,每天2-3次 2、足,手上的白癣 3、伤口愈合,淡化瘢痕 4、喂鱼5-10毫升 二、浓度:1000毫升

1、皮肤过敏 2、黑斑,汗斑,湿疹,皮炎 3、香港脚,富贵手 4、代替洗发精 三、浓度:2000毫升 1、面疮,颜面白癣 2、荨麻疹 3、基础化妆 4、男士剃须后使用 壳聚糖的妙用 1、外伤:有外伤、烧伤烫伤、溃疡时可以将产品直接敷于伤口处,有止血止疼、止痒、杀菌、消炎之功效,且愈后不留疤痕。 2、治带状疱疹:用白醋把产品调成稠糊状,涂抹于患处,3-7天可痊愈。 3、治褥疮:将伤处清理消毒后,把产品直接敷于患处,1-3天可结痂愈合。 4、治口腔、食道溃疡:将产品直接倒入口中含放2-3次/日,1-2天可痊愈。 5、治红斑狼疮:内服:每日3次,每次4-6粒;外涂:把产品用白醋调匀,涂抹于患处,一个疗程可痊愈。 6、治面瘫:每天3次,每次3-4粒,2-7天(麻痹的面部神经修复)痊愈。 7、治便秘:早晚服2-4粒/次,饭前服用,多喝水。多吃水果蔬菜效果明显。对肠胃炎和痔疮有奇效!8、治脚气:将产品直接敷于患处,2-3天痊愈不复发。用白醋调和以后,涂抹于手脚表面可预防、治疗脚气、手脚发痒、脱皮。 9、治疗湿疹:用白醋把产品调匀,涂于患处2-4天可痊愈。此法对治疗男女阴部瘙痒、阴湿、湿疹有奇效!2-3次可痊愈。 10、减肥:早晚服用,每次6-10粒,饭前服用,配合晚餐少吃主食效果显著。

壳聚糖微球的制备及其在生物医药领域的应用

壳聚糖微球的制备及其在生物医药领域的应用 杨 婷,侯文龙,杨越冬* (河北科技师范学院理化学院,秦皇岛 066004) 摘要:壳聚糖是唯一天然碱性氨基多糖,它具有良好的生物相容性、低毒性和生物可降解性,是制备微球的 良好材料。本文综述了近年来国内外壳聚糖微球的制备方法,如喷雾干燥法、乳化交联法、逐层自组装法、界面 聚合法、溶剂蒸发法以及离子凝胶法,分析了不同制备方法的优点及不足。壳聚糖微球不仅可作为固定化酶或 细胞的载体,而且是一种具有广泛应用前景的新型药物载体,本文还对壳聚糖微球在固定化酶或细胞和包埋药 物领域的应用进行了概述。 关键词:壳聚糖;微球;生物医药;应用 微球能保护包埋物免受外界环境影响,以及屏蔽味道、颜色或气味,降低挥发性和毒性,控制可持续释放等多种作用。近年来,微球已被广泛应用于生物、医药和食品等多个领域[1~2]。壳聚糖(CS)是经甲壳素脱乙酰化的线性高分子,是唯一天然碱性氨基多糖,具有良好的生物相容性、低毒性、生物可降解性,有抗菌、防腐、止血和促进伤口愈合等特殊功能和抗酸、抗溃疡的能力,可阻止或减弱药物在胃中的刺激作用,是制备微球的良好材料,在生物医学[3]、药学[4~8]以及固定酶或细胞[9~10]领域倍受专家青睐。壳聚糖作为药物载体,具有控制药物释放、延长药物疗效、降低药物毒副作用、提高疏水性药物对细胞膜的通透性、增强药物稳定性及改变给药途径等特点,是一种新型药物制剂辅料;壳聚糖作为固定化酶的载体,其机械性能良好、化学性质稳定、耐热性强,特别是分子中含有氨基,容易和蛋白质或酶结合,可络合金属离子,使酶免受金属离子的抑制;另外,壳聚糖来自于生物体,细胞毒性极低、亲和性好、安全性高,是固定细胞的良好材料。因此,近几年壳聚糖微球的制备和应用成为研究的热点。本文主要介绍了喷雾干燥、乳液交联、逐层自组装、界面聚合等多种制备壳聚糖微球的方法及其在生物医药等领域的应用。 1 壳聚糖微球的制备 1 1 喷雾干燥法 喷雾干燥法是工业中制备壳聚糖微球较广泛的方法之一,此方法是以热气流干燥雾化液滴为基础的。图1为喷雾干燥法工艺流程[11],首先将壳聚糖溶于酸性水溶液中,再将其它药物溶解或分散于该壳聚糖溶液,加入合适的交联剂,然后进入喷雾干燥器雾化,形成小液滴,溶剂瞬间蒸发可形成自由流动的粒子。微球的粒径取决于喷嘴的直径、喷雾流率、雾化压力、入口温度和交联程度等因素。Cev her等[12]以壳聚糖微球装载不同质量的盐酸万古霉素,将壳聚糖溶于1%(v/v)酸溶液得到0 5%(w/v)浓度的聚合物溶液,再将不同质量的盐酸万古霉素分散至该聚合物溶液中。然后将配制好的溶液进行喷雾干燥,其过程工艺参数为:入口温度130 2 ,出口温度90 2 ,喷雾流率600NL/h,喷嘴直径0 5m m。装载盐酸万古霉素的壳聚糖微球可以持续的保持药效。H e等[13]制备壳聚糖微球时也采用了喷雾干燥法,将配制好的壳聚糖水溶液与一定比例的戊二醛水溶液混合均匀,然后进行喷雾干燥,所用的喷嘴规格为0 5mm,入口温度与喷雾流率分别为160 和6m L/min,所制备出的壳聚糖微球的粒径在3~12 m之间。Williams等[14]在酸中配制一定比例的壳聚糖溶液,加入交联剂,调整参数:喷嘴直径0 3mm,入口、出口温度分别为142 3 、84 3 ,空气流量始终保持在450NL/h。Shi等[15]向壳聚糖酸溶液中加入 基金项目:河北省自然科学基金项目(B2009000862); 作者简介:杨婷(1984-),女,硕士研究生,主要从事天然产物化学研究工作; *通讯联系人:T el:0335 *******,E mail:kycyy d@https://www.360docs.net/doc/a08398704.html,.

壳聚糖制备工艺。改

实验一:壳聚糖制备工艺 一、实验目的 1、了解制备甲壳质和壳聚糖的意义; 2、学习甲壳质和壳聚糖制备工艺。 二、实验原理 壳聚糖是碱性多糖,有止酸、消炎作用,可抑制胃溃疡。动物实验表明,可降低胆固醇、血脂。国外已报道用作心血管系统降低胆固醇的药物。经分子修饰制得的肝素类似物,具有抗血栓作用,能与肝素妣美。壳聚糖广泛用于食品与医药,如用作药物的载体具有缓释、持效的优点;用于制作人造皮肤、人造血管、人工肾、手术缝合线等。 虾蟹壳含无机盐碳酸钙和磷酸盐约占45%;蛋白和脂肪约占27%;甲壳质约占20-25%(蟹壳含甲壳质17.1-18.2%;龙虾含甲壳质22.5%;虾壳含甲壳质20-25%)甲壳质是聚-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-吡喃葡萄糖,以β-(1,4)糖苷键连接而成,是一种线型高分子多糖,天然的中性粘多糖。甲壳质一般与蛋白质或碳酸钙或两者紧密结合在一起。盐酸浸泡处理可除掉壳里的无机盐碳酸钙、磷酸盐,壳中的CaCO3与HCL生成CaCL存在于废酸液中被除掉。碱处理可除掉壳中的蛋白和脂肪。经分离制得的甲壳质为白色无定型粉末,或亮白色半透明的小片状物。甲壳质不溶于水、稀酸、碱溶液和乙醇、乙醚等有机溶剂,溶于无水甲酸、浓无机酸。 浓热碱液与甲壳质作用,可脱掉甲壳质分子结构上的乙酰基,生成壳聚糖。即壳聚糖是由甲壳质在高浓度碱液中脱乙酰制备而成。壳聚糖为可溶性甲壳质,化学名称为聚-2-氨基-2-脱氧-D-吡喃葡萄糖,以β-(1,4)糖苷键连接而成。相对分子量约为12万-59万,是一种大分子阳离子聚合物。壳聚糖不溶于水和一般有机溶剂,不溶于碱,可溶于酸性水溶液(但不溶于硫酸)。 制备高黏度(高分子量)壳聚糖,脱乙酰工艺路线有几条,学生自行设计: 1.60-70℃,40-41%NaOH溶液保温20h; 2.110-120℃,45-50% NaOH溶液反应1h左右; 3.间歇式工艺路线:100℃条件下,45%的NaOH 溶液,1+1间歇反应2次,每次反应1h,每次反应后水洗至中性。 三、实验材料 1.材料与试剂 虾壳,1mol/L盐酸,5%氢氧化钠,95%乙醇,乙醚,硼氢化钠 2.仪器与设备 粉碎机,20目筛,方盘,磁力搅拌器,电磁炉,恒温水浴锅,真空干燥箱,布氏漏斗,抽滤瓶,循环水泵,三口烧瓶,冷凝管,温度计,烧杯,量筒,pH试纸,滤纸,纱布。 四、实验步骤 虾壳(称重,取25g),加1mol/L盐酸溶液,(固液比1:10,搅拌,静置12h)过滤。加5% 氢氧化钠溶液,(固液比1:8),搅拌,隔水煮1h,过滤,得甲壳质,烘干,粉碎,待用。 取5g甲壳质于三口瓶中,加45%氢氧化钠溶液(固液比1:20),再加1% 硼氢化钠,于110-120℃搅拌反应1h,冷却,离心,移去上清液,水洗沉淀,再离心,再移去上清液,水洗沉淀,再移去上清液,以95%乙醇洗涤沉淀,一起倒入抽滤瓶中,抽滤,留滤饼,得壳聚糖,晾干,称重。 五、实验结果 1.测定产品的主要质量指标黏度和脱乙酰度;

壳聚糖的应用及发展

壳聚糖的应用及发展 单位:贵阳中医学院姓名:代奎学号;s20085311019 摘要:高分子缓控释材料因其原材料来源广泛药剂应用能力强受环境影响因素多而成为调节药物释放载体材料的研究重点,极具发展前景分类祥述了壳聚糖的性质,生物活性,抗菌性,衍生物以及它们的性能特点和应用,并简明介绍了壳聚糖的研究价值与动向。 关键词:壳聚糖;降解;抗菌性;缓释材料;衍生物 壳聚糖(chitosan)又名β-1,4聚葡萄糖胺,是迄今为止发现的唯一天然碱性多糖,具有良好成膜性、安全性、生物降解性,在化工、食品、农业等领域有着广泛的用途。壳聚糖是一种新型的天然医用生物材料虾蟹类作为壳聚糖的原料,在我国具有分布量大,资源丰富的特点,从环保经济可持续发展的角度来考虑,1)壳聚糖作为一种天然的材料不仅无毒无污染,而且还具有很好的生物降解性和相容性因此非常有必要加大对壳聚糖的研究,以开发更多的产品本文综述了壳聚糖的结构性质制备体内降解过程及其在生物医用材料的应用等方面。 一、壳聚糖的生物活性 壳聚糖是一种天然无毒可生物降解的化合物,与机体之间有良好的生物相容性主要壳聚糖的研究进展物活性有:(1)壳聚糖属天然高分子化合物,其分子链上的游离氨基在弱酸溶中结合一个质子,生成阳离子聚合体,有很强的吸附能力,是一种良好的絮凝剂(2)带有正电荷的壳聚糖与带有负电荷的粘多糖蛋白多糖等相互发生静电作用,这一特性是相当有意义的,因为大量的细胞浆和生长因子的移动都和粘多糖有关,特别是对于肝磷脂和类肝素硫酸盐,包含有壳聚糖和粘多糖的支架借助于细胞繁殖可以维持和促进生长因子分泌(3)壳聚糖可以做成不同的几何结构,例如容易形成多孔结构,多孔支架可用于体内细胞生长和骨重建(4)壳聚糖具有抗菌性,研究表明它可以减缓实验白兔金葡萄球菌引起的骨髓炎感染壳聚糖在细菌细胞膜表面可以抑制生物合成,破坏穿过细菌细胞膜的能量传输,加快细菌的死亡此外,壳聚糖还可作为药物释放载体,如与羟基磷灰石等复合能够持续释放万古霉素和磷霉素,在骨科感染疗程中发挥作用2) 二、壳聚糖的抗菌性 壳聚糖具有广泛抗菌性, 对几十种细菌和霉菌生长都有明显的抑制作用。大分子壳聚糖通过正负电荷的相互作用吸附在细胞表面, 破坏细胞壁原有结构,造成细胞代谢混乱,从而起到抑菌杀菌的作用。小分子壳聚糖通过渗透进入细胞内, 与带有阴离子的生物大分子发生絮凝!的作用,扰乱细胞的正常生物功能, 改变核酸代谢,阻断DNA的生物合成,从而抑制细菌的繁殖。此外,甲壳素能诱导微生物产生甲壳素酶, 促使细胞分解, 从而抑制细胞生长。 三、壳聚糖及其衍生物的应用 1、促进凝血和伤口愈合 壳聚糖是一种新型天然高分子材料,生物兼容性好且可降解吸收, 有促进创 面愈合的作用。壳聚糖具有很强的可塑性, 可形成多种不同形式的止血材料。壳聚糖还具有抗菌、促进伤口愈合、防止腹膜粘连等一系列作用, 可用于伤口填料物质,具有灭菌、促进伤口愈合、吸收伤口渗出物、不易脱水收缩等作用。 2、作为药物的缓释基质 壳聚糖能被生物体内的溶菌酶降解生成天然的代谢物,具有无毒、能被生物体完全吸收的特点, 因此用它作药物缓释剂具有较大的优越性。国际上已有以壳聚糖作

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