壳聚糖包衣对不同大麦种子萌发及幼苗抗旱性的影响

壳聚糖包衣对不同大麦种子萌发及幼苗抗旱性的影响
壳聚糖包衣对不同大麦种子萌发及幼苗抗旱性的影响

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

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。

壳聚糖的生物相容性与安全性评价

壳聚糖的生物相容性与安全性评价 医用高分子材料— 生命是人们永恒探究的课题,在漫长的求索过程中生物医用材料扮演着不可或缺的角色。有记载表明,早在古希腊时代人们就已经开始用马尾上的毛作为外科缝合线进行一些外科手术。时至今日生物医用材料已获得长足的进步,其中医用高分子材料更是被誉为医疗技术发展史上的一次飞越。 在此我谨对医用高分子材料中的壳聚糖材料谈一些我个人的认识。 壳聚糖学名:几丁聚糖。俗称甲壳素、甲壳胺、壳聚糖、可溶性甲壳素、脱乙酰基甲壳素、壳糖胺等。是以虾蟹壳为原料,先制得甲壳素,然后在浓碱的作用下脱去甲壳素分子中的乙酰基而得一种天然高分子化合物,在自然界中的含量仅次于纤维素。由于壳聚糖分子中含有活泼的羟基和氨基等极性基团,主链上可发生水解反应C-2位上的氨基和C-6位上的羟基可以发生乙酰化、羟乙酰化、羧甲基化、氰乙基化、硫酸酯化、氧化、黄原酸化等化学修饰。在双官能团的醛或酸酐等交联剂作用下,可进行交联反应。在r-射线或催化剂的作用下,乙烯基单位和丙烯酸类单体可与壳聚糖进行接枝共聚反应,加上它不仅具有很好的生物相容性,而且无毒、

易生物降解,使得其在医药、农业、环境、纺织、印染、造纸、催化、食品、日用化妆品等领域具有广泛的应用前景。下面我们就针对其在生物医用材料方面的应用进行讨论。 首先让我们来关注《第二军医大学学报》上刊登的一则实验结果。该实验是为观察聚合物壳聚糖〔CHI〕和磷脂化壳聚糖〔PC2CHI〕涂层膜对培养的血管内皮细胞增殖和迁移及血液相容性的影响而设计的。实验者将CHI 和PC2CHI 均匀喷涂在培养皿底层制成聚合物膜,以316 L 不锈钢片做成不锈钢圆柱体槽,将猪髂动脉内皮细胞接种于聚合物膜、不锈钢槽和不做任何处理的培养皿底部(空白对照组) ,培养24 h。光镜和扫描电镜观察细胞形态,以CCK28 试剂盒测定细胞增殖,并进行细胞迁移检测。以凝固法测定健康人血液在聚合物膜上作用2 h 后的凝血活酶时间(APTT) 、凝血酶原时间(PT) 、纤维蛋白原测定( FiB ) 和凝血酶时间(TT) 。结果发现动脉内皮细胞在CHI 和PC2CHI 膜上生长良好,形态正常。培养24 h ,内皮细胞在CHI 和PC2CHI 膜上的增殖率分别达88. 8 %和77. 8 % ,存活内皮细胞数目较不锈钢片组显著增加( P < 0. 01) ;而CHI 组的存活内皮细胞数目显著高于PC2CHI 组( P <0. 01) 。培养72 h ,内皮细胞在CHI 和PC2CHI 膜上迁移细胞数均显著高于316 L 不锈钢片,PC2CHI 组较CHI 组的细胞迁移数目显著增加( P < 0. 01) 。PC2CHI 组、316 L 不锈钢片组和空白对照组的APTT 较

壳聚糖,甲壳素,水溶性甲壳素,壳聚糖整理剂,阻燃整理剂

甲壳素又称甲克质、几丁质,是重要的天然抗菌整理剂之一。它来自天然贝壳、蟹壳、虾壳、鱼骨及昆虫等动物的客体。当甲壳素脱乙酰度达到55%时,则成为甲壳素最重要的抗菌衍生物壳聚糖。甲壳素整理剂SAL6680是以壳聚糖、活性添加剂为主要成分,是安全性很高的集保湿、美肤、抗菌为一体的整理剂。它具有良好的粘合性、生物相容性、生物降解性、无毒性及特殊的吸附性。适用于各种纤维织物,包括棉、毛等天然纤维和聚酯、尼龙、粘胶等化学纤维纺织品,经其处理后的织物具有优良的耐洗性。SGS、Intertek 等全球多家权威检测机构一致证明: SAL6680的抗菌性能符合美国AATCC100标准及日本JIS L 1902-2002标准等。韩笑 壳聚糖衍生物抗菌剂的应用 王阳 (西安工程大学,陕西西安710048) 摘要:概述了纺织品抗菌防臭整理的重要性,介绍了抗菌整理剂的种类,重点阐述了改性壳聚糖的抗菌防臭整理剂的应用工艺,采用日本JIS标准测试证明Herst ATB抗菌整理纺织品具有高效、耐久的抗菌防臭效果,并且Herst ATB成本低廉,安全环保,适合于工业化生产。 关键词:甲壳素;抗菌防臭整理剂;抗菌纺织品;抗菌整理工艺 The application of chitosan antibacterial agent Abstract: This paper covers the development and the important of antibacterial finishing, as well as the kinds of antibacterial agent, mainly the finishing method by chitosan. Based on American standard JIS, result show that cotton fabric treated with Herst ATB has not only the excellent antibacterial effect, durable to washing, but also safe to body and environmental friendly. It is suitable for manufactory. Key words: chitosan; antibacterial agent; antibacterial textile; antibacterial finishing 1前言 随着人们卫生保健意识的增强,特别是安全、舒适、健康、清洁、环保等“绿色”观念的形成,对于纺织品要求越来越高,使纺织品的抗菌、防霉、防臭后整理加工更加受到人们的重视。 在生活中,人们不可避免的接触到各种各样的细菌、真菌等微生物,这些微生物在合适的外界条件下,会迅速繁殖,并通过接触等方式传播疾病,影响人们的身体健康。织物属于具有无数空隙的材料,因此较容易吸附微生物。 抗菌整理就是用抗菌整理剂处理织物,从而使织物具有抑制微生物生长的功能。其目的不仅是为了防止织物被微生物沾污而损伤,更重要的是为了防止传染疾病,保证人体的安全健康和穿着舒适,降低公共环境的交叉感染率,使织物获得卫生保健的新功能。 2几种常用的抗菌剂及其特点

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,

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

壳聚糖改性与在水处理方面的应用

《文献检索与科技论文写作》作业 壳聚糖的改性在水处理中的应用进展 年级: 学院: 专业:高分子材料 学生: 学号: 指导教师: 提纲

0 引言 壳聚糖是性能优异、应用广泛且具有开发价值的天然高分子絮凝剂。虽然在应用中有一些不足,但可以通过物理或化学改性来提高其性能,拓展其应用围。本文主要介绍壳聚糖改性后在水处理中的应用进展。 1 壳聚糖的改性在饮用水处理中的应用 从对氟离子的吸附及对浊度的降低介绍改性壳聚糖的应用效果; 2 壳聚糖的改性在工业废水中的应用 2.1 印染废水 从对偶氮染料的吸附及对阳离子染料的吸附介绍改性壳聚糖的应用; 2.2 重金属离子 2+、Th4+的吸附及对Cr(VI)的吸附,主要从对铜离子、对镍离子的吸附;对UO 2 来介绍改性壳聚糖的应用; 2.3 造纸废水 主要介绍接枝改性壳聚糖和壳聚糖微球对造纸废水的处理效果; 3 壳聚糖的改性在城市污水和海水中的应用 主要介绍改性壳聚糖对SS、浊度、BOD5及COD等的处理效果; 4 结语与展望 介绍目前的改性研究情况及未来研究的方向。 5 参考文献

壳聚糖的改性在水处理中的应用进展 --------大学材料科学与工程学院14级高分子材料专业马舒颜摘要:本文阐述了壳聚糖絮凝剂改性后在水处理方面的应用进展,着重说明其在重金属离子处理、印染废水处理中的应用。壳聚糖絮凝剂在水处理中应用极广,环境友好,从可持续发展角度来看有着巨大的发展潜力和研究意义。 关键词:壳聚糖的改性絮凝水处理 0 引言 水是人类生存最基本的需求,传统的水处理剂会在水中有残留,对人体健康及环境造成危害。因此,兼具环境友好、可再生、来源广泛的绿色水处理剂备受关注。而壳聚糖就是性能最为优异的的天然高分子材料之一。 壳聚糖是由自然界广泛存在的甲壳素经过脱乙酰作用得到的,又称脱乙酰甲壳素,一般而言,甲壳素的N-乙酰基脱去55%以上就可称为壳聚糖,其分子式为 (C 6H 11 NO 4 )N。壳聚糖结构中含有大量活泼的氨基和羟基,在酸性溶液中能形成阳离 子型聚电解质,有良好的絮凝作用;且可通过表面侵蚀、酶降解、溶解等多种降解方式进行可控性降解,无毒副作用;同时还具有很好的生物相容性、吸附性、吸湿性、成膜性、抵抗免疫反应性和抗菌性等,广泛应用于造纸、纺织、制革、工业废水处理;在医药、食品保健品等领域也发挥着巨大的作用。因此,壳聚糖是一种用途广泛且富开发价值的天然高分子絮凝剂。 然而,壳聚糖在实际应用中还存在一些不足,譬如:化学性质不活泼、溶解性较差、分子量相对较低等,在一定程度上限制了它的使用围。但因其结构中含有羟基、乙酰基和氨基等官能团,故可以利用烷基化、酯化、接枝、交联等改性方法来改善壳聚糖的性质,提高其性能,从而拓展应用围,得到更大的利用空间。 1 壳聚糖的改性在饮用水处理中的应用 饮用水的处理,目的是将水处理为对人体有生物安全性和化学安全性的水,同时水的浊度、色度、硬度、气味等给人的感受要好[1]。壳聚糖因其天然、无毒、安全性,在饮用水处理中显示了其独特的优越性。壳聚糖特有的分子结构,可有效去除水中的悬浮物、有机物、颜色和气味,可降低水中COD含量并减少水中毒副物质的产生;此外,壳聚糖可以有效吸附去除饮用水中重金属及其藻类物质;还可以去除无机絮凝剂处理后残留的铝离子,且能一定程度上抑制水中微生物的繁殖和生长,从而具有一定的杀菌作用[2]。 我国是世界上地方性氟中毒较严重的国家之一。氟离子是人体不可或缺的微

壳聚糖衍生物的抗菌性质

壳聚糖和壳聚糖衍生物的抑菌作用 摘要:壳聚糖是一类有着广谱抑菌活性的天然多糖,其生物相容性好、易降解、无毒,因而作为一种可再生资源在抑菌领域受到了越来越多的关注。本文通过对壳聚糖来源、性质、壳聚糖衍生物的化学改性的方法和抑菌作用的分析,并对今后壳聚糖衍生物抑菌情况进行了初步的展望。为研制和开发新型的高抑菌活性的壳聚糖衍生物的开发提供理论参考。 关键词:壳聚糖;衍生物;抑菌;机理 引言 壳聚糖是无毒、无污染,具有可再生、无毒副作用,生物相容性和降解性良好的天然氨基多糖。目前已被广泛应用于医药[1-2]、农业[3]、食品[4-5]等领域,并成为最近生物新材料研究的热点[6-7]。壳聚糖具有抗菌活性,对多种植物病原细菌和真菌均抑制作用[8]。但由于其不溶于水和大多数有机溶剂,只溶于稀酸,在很大程度上限制了其应用范围。壳聚糖通过化学改性,可以得到具有一定官能团的壳聚糖衍生物。与壳聚糖相比,这些衍生物的性能往往有较明显的改善。对于壳聚糖的化学修饰研究较多的有壳聚糖的酰基化、烷基化、羟基化、醛亚胺基化、硫酸酯化、羧甲基化、季铵化等,其中季铵化、羧甲基化和硫酸酯化的产物由于具有良好的水溶性而备受重视[9]。有关壳聚糖的结构修饰和构效关系的研究已成为研究热点[10],因此,研究开发具有更高抗菌活性的壳聚糖衍生物,对于改善人们的生活质量具有重要意义。 1壳聚糖的来源和性质 1.1壳聚糖的来源 壳聚糖是自然界唯一的碱性天然多糖,壳聚糖的历史得追随到19世纪,当时Rouget 在甲壳素的天然聚合物中发现了其脱乙酰化的形式[11]。壳聚糖是白色或淡黄色无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体。由于其原料和制备方法的不同,其分子量也有所不同,可以从数十万到数百万不等。甲壳素在浓碱中加热处理后,就可以脱去部分乙酰基,得到壳聚糖,反应路线如下。

I型胶原-壳聚糖复合材料生物相容性研究共11页文档

I型胶原-壳聚糖复合材料的生物相容性研究1 张永强1任志鹏1杨自权1*孙晓丹2卫小春1* 1山西医科大学第二医院骨科骨与软组织损伤修复山西省重点实验室 030001 2清华大学材料工程学院 【摘要】目的评价I型胶原-壳聚糖复合材料作为组织工程支架材料的生物相容性。方法体外培养兔骨髓间充质干细胞(BMSCs),采用四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法检测不同分组的BMSCs生长情况,酶标仪测吸光度值(OD),计算细胞相对增值率(RGR%);利用材料浸提液与兔新鲜血混合观察红细胞溶解情况,评价材料细胞生物相容性。结果空白组(A组),50%浓度组(B 组)和100%浓度组(C组)BMSCs均生长良好,并于1、3、5天逐渐增殖,阳性对照组(D组)细胞于第1天开始变圆、皱缩,3天和5天均皱缩死亡。A、B、C三组细胞在第1、3、5天各组吸光度值无显著差异(P>0.05),但均与D组有明显统计学差异(P<0.05)。材料相对溶血率为4.1%。结论I型胶原-壳聚糖复合材料无明显细胞毒性,有良好的生物相容性。 【关键词】胶原-壳聚糖材料;细胞毒性试验;溶血试验Biocompatibility researches of type I collagen - chitosan scaffold Zhang yongqiang1, Ren zhipeng1, Yang ziquan1*et al.1 Department of Orthopedics,the second hospital of Shanxi Medical University,bone and soft tissue healing Key Laboratory of Shanxi Province; 1基金项目:国家自然基金项目(30973048);科技部国际合作重点项目(2008GR0403);国家人力资源与社会保障部2009年度留学回国人员科技活动择优资助项目 作者简介:张永强(1985-),男,在读硕士研究生,研究方向为关节软骨的损伤与修复 *通讯作者:杨自权(1972-),男,副主任医师,硕士研究生导师,e-mail: yzqonline@https://www.360docs.net/doc/b810182491.html, 卫小春(1951-),男,主任医师,博士研究生导师,硕士研究生导 师,e-mail:weixiaochun06@https://www.360docs.net/doc/b810182491.html,

改性壳聚糖富集研究综述范文【精编】

改性壳聚糖富集研究综述 摘要:壳聚糖及其衍生物是一种天然高分子,随着对其研究的深入发展,涉及的内容和应用范围越来越广泛。本文综合概述了壳聚糖的结构、性质、富集及其化学改性的方法,简单介绍了它们的应用领域。 关键词:壳聚糖;富集;化学改性;应用。 引言: 壳聚糖具有许多独特的化学物理性质,根据其酸化、酉旨化和氧化、接枝与交联、经基化、经烷基化等反应还可制备成多种用途的产品,而且从氨基多糖的特点出发具有比纤维素更为广泛的用途。对壳聚糖的应用开发研究,自本世纪六十年代以来就十分活跃,近年来国际更是十分重视对它的深入开发和应用。通过对甲壳质和壳聚糖进行化学修饰与改性来制备性能独特的衍生物已经成为当今世界应用开发的一个重要方面。 1、壳聚糖及其改性吸附剂 壳聚糖(chitosan)是一种天然化合物,属于碳水化合物中的多糖,是甲壳素N-脱乙酰基的产物,其学名是β(1→4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖。 壳聚糖本身的基本结构是葡萄糖胺聚合物,与纤维素类似。但因多了一个胺基,带有正电荷,所以使其化学性质较为活泼。且因其聚合分子结合键角度自然扭转之故,对于小分子或元素会发生凝集螫合作用。根据甲壳素脱乙酰化时的条件不同,壳聚糖的脱乙酰度和分子量不同,壳聚糖的分子量通常在几十万左右。但一般来说N-乙酰基脱去55%以上的就可称之为壳聚糖。 壳聚糖本身性质十分稳定,不会氧化或吸湿。鉴于壳聚糖及其衍生物具有优良的生理活性,在食品、生物制药、水处理方面显示出非常诱人的应用价值。近年来,国内外对壳聚糖的开发研究十分活跃。 2、壳聚糖富集工艺的研究现状 由于壳聚糖吸附剂有以上的优点,学者们对其富集的工艺已经有了较为深入的研究。 李斌,崔慧[1]研究了以壳聚糖作富集柱,稀H2SO4为洗脱剂,稀NaOH 为再生剂,火焰原子吸收光谱法简便、快速分离富集测定水中痕量Cu(Ⅱ)的方法,于波长325nm 处测定,检出限为20ng·ml-1,线性范围为10~20μg·ml-1。此法的优点在于简便、快速、选择性好、经济实用、效果良好。但由于壳聚糖易降解,在实际操作中存在着流速控制难,富集效果不均一,空白大的问题。

改性壳聚糖的研究进展

改性壳聚糖的研究进展 1壳聚糖的理化性质 壳聚糖(chitosan,(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖)是甲壳素(chitin,(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖)部分脱乙酰化的产物。甲壳素广泛存在于蟹、虾以及藻类、真菌等低等动植物中,含量极其丰富,自然界每年产量约在100亿吨,是仅次于纤维素的第二大多糖。它是由葡萄糖结构单元组成的直链多糖,此多糖中含有数千个乙酰己糖胺残基,因此在分子间形成很强的氢键,导致其不溶于水和普通有机溶剂,这就大大限制了其应用范围。 将甲壳素在碱性条件下加热,脱去N-乙酰基后可生成壳聚糖。人们常将N-脱乙酰度和粘度(平均相对分子质量)作为衡量壳聚糖性能的两项指标。N-脱乙酰度是判定壳聚糖溶解性的依据,脱乙酰度越高,分子链上的游离氨基就越多,在酸中的溶解性就越好;而壳聚糖相对分子质量越大,分子之间的缠绕程度就越大,溶解度就越小。壳聚糖是自然界中唯一的一种碱性多糖,它一般是白色无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体。壳聚糖可溶于大多数稀酸,如盐酸、醋酸、苯甲酸溶液,且溶于酸后分子中氨基可与质子结合,使自身带上正电荷。甲壳素及壳聚糖的结构式如图1所示:

图1壳寡糖与壳聚糖的结构式 甲壳素和壳聚糖在自然界可以被各种微生物降解。微生物中的甲壳素酶(chitinase)可以随机地水解甲壳素的N-乙酰-β-(1-4)糖苷键。而壳聚糖可以被多种酶水解,包括壳聚糖酶(chitosanase)、麦芽糖酶、脂肪酶、以及各种来源的蛋白酶。在人体内甲壳素酶和壳聚糖酶并非普遍存在,通过测定显示N-乙酰壳聚糖在人血清中可以被人体内普遍存在的溶菌酶(lysozyme)降解。 壳聚糖的主链结构中引入了2-氨基,化学性质区别于3,6-羟基,与甲壳素相比增加了反应选择性的功能基团。由于C6-OH是一级羟基,C3-OH是二级羟基,空间位阻不同反应活性也不同,再加上C2-NH2,壳聚糖就具有三个活性不同的可供修饰的基团。根据不同的需要,被修饰的壳聚糖作为一种功能大分子广泛用于各种领域。由于壳聚糖只在酸性水溶液中溶解,而在中性或碱性水溶液中以及多数有机溶剂中不溶,限制了它的应用范围,因此科学家们采用衍生化的方法对壳聚糖进行改性获得了多种水溶性和可溶解于某些有机溶剂的衍生物,大大扩展了壳聚糖的应用范围。其中包括对壳聚糖进行N-,O-酰化,含氧无机酸酯化,醚化,N-烷基化,C6-OH和C3-OH的氧化,以及鳌合、交联等,在此过程中获得了许多性能良好,甚至是

水溶性壳聚糖中还原性端基糖的测定 分光光度法-编制说明

国家标准《水溶性壳聚糖中还原性端基糖的测定分光光度法》编制说明 (一)工作简况,包括任务来源、协作单位、主要工作过程、国家标准主要起草人及其所做的工作等; 1、任务来源 本标准根据国标委公布的2018年第四批国家标准计划项目(国标委发[2018]83号),本项目计划编号为20184458-T-469,名称为水溶性壳聚糖中还原性端基糖的测定分光光度法。 本标准由全国生化检测标准化技术委员会(SAC/TC 387)提出并归口。 本标准由等联合起草。 2、目的和意义 水溶性壳聚糖是由壳聚糖水解得到的一类具有生物活性的低聚合度壳聚糖, 具有抗氧化、提高免疫力、抑菌、降血糖等生物学作用, 它不仅溶于酸性溶液,还可溶于中性溶液和碱性溶液,因此被广泛应用于食品、医药、农业、化妆品等领域。 3、协作单位 4、标准编制过程和主要工作过程 (1)2017年9月至2018年2月,标准起草单位组织相关技术人员对“水溶性壳聚糖中还原性端基糖的测定分光光度法”标准项目进行了预研。根据国家制修订有关程序和要求,2017年12月下旬,青岛科技大学主持在青岛召开了《水溶性壳聚糖中还原性端基糖的测定分光光度法》国家标准制定研讨会。会上,组成了标准起草工作组,进一步明确了任务要求,根据研究内容详细安排了工作进度,并成立了标准起草工作小组。会议研究讨论了《水溶性壳聚糖中还原性端基糖的测定分光光度法》初稿,对起草小组在标准起草过程中的一些思考及难点问题进行了深刻讨论,各单位代表结合各自的优势和特长就标准内容及方法选择进行了讨论,为“水溶性壳聚糖中还原性端基糖的测定分光光度法”标准制定奠定了必要的基础。课题组成员广泛收集了国内外标准、文献,了解了国内外相关技术动态,并且明确了工作思路和进程安排。 (2)2018年3月标准起草单位在收到全国生化检测标准化技术委员会文件后,提交了项目建议书以及国家标准草案。 (3)2019年1月收到全国生化检测标准化技术委员会生检标[2019]1号文件

香草醛改性壳聚糖的制备及应用

1 引言 1.1 壳聚糖的简介 甲壳素(chitin )是一种高分子量的物质,其普遍的存在于藻类的细胞中、低等的植物菌类中、节肢动物的外骨骼中以及高等植物的细胞壁中[1]。甲壳素在自然界中的含量非常丰富,是继纤维素之后的第二大类的多糖并且是一种可再生的天然资源。 壳聚糖(chitosan )是甲壳素经脱乙酰化后而得到的产品[1],它是一种天然的阳离子生物聚合物。其化学名是(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖[1] ,结构式如下: 2 2 壳聚糖的物化性质如下:分子式(C 6H 11NO 4)n ,青白色略带有珍珠光泽,半透明粉末 [2] 。它是一种无毒无害,易于降解,不污染环境,安全可靠的物质,所以拥有广泛的 应用空间。但壳聚糖仅能溶于稀硝酸、稀盐酸,不溶于稀磷酸、稀硫酸、水以及碱性溶液,这就大大的阻碍了壳聚糖进一步的应用,所以通过对壳聚糖的改性,而减少这样的阻碍,扩大其应用领域。 1.2 壳聚糖改性方法的简介 壳聚糖分子上含有羟基和氨基,通过化学改性的方法可以在重复的单元上引入不同的基团[3],从而扩大壳聚糖的应用领域。下面简单介绍几种改性的方法。 1.2.1 酰化反应 酰化反应[4]既可以在壳聚糖的羟基上进行O-酰化从而形成酯又可以在氨基上进行N-酰化从而形成酰胺。如马宁等[5],将溶胀完全的壳聚糖与过量的N-邻苯二甲酸酐,在120℃~130℃期间进行反应,得到邻苯二甲酰化产物,可溶于二甲基亚砜溶液。 1.2.2 烷基化反应 烷基化反应[4]同样也是既可以在壳聚糖的羟基上进行O-烷基化又可以在氨基上进行N-烷基化。如肖振宇等[6],壳聚糖在碱性的异丙醇溶液中溶胀,再与拥有不同碳链长度的卤代烷烃进行反应,产生十六烷基壳聚糖,乙基壳聚糖等衍生物,这些通过改性而得到衍生物,易溶于水。

水溶性壳聚糖光聚合水凝胶的制备研究

水溶性壳聚糖光聚合水凝胶的制备研究 周应山徐卫林 武汉纺织大学材料科学与工程学院,武汉市洪山区纺织路1号,430073 光聚合可注射型水凝胶具有生理条件下原位成型、反应热低和微创等优点,使其在生物医学领域中获得了广泛的应用,包括防止血栓、防止术后组织粘连,以及药物传送、细胞包埋、生物传感器的涂层等。目前,用于制备光聚合可注射型水凝胶的高分子一般是甲基丙烯酰化、丙烯酰化、肉桂酸酰化和叠氮化的合成高分子和天然高分子,如聚乙二醇[1]、透明质酸[2]、壳聚糖等。其中,壳聚糖由于具有优良的生物相容性、生物可降解性、抗菌性和促进自然组织再生等活性,使其成为组织工程支架材料中最有应用前景的生物大分子之一。

Preparation of Photocrosslinking Chitosan Hydrogel ZHOU YingshanXU Weilin College of Materials Science and Engineering, Wuhan Textile University, Wuhan 430073 Abstract:  Photopolymerized injectable hydrogels are attractive for a number of tissue engineering applications, especially for use as tissue barriers to prevent thrombosis and restenosis following vascular injury  and post-operative adhesion formation, or for use as scaffolds for regeneration of soft tissuesbecause of the ability to form these materials in situ in a minimally invasive manner and in mild enough condition, which have good adhesion and conformance to the targeted tissue. A number of synthetic and natural photopolymerizable polymers including PEG acrylate derivatives, hyaluronic acid  derivatives and chitosan derivatives have been investigated for developing in situ gelling systems.Among these polymers, chitosan has been considered to be one of the most promising  biomacromolecules for tissue engineered scaffolds, due to its excellent biological properties such as  biodegradability,biocompatibility, antibacterial and wound-healing activity. In this research a novel water soluble chitosan derivative (methacryloyloxy) ethyl carboxyethyl chitosan(MAOECECS) as a  photocrosslinkable hydrogel precursor was synthesized by Michael addition reaction between - NH2

壳聚糖相关知识

1.ph值对壳聚糖吸附金属离子的影响 与单糖氨基葡萄糖相似,壳聚糖分子中的氨基和经基与金属离子的配位也受溶液酸度的影响,溶液的ph值影响吸附范围。Ph=5.1附近,Co2+与壳聚糖的配位能力随ph值升高而增大,而Cd2+、Ni2+和Zn2+矛却有所下降。通过对壳聚糖吸附行为的研究表明:ph=6.0时,壳聚糠对Zn2+吸附量最大。壳聚糖吸附Co2+的ph值范围是5.0一10.0,最佳ph值是8.0, 壳聚糖对溶液中Ag+和部分Ag(NH)2+的吸附有较宽的ph值范围,当ph=6时,壳聚糖对流动相中的Ag+吸附量可以达到42mg/g。 2.在最佳ph值条件下一定浓度范围的溶液中,壳聚糖对溶液中金属离子的吸附行为一般符合Langmuir等温吸附或Freundlich等温吸附模式。研究壳聚糖吸附行为的特征,通过等温吸附线计算出壳聚糖对某金属离子的饱和吸附量及平衡常数,可作为判断某吸附剂是否适合吸附某金属离子的依据研究吸附平衡所需的时间,可进一步深人研究吸附的机理。 在最佳ph值时,壳聚糖及其衍生物对Cu2+ 、Zn2+ 、Hg2+、Au3+等金属等金属离子的吸附都符合Langmuir等温吸附式。壳聚糖对Co2+的吸附行为与壳聚糖吸附Cu2+ 、Zn2+时有明显不同,符合Freundlich吸附特征。 缪茜,孙静等,壳聚糖吸附剂研究,北京工业职业技术学院,2004.7 3. ph是影响吸附作用的最主要因素,多数研究者认为ph能够影响壳聚糖上活性位点的功能。重金属离子的吸附各不相同,甚至出现比表面积大的吸附能力低于比表面积小的特殊性。研究者认为,这可能是因为壳聚糖吸附剂是大分子吸附剂,对金属离子的吸附络合主要取决于分子链上的一NH2 ,又由于高聚物具有整链运动、链段运动、链节运动、侧基运动等特征,这些运动会影响壳聚糖粉末表面上的一NH2数目,粉末尺寸水平小者的表面上一NH2氏数目与尺寸水平大者表面上一NH2数目没有一定的函数关系,处于随机分布状态,从而得到上述 试验结果。 4. 甲壳素脱乙酞基制得的壳聚糖不溶于水,在浓无机酸和某些特殊溶剂中才能溶解。制备水溶性壳聚糖及其衍生物,引人其他功能性基团,改善它的溶解性及功能,拓宽其应用范围,是近几年研究开发甲壳素和壳聚糖的重要课题。目前国内较多采用含有羰基和羧基的醛类、羧酸类来对壳聚糖进行改性。 郭敏杰等,壳聚糖吸附重金属离子的研究进展,天津科技大学,2004. 羧甲基壳聚糖是壳聚糖经化学改性得到的水溶性衍生物,由于羧基的引人使其结合金属离子的能力大大提高。试验结果表明,羧基是吸附金属离子的NaNO2作解聚剂将壳聚糖解聚成水溶性壳聚糖进行锌离子的络合试验,探讨二者络合的条件及所形成的络合物的某些性质,结果表明,壳聚糖与锌离子有一定的络合能力。 5.在脱乙酰度为90% ,粘度为100 cP·s的壳聚糖吸附Cd2 +、Pb2 +、Cu2 +过程中,吸附效果与壳聚糖的用量、吸附时间、溶液pH值有关,这3种因素对壳聚糖吸附重金属的吸附率影响显著。。提出实验室条件下自制壳聚糖对Cd2 +、Pb2 +、Cu2 +的最佳吸附条件,即壳聚糖吸附Cd2 +的最佳条件:用量为10 g/L,吸附时间1 min,溶液pH = 8;吸附Pb2 + 用量为10g/L,吸附时间60 min,溶液pH = 6;吸附Cu2 +用量10 g/L,吸附时间1 min,溶液pH = 5,为含有Cd2 +、Pb2 +、Cu2 +重金属离子的工业废水的处理提供了小试基础,同时使得壳聚糖作为吸附剂新材料的应用有了进一步的发展。 6. 分别配置浓度为0 . 001 mol /L的Cd2 +、Pb2 +、C u2 +3种重金属离子溶液并稀释备用用原子吸收分光光度法进行测定并绘制它们的标准曲线。取一定量壳聚糖加入待吸附的含重金属离子的50 mL溶液中,在室温( 25 ℃)下振荡后过滤,用原子吸收分光光度法测定重金属的残留浓度。其吸附率的计算如下式:吸附率=C0 – C/C0×100 %式中: C0、C—吸附前后溶液中重金属离子的浓度。

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