改性壳聚糖的研究进展及其应用前景

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壳聚糖的共混改性及应用研究进展

壳聚糖的共混改性及应用研究进展

壳聚糖的共混改性及应用研究进展摘要:本文介绍了通过共混对壳聚糖进行改性的研究新进展,主要讨论了壳聚糖与淀粉、葡甘聚糖、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺共混物在各个领域中的应用进展及发展前景。

关键词:壳聚糖共混改性研究进展一、前言甲壳素是从虾、昆虫等动物或是藻类等植物中提取出来的天然高分子聚合物,在自然状态下是乳白色的粘稠液体。

壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的降解产物,化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-β-D葡萄糖。

一般而言,N-乙酰基脱去55%以上就可称之为壳聚糖,它在水中和碱溶液中均不能溶解,但可溶于稀酸溶液,是一种天然的碱性多糖。

这种天然高分子由于具有生物相容性、安全性、微生物降解性等众多优良性能而在近几年成为热门的研究课题,并在纺织、环保、日化、医药、食品、化工、农业等众多领域得到广泛的应用[1]。

壳聚糖的制备原料廉价易得,环保无污染,独特的结构使其性能优良,具有很多潜在应用价值。

但由于它只能溶解于某些酸中这一特性,使其在应用方面大大受限,也影响研究工作的深入开展。

因此,对壳聚糖进行共混改性成为壳聚糖研究中广受关注的课题。

二、常用共混改性方法1.壳聚糖/淀粉的共混改性壳聚糖原材料易得、无毒环保、可生物降解,具有良好的成膜性。

淀粉廉价易得,可以制备透明膜材料,但是由于其强度低、易发霉、抗水性差等缺点而使用受限。

通过制备壳聚糖/淀粉共混膜可以进行取长补短,使其性能得到改进。

聂柳慧[2]等对共混膜中壳聚糖与淀粉的固含量比例进行研究,发现其固含量为1:1时,在常温下即可成膜,并且具有较高的膜相对透明性、柔韧性,壳聚糖-淀粉共混包装膜具有优于普通塑料薄膜的力学性能。

2.壳聚糖/葡甘聚糖的共混改性壳聚糖和羧甲基葡甘聚糖可以形成聚电解质复合物,在成膜过程中形成互穿网络结构。

唐汝培[3]等通过溶液共混法制备出壳聚糖-羧甲基葡甘聚糖共混膜,表现出良好的相容性,共混膜的力学性能随羧甲基葡甘聚糖含量的增加而得到明显的提高。

壳聚糖化学改性研究

壳聚糖化学改性研究

壳聚糖化学改性研究【摘要】壳聚糖是一种天然多糖甲壳素脱去乙酰基的产物,在日用化工,生物工程,水处理和医药,食品等领域应用广范,但它不溶于一般的有机溶剂,因而应用受限,所以壳聚糖的化学改性成为该材料研究的重要方向,本文概述了近几年的壳聚糖化学改性方面的研究情况,着重介绍化学修饰和发展动向。

【关键词】壳聚糖化学方法改性特殊材料衍生物修饰1 壳聚糖壳聚糖,是对甲壳素运用一定程度的脱乙酰化学反应而得到的产物,故称为脱乙酰甲壳素或甲大胺。

分子式(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-d-萄聚糖。

在海洋,湖泊动物,如虾、蟹的甲壳中大量存在,在一些动植物的细胞壁中亦广泛存在,是大自然第二大纤维素的来源。

壳聚糖是一类氨基多糖,有很多特殊的功能作用和广泛的用途。

其化学性质已开发出50余项专利,在美国专利文献巳超过200余篇。

而我国对壳聚糖开发利用较晚,研究不充分,在最近几年才对壳聚糖的研究利用予以重视。

国内外的许多资料表明,壳聚糖及其衍生物在纺织、印染、造纸、食品、医药、环保、化工等行业有着广阔的应用前景。

2 壳聚糖的主要性能2.1 壳聚糖在人体中的保健作用大幅降低体内胆固醇壳聚糖能吸附胆固醇的前驱物,吸附后直接排出体外,降低胆固醇。

抑制油脂吸收壳聚糖在消化道中降低脂肪吸收的过程主要方式为离子结合,被壳聚糖所吸附的脂肪不能为脂肪酶分解,而全部随粪便排出体外。

已成为发达国家减肥的热门商品。

控制血压上升壳聚糖可吸附食盐中的氯离子,然后排出体外。

从而对血压上升有所抑制。

改进小肠代谢功能壳聚糖对改善小肠的消化功能有极大地促进作用。

2.2 壳聚糖的其他生活应用用作增稠剂,增加冰淇淋、酱类的稠度。

用作防霉和保鲜,壳聚糖在食品防霉和保鲜上有很大作用。

用作液体澄清剂和除臭剂,壳聚糖可作为饮料等液体的澄清改良剂。

3 壳聚糖在医药中的应用缓释剂和药用膜用壳聚糖加工制作的消炎缓释胶囊,经动物试验,表明有较好的缓释效果,在酸性环境中减缓了功能药物的释放。

壳聚糖的改性研究

壳聚糖的改性研究

壳聚糖的改性研究壳聚糖及其衍是一种天然高分子,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、富集及其改性的方法,简单介绍了它们的应用领域。

壳聚糖具有许多独特的化学性质,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修饰与改性来制备性能独特的衍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就是葡萄糖胺聚合物,与纤维素相似。

但因多了一个胺基,具有正电荷,所以并使其性质较为开朗。

且因其生成分子融合键角度自然改变之故,对于小分子或元素可以出现HGPRT螳螂合作用。

根据甲壳素退乙酰化时的条件相同,壳聚糖的退乙酰度和分子量相同,壳聚糖的分子量通常在几十万左右。

但一般来说n-乙酰基脱下55%以上的就可以称作壳聚糖。

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、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。

由于壳聚糖吸附剂存有以上的优点,学者们对其天然的工艺已经存有了较为深入细致的研究。

李斌,崔慧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nm 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。

壳聚糖的改性研究进展及其应用

壳聚糖的改性研究进展及其应用

壳聚糖的改性研究进展及其应用壳聚糖是一种天然高分子材料,由于其具有良好的生物相容性、生物活性和生物降解性,因此在工业、生物医学等领域得到了广泛的应用。

然而,壳聚糖也存在一些不足之处,如水溶性差、稳定性低等,因此需要对壳聚糖进行改性研究,以提高其性能和应用范围。

壳聚糖的改性方法主要包括化学改性和物理改性。

化学改性是通过化学反应改变壳聚糖的分子结构,从而提高其性能。

例如,通过引入疏水基团可以改善壳聚糖的水溶性和生物相容性。

物理改性则是通过物理手段改变壳聚糖的形态、结构等因素,以达到提高性能的目的。

例如,通过球磨法可以制备壳聚糖纳米粒子,从而提高其在生物医学领域的应用效果。

目前,壳聚糖的改性研究已经取得了显著的进展。

然而,仍存在一些问题和挑战。

其中,如何保持壳聚糖的生物活性是改性过程中面临的重要问题。

改性后的壳聚糖可能会出现新的毒性问题,因此需要进行深入的毒性研究。

未来,随着壳聚糖改性技术的不断发展,相信这些问题将逐渐得到解决。

壳聚糖在工业、生物医学等领域有着广泛的应用。

在工业领域,壳聚糖可用于制备环保材料、化妆品添加剂、印染助剂等。

例如,通过接枝共聚将壳聚糖与聚丙烯酸制成高分子复合材料,可用于制备可生物降解的塑料袋等环保材料。

在生物医学领域,壳聚糖可用于药物传递、组织工程、生物传感器等方面。

例如,利用壳聚糖制备的药物载体能够实现药物的定向传递,提高药物的疗效并降低毒副作用。

在生物医学领域,壳聚糖还可用于组织工程。

通过将壳聚糖与胶原等生物活性物质结合,可以制备出具有良好生物相容性和生物活性的组织工程支架。

这些支架可为细胞生长提供适宜的微环境,促进组织的再生和修复。

壳聚糖还可用于制备生物传感器,用于检测生物分子和有害物质。

例如,将壳聚糖与酶或抗体结合制成生物传感器,可实现对血糖、胆固醇等生物分子和有害物质的快速、灵敏检测。

壳聚糖作为一种天然高分子材料,具有良好的生物相容性、生物活性和生物降解性,在工业、生物医学等领域得到了广泛的应用。

改性壳聚糖对重金属离子的吸附研究和应用进展_姚瑞华

改性壳聚糖对重金属离子的吸附研究和应用进展_姚瑞华

改性壳聚糖对重金属离子的吸附研究和应用进展*姚瑞华,孟范平,张龙军,马冬冬,亢小丹(中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室,青岛266100)摘要壳聚糖是一种来源广泛、无毒、易降解的天然高分子材料,其分子中的羟基和氨基等功能团能形成活泼的界面,可以与重金属离子进行螯合,发生吸附作用;通过对壳聚糖进行适当的改性,可以提高壳聚糖的物理稳定性,选择吸附性。

综述了采用交联、交联模板、羧甲基化、Schiff碱化、含氮、硫、磷等杂原子等方法对壳聚糖进行改性及其对重金属离子吸附的研究和应用进展。

关键词壳聚糖重金属离子吸附StudyandApplicationofAdsorptionofHeavyMetalIonsbyModifiedChitosanYAORuihua,MENGFanping,ZHANGLongjun,MADongdong,KANGXiaodan(KeyLabofMarineEnvironmentScienceandEcologyofMinistryofEducation,OceanUniversityofChina,Qingdao266100)AbstractChitosanisoneofthemostabundantnaturalpolymers,whichisnontoxic,biodegradable,andcanbechelatedwithheavymetalionbytheactiveinterfacewhichismadebychitosan'sfunctionalgroupssuchashydroxyl,aminegroups.Chitosan'sderivativeshavegoodstabilityandexcellentselectiveadsorbability.Inthispaper,therecentstudiesofitsderivativeswhicharepreparedbythemeansofcrosslinking,templatecrosslinking,carboxymethyderivatives,schiffbasederivatives,chitosanderivativescontaining,nitrogen,phosphorus,sulphurandothermethodsarereviewedmainlyontheirad-sorptionabilitiesformetalions.Keywordschitosan,heavymetalion,adsorption*山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目(No.BS03124)姚瑞华:男,1980年生,博士生,主要研究方向为水污染和控制技术Tel:0532-66781823E-mail:oucyrh@163.com孟范平:通讯联系人,男,1965年生,教授壳聚糖(Chitosan)是甲壳素(Chitin)在碱性条件下水解并脱去部分乙酰基后生成的衍生物,又名壳多糖、氨基多糖、甲壳糖等,化学名称为β-(1→4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖(图1)。

壳聚糖的改性研究进展及其应用

壳聚糖的改性研究进展及其应用

壳聚糖的改性研究进展及其应用王浩【摘要】Research progress of chitosan modification in recent years was reviewed.The applications of chitosan and its derivatives as new functional materials in medicine, environmental protection, textile, food, daily cosmetics and other fields were introduced.The development trend of the research and application of chitosan was prospected.%综述了近年来壳聚糖改性的研究进展,介绍了壳聚糖及其衍生物作为新型的功能材料在医药、环保、纺织、食品及日用化妆品等领域的应用,展望了壳聚糖研究应用的发展趋势.【期刊名称】《成都纺织高等专科学校学报》【年(卷),期】2017(034)001【总页数】8页(P187-194)【关键词】壳聚糖;改性;衍生物;应用【作者】王浩【作者单位】安徽农业大学轻纺工程与艺术学院,安徽合肥 230036【正文语种】中文【中图分类】TS102壳聚糖是自然界中含量仅次于纤维素的第二大丰富的生物多糖,主要来自于低等节肢类动物如虾、蟹、昆虫等外壳以及低等植物如藻类、菌类的细胞壁中。

壳聚糖是已知的唯一的天然碱性阳离子聚合物,具有优异的生物官能性、生物相容性、无毒、抗菌性和生物降解性等特点[1-2],已成为一个新型的生理功能材料而广泛应用于医药、环保、纺织、食品及化妆品行业等领域。

随着壳聚糖及其衍生物的研究工作不断深入广泛,其应用领域也随之不断扩展,有着巨大的潜在市场。

甲壳素由于其分子内、分子间强的氢键作用,构成紧密的晶态结构,其溶解性差,不溶于一般溶剂。

壳聚糖在医学领域的应用前景

壳聚糖在医学领域的应用前景

科学教育研究159壳聚糖在医学领域的应用前景张 潮 姜宇乘 李 冬 巩亚明 张沓文 崔琳琳摘 要:壳聚糖具有无毒,无害,化学稳定性好,生物形容性强等特点,是天然多糖中少见的带正电荷的高分子化合物。

多年来,壳聚糖及其衍生物一直是医药研发领域的热点之一,本文综述了壳聚糖及其衍生物在医用材料、抗菌材料、抗肿瘤、组织工程、药物载体、药物缓释等方面的应用研究。

简单介绍壳聚糖的制备方法并展望了其发展方向和发展前景。

关键词:壳聚糖 医学 应用壳聚糖(chitosan)是甲壳素的脱乙酰衍生物,是自然界中仅次于纤维素的天然生物高分子聚合物。

壳聚糖是自然界存在的惟一碱性多糖,它的胺基形成四级胺正离子可以和有弱碱性的阴离子交换作用,对金属离子有良好的螯合作用,是一种很有发展前景的天然高分子。

壳聚糖有很好的成膜性、通透性,并富有良好的生物相容性、可再生性、易化学修饰性等优越的性能,还具有抗癌、降脂、抗血凝、抗酸、抑菌、抗溃疡、增强免疫等生物活性,能够被广泛地应用于生物工程、医药、化学化工、食品等各个领域。

1、壳聚糖的研究现状 壳聚糖 ( Chitosan,CTS) 是天然类多糖甲壳素的重要衍生物,其化学结构为 1,4-2-氨基-2脱氧-β-D 葡萄糖,广泛存在于甲壳类动物如虾蟹及昆虫等的外壳以及许多低等植物如菌藻类的细胞壁中,是自然界中储量仅次于纤维素的最丰富的天然高分子材料。

壳聚糖是由甲壳素经脱乙酰化处理后得到。

壳聚糖分子结构中存在大量游离氨基,是天然多糖中少见的带正电荷的高分子化合物。

壳聚糖是一种高效的阳离子型絮凝剂,能有效地沉淀溶液中的有机物,并能抑制细菌生长发育,其净水效果优于活性炭。

甲壳素和壳聚糖有重要的生物活性,特别是壳聚糖大分子链上分布着许多氨基,还有部分N-乙酰基,这些基团的存在使壳聚糖表现出许多独特的化学性质,其溶解性能提高,反应活性增强。

壳聚糖作为易于降解的天然高分子材料,已在化妆品、纺织、印染、医药、食品、生物以及环保等众多领域内均有较广泛的用途。

壳聚糖改性技术的新进展烷基化、酰化以及接枝化改性

壳聚糖改性技术的新进展烷基化、酰化以及接枝化改性

壳聚糖改性技术的新进展烷基化、酰化以及接枝化改性一、本文概述壳聚糖,作为一种天然多糖,因其独特的生物相容性、生物降解性和低毒性等特性,在医药、食品、农业、环保等领域具有广泛的应用前景。

然而,壳聚糖本身的溶解性差、机械性能不足等问题限制了其进一步的应用。

为了改善壳聚糖的性能,拓宽其应用领域,科研工作者们一直致力于壳聚糖改性技术的研究。

本文旨在全面综述近年来壳聚糖改性技术的新进展,特别是烷基化、酰化以及接枝化改性等方面的研究动态和成果。

本文将介绍壳聚糖的基本结构和性质,为后续改性技术的研究提供基础。

随后,将重点讨论烷基化、酰化和接枝化等改性方法的原理、操作步骤及其在壳聚糖改性中的应用。

通过对比不同改性方法的优缺点,分析改性后壳聚糖的性能变化及其在各个领域的应用前景。

本文还将展望壳聚糖改性技术的发展趋势,以期为未来相关研究提供参考和借鉴。

二、壳聚糖的烷基化改性壳聚糖的烷基化改性是一种重要的化学修饰方法,通过引入烷基基团,可以改变壳聚糖的水溶性、生物相容性和生物活性等特性。

烷基化改性通常包括烷基醚化、烷基酯化和长链烷基化等。

烷基醚化是指将壳聚糖上的羟基与烷基卤代物或硫酸酯进行反应,生成烷基醚衍生物。

这种改性方法可以提高壳聚糖在有机溶剂中的溶解性,同时保留其生物相容性和生物活性。

常用的烷基卤代物包括溴代烷烃和氯代烷烃,而硫酸酯则可以通过硫酸与醇的反应制备。

烷基酯化则是将壳聚糖上的羟基与酸酐或酰氯进行反应,生成烷基酯衍生物。

这种改性方法可以增强壳聚糖的热稳定性和化学稳定性,同时赋予其新的功能。

常用的酸酐包括乙酸酐和丙酸酐,而酰氯则可以通过相应的羧酸与氯气反应制备。

长链烷基化则是将长链烷烃基团引入壳聚糖分子中,以增加其疏水性和生物相容性。

这种改性方法通常使用长链烷基卤代物或长链烷基硫酸酯作为反应试剂,通过取代反应将长链烷基基团连接到壳聚糖分子上。

长链烷基化的壳聚糖衍生物在药物载体、生物医用材料等领域具有广泛的应用前景。

壳聚糖改性技术的新进展_交联化_季铵盐化_羧基化改性及其低聚糖衍生物

壳聚糖改性技术的新进展_交联化_季铵盐化_羧基化改性及其低聚糖衍生物

壳聚糖改性技术的新进展Ò交联化、季铵盐化、羧基化改性及其低聚糖衍生物周天1,唐文琼1,沈青1,2*(1.东华大学高分子材料与工程系2.东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海200051)摘要:壳聚糖是一种新型高分子功能材料,自身具有优良的生物性能。

为克服其溶解性较差等缺陷,扩大其应用范围,常采用物理和化学的手段对壳聚糖改性,以改善其物理、化学性能。

本文是/壳聚糖改性技术的新进展Ñ0的下篇,将继续介绍2000年以来国内外关于壳聚糖物理和化学改性方面的最新研究进展,阐释改性途径以及对改性后所得衍生物的相关表征。

主要涉及到壳聚糖的交联化改性、季铵盐化改性、羧基化改性以及制备壳聚糖低聚糖衍生物等途径。

关键词:壳聚糖;改性;衍生物引言甲壳素(chitin)是甲壳类动物外壳的结构材料,在自然界中普遍存在,存在量仅次于纤维素。

其脱乙酰产物壳聚糖(chitosan)是一种无定形的半透明物质,无毒、无害、易生物降解,不污染环境,并且具有良好的吸附性、成膜性、吸湿性等特性。

然而壳聚糖的溶解性能较差,只能溶于某些稀酸,不溶于水、碱性溶液和大部分有机溶剂,这大大限制了壳聚糖的应用。

基于壳聚糖分子中存在着羟基和氨基的特征结构,可通过物理和化学改性的方法,引入化学基团以改善壳聚糖的物理和化学性质。

壳聚糖的改性技术主要是烷基化、羧基化、季铵盐化及接枝共聚和交联化等方式,而其低聚糖(寡糖)衍生物也有很好的应用价值。

本文将继续上篇5壳聚糖改性技术的新进展Ñ.烷基化、酰化以及接枝化改性6,介绍2000以来关于交联化、季铵盐化、羧基化改性以及制备壳聚糖低聚糖衍生物的相关报道,对近期壳聚糖改性技术的研究进展进行综述。

1交联化改性壳聚糖可通过与一些双官能团物质的交联反应,得到三维空间网状结构。

交联化产物性质稳定,一般不易溶解。

常用的交联剂包括乙醛等醛类物质、表氯醇和一些酸类物质及其衍生物。

111与醛类物质交联改性由于壳聚糖较易与二醛类物质发生交联反应,所以作者[1]以乙二醛为交联剂改性壳聚糖纤维,提高其机械性能,并通过实验讨论了乙二醛溶液浓度、pH值、反应时间、反应温度等因素的影响。

壳聚糖的化学改性及在食品工业中的应用研究 2

壳聚糖的化学改性及在食品工业中的应用研究 2

密级:编号:毕业论文题目壳聚糖的化学改性及在食品工业中的应用研究进展院(部)化学与工程学院专业名称化学姓名胡林坤指导教师姓名谭福能职称助教目录1 壳聚糖化学改性 ·········································································3页1.1 醚化反应 ················································································4页1.2 氧化反应 ················································································4页1.3 酰化反应 ················································································4页1.4 烷基化反应 ·············································································4页1.5 交联反应 ················································································5页1.6 接枝共聚反应 ··········································································5页1.7 季铵化反应 ·············································································5页1.8 壳聚糖和其他材料复合 ······························································6页2 壳聚糖在食品工业中的应用 ··························································6页2.1用于果蔬保 ··············································································6页2.2抑菌作用及应用 ········································································7页2.3生产保健食品 ···········································································7页2.4用于食品包装 ···········································································8页2.5 壳聚糖的在果酒中的作用 ···························································8页2.5.1 作为抗氧化剂 ········································································8页2.5.2 防止破败病 ···········································································8页2.5.3 作为澄清剂 ···········································································8页总结····························································································9页致谢····························································································9页参考文献···················································································· 10页壳聚糖的化学改性及在食品工业中的应用研究进展姓名:胡林坤指导老师:谭褔能(文山学院化学与工程学院化学教育663000)【摘要】扼要地介绍了壳聚糖的主要性质、结构。

改性壳聚糖吸附Cr(Ⅵ)的应用研究进展

改性壳聚糖吸附Cr(Ⅵ)的应用研究进展

mo d i f i e d c h i t o s a n i S a n e f f i c i e n t me t h o d f o r r e mo v i n g o f C r ( Ⅵ )i n wa s t e wa t e r .C h i t o s a n c a n b e c h e l a t e d wi t h C r ( V I )
实际 要 求 。C r ( V 1 ) 在 水溶 液 中主 要 以 C r 。 0 卜、 HC r Ol _、
C r 一 等 阴 离子 形 式 存 在 , 而一般有毒重金属 ( 如 P b 、 C d 、 Hg ) 则 以二价 阳离 子形式 存在 , 性与 对一般 重 金 属 离子 吸 附 的改 性 有 所 不 同。本 文 综 述
中 图分 类 号 : X 1 3 1 . 2 ; 06 3 6 . 1
文献 标 识 码 : A
Ad v a n c e s i n Ap p l i e d R e s e a r c h f o r Ad s o r p t i o n o f Mo d i f i e d C h i t o s a n T o wa r d C r ( Ⅵ)
g o o d s t a b i l i t y a n d h i g h a d s o r p t i o n c a p a c i t y .Th e r e c e n t s t u d i e s o n c h e mi c a l a n d c o mp o s i t e mo d i f i c a t i o n o f c h i t o s a n a r e
改性 壳聚糖 吸 附 C r ( V I ) 的应 用研 究进展 / g华 才等

壳聚糖在生物医学领域的应用潜力

壳聚糖在生物医学领域的应用潜力

壳聚糖在生物医学领域的应用潜力壳聚糖是一种天然高分子化合物,具有广泛的生物医学应用潜力。

它由葡萄糖和N-乙酰葡萄糖胺单元组成,具有生物相容性、生物可降解性、低毒性以及多功能性的特点。

这些优势使壳聚糖成为一种理想的生物医学材料,在组织工程、药物传递、医学诊断和临床治疗等领域得到广泛应用。

在组织工程领域,壳聚糖可以用于合成生物可降解的3D支架,用于细胞培养和组织工程修复。

壳聚糖支架可以提供一个理想的生物相容和生物仿生环境,有助于细胞的黏附、生长和分化。

研究表明,壳聚糖支架能够促进组织再生和修复,对骨、软骨、神经和皮肤等组织的修复具有潜在的临床应用价值。

另一个重要的应用领域是药物传递。

壳聚糖被广泛用作药物传递系统的载体。

它可以通过控制释放速率和改变粒径来实现药物的缓慢释放,从而提高药物的生物利用度。

壳聚糖纳米粒子还可以通过靶向修饰,将药物精确地送达到特定的细胞或组织,实现靶向治疗。

例如,壳聚糖包裹的化疗药物可靶向癌细胞,提高药物治疗效果,同时降低对健康细胞的毒性。

在医学诊断方面,壳聚糖可以作为造影剂来提高影像学检查的准确性。

与传统的造影剂相比,壳聚糖具有更好的生物相容性和生物降解性,减少了不必要的副作用和排斥反应。

此外,壳聚糖还可以被用作缓释探针,通过与特定细胞或分子的相互作用来检测和诊断疾病。

这项技术在癌症早期诊断和治疗监测等方面具有潜在的应用前景。

在临床治疗方面,壳聚糖可以用于制备各种生物医学材料,如伤口敷料、人工骨骼、软骨修复材料等。

壳聚糖材料具有良好的生物相容性和生物可降解性,可以促进伤口愈合、组织再生和修复。

此外,壳聚糖还可以被用作载药微粒,用于治疗局部炎症和感染。

这些壳聚糖基材料在临床上已经得到了广泛的应用,并取得了良好的治疗效果。

总的来说,壳聚糖在生物医学领域具有广泛的应用潜力。

它作为一种生物可降解、生物相容性好的高分子化合物,可以用于组织工程、药物传递、医学诊断和临床治疗等方面。

未来在壳聚糖材料的研究和开发中,还需要进一步深入研究其生物学特性、材料改性和应用性能等方面,以期实现更多的创新和应用价值。

壳聚糖改性与功能化研究进展

壳聚糖改性与功能化研究进展

壳聚糖改性与功能化研究进展壳聚糖是一种天然聚合物,广泛存在于生物体中,具有良好的生物相容性、生物降解性和生物活性等特点。

然而,纯天然的壳聚糖在应用过程中存在一些局限性,如溶解性差、机械性能差等。

因此,对壳聚糖进行改性与功能化研究,使其性能得到改善和提升,已成为当前研究的热点领域。

壳聚糖的改性方法可以分为物理改性和化学改性两大类。

物理改性主要是通过改变壳聚糖的物理状态、结构和形态来改善其性能。

例如,通过水热处理、高温烘干、超声波处理等方式可以改变壳聚糖的晶型结构和分子排列,从而改善其溶解性和生物活性。

此外,还可以通过纳米颗粒负载、复合材料制备等方法来改变壳聚糖的力学性能和稳定性。

物理改性的优点是操作简单、成本较低,但改性效果相对较弱。

化学改性是通过在壳聚糖分子结构中引入化学基团,改变其化学性质和结构来改善性能。

常见的化学改性方法有酸碱处理、烷基化、羟乙基化、醋酸酯化、磺酸化等。

这些方法可以改变壳聚糖的溶解性、稳定性、生物相容性、生物活性等多种性能。

同时,通过引入功能基团,还可以使壳聚糖具有柔软性、吸水性、抗菌性、渗透性等特殊功能。

化学改性的优点是改性效果明显、选择性较高,但操作复杂、成本较高。

壳聚糖改性后可应用于多个领域。

在医药领域,改性壳聚糖可用于药物传递系统、伤口愈合材料、骨修复材料等。

例如,通过改性壳聚糖制备的纳米粒子可用于药物的包封和控释,提高药物的稳定性和生物利用度。

在食品工业中,改性壳聚糖可用作乳化剂、稳定剂、抗氧化剂等。

在环境保护领域,改性壳聚糖可用于油水分离、废水处理、重金属离子吸附等。

此外,改性壳聚糖还可用于纺织、化妆品、农业等领域。

近年来,在壳聚糖的功能化研究中,生物活性成为一个重要的研究方向。

通过引入生物活性基团,如氨基酸、多肽、核酸等,使壳聚糖具有生物活性分子的特性。

这样的功能化壳聚糖在组织修复、细胞培养和生物传感等方面表现出良好的应用前景。

另外,纳米技术的发展也为壳聚糖的功能化提供了新的途径。

壳聚糖的改性及应用进展

壳聚糖的改性及应用进展

糖复合材料具 有 良好的 生物相容性 , 在食品 、 医药、 纺织等领域都有 潜在 的应用价值 。该文简述 了壳聚糖及 其 3种改性 方 法: 物理 共混、 化 学改性和水凝胶 , 分别介 绍 了不同改性 方法的应 用新进展 。 关键词 : 壳聚糖 ;物理共 混 ;化 学改性 ;水凝胶 ;应 用 中图分类号 : 06 2 9 . 1 2 文献标 识码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 — 2 0 4 X( 2 0 1 3 ) 0 3 — 0 0 9 7 — 0 2
Mo d i f i c a t i o n a n d Ap p l i c a t i o n o f Ch i t o s a n
C HE N Ga n g e t a 1 .( H u a s h u o T e c h . C o . L t d . ,Wu h a n ,Hu b e i 4 3 0 0 7 4 )
壳聚糖( c h i t o s a n ) 是 一 种来 源 丰 富 的环 境 友 好 型 生 物 高分 子 , 由 甲壳 素经 脱 乙酰作 用制 得 , 化学 名称 为 聚葡 萄糖 胺( 1 — 4 ) 一 2 一 氨基 一 1 3 一 D 葡萄 糖 , 分子 式为( c 6 H N O ) , 结 构式 见 图 1 。壳 聚糖 同时含 氨基 葡萄 糖 和 乙酰 氨基 葡 萄糖
同时纳米纤维降低了壳聚糖的结晶性能增加了其储能模量和玻璃化转变温度提高了热稳定性51yangh等制备了feo聚丙烯酸壳聚糖磁性复合材料并研究了其作为吸附剂在除去溶液中铜离子方面的应用结果表明加入聚丙烯酸可显著提高fe04壳聚糖材料的磁性和吸附能力
宁夏 农 林 科 技 ,N i n g x i a J o u r n a l o f A g , i . a n d F o r e s . S c i . & T e c h . 2 0 1 3 , 5 4 ( 0 3 ) : 9 7 — 9 8

壳聚糖的改性研究进展

壳聚糖的改性研究进展

壳聚糖的改性研究进展王艺旋;杨志伟;单天娇【摘要】壳聚糖是自然界含量仅次于纤维素的低毒、生物降解性好的天然高分子化合物,在工业领域有重要的应用价值.但由于其溶解性差,应用受到了一定限制.通过各种改性能提高壳聚糖的理化性质,使其应用范围进一步扩展.本文简单概述了改性壳聚糖的应用,重点综述了壳聚糖的改性方法,最后就壳聚糖改性中存在的问题进行探讨.【期刊名称】《合成技术及应用》【年(卷),期】2016(031)003【总页数】5页(P16-20)【关键词】壳聚糖;烷基化;酯化;交联;接枝;应用【作者】王艺旋;杨志伟;单天娇【作者单位】陕西理工大学化学与环境科学学院,陕西汉中 723000;陕西理工大学化学与环境科学学院,陕西汉中 723000;陕西理工大学化学与环境科学学院,陕西汉中 723000【正文语种】中文【中图分类】TQ321.2壳聚糖是自然界广泛存在的甲壳素经脱乙酰作用生成的结构为β-(1-4)-二氨基-D 葡萄糖的天然高分子,甲壳素的N-乙酰基脱去55%以上就可称为壳聚糖[1]。

壳聚糖(结构如图1所示)是一种无定型的半透明物质,结构单元与细胞外基质的多糖结构类似,可以通过表面侵蚀、酶降解、溶解等多种降解方式进行可控性降解,同时还具有很好的生物相容性、吸附性、成膜性、吸湿性、抵抗免疫反应性和抗菌性等,在造纸、纺织、制革、医药、工业废水处理、食品保健品等领域有着广泛的应用[2]。

壳聚糖溶解性较差(只溶于某些烯酸)是阻碍其进一步工业应用的关键因素,但壳聚糖结构中的羟基、乙酰氨基和氨基等官能团的存在为其改性提供了可能,可以利用烷基化、酯化、接枝、交联等方法改性壳聚糖来提高各项性能,拓宽其应用范围。

改性后的壳聚糖各项理化性质都得到了提高,继承了壳聚糖本体易降解的特性,属于环保型绿色工业助剂,主要集中应用在水处理、制革、造纸、纺织、食品及医药方面。

改性壳聚糖具有良好的絮凝和吸附性能,可广泛应用于工业废水的处理,在印染和焦化废水处理中,COD和色度的去除率均较理想,改性壳聚糖在工业水处理中最大的优势表现在对工业废水中重金属离子的吸附,能同时去除多种重金属离子,而且具有使用方便、毒性小、抗干扰能力强、性能稳定等优点,具有良好的应用前景[3-5]。

壳聚糖改性工艺的研究

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。

壳聚糖在药物缓释系统中的应用

壳聚糖在药物缓释系统中的应用

壳聚糖在药物缓释系统中的应用壳聚糖是一种多糖类化合物,由葡萄糖和壳聚糖酸组成。

它具有生物相容性、生物可降解性和低毒性等特性,因此在药物缓释系统中得到了广泛的应用。

本文将重点讨论壳聚糖在药物缓释系统中的应用。

1. 壳聚糖的特性壳聚糖具有多种优异特性,使其成为理想的药物缓释系统载体。

首先,壳聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性,可以在体内快速降解而无毒副作用。

其次,壳聚糖分子结构规整,具有较大的表面积和丰富的官能团,可以与药物分子进行多种相互作用,如静电相互作用、氢键或疏水作用。

最后,壳聚糖可以通过改变分子结构、分子量和孔结构等方法来调控其生物降解性和溶解度,以满足不同药物的缓释需求。

2. 壳聚糖作为药物缓释系统载体的应用壳聚糖可以作为药物缓释系统中的载体,实现药物缓慢释放,提高药物疗效和减少药物副作用。

壳聚糖的缓释机制主要有以下几种:2.1 壳聚糖微球缓释系统壳聚糖微球是一种常用的药物缓释系统。

通过控制微球的粒径、孔隙和组分,可以实现药物的缓慢释放。

在制备过程中,可以将药物直接包裹在壳聚糖微球中,或者将药物与壳聚糖交联形成复合微球,从而实现药物的稳定包埋和缓慢释放。

壳聚糖微球可以通过肠道给药、局部给药和靶向给药等方式实现药物的定向释放,减少剂量和频率。

2.2 壳聚糖薄膜缓释系统壳聚糖薄膜是一种新型的药物缓释系统,可以将药物包裹在壳聚糖薄膜中,形成壳聚糖-药物复合物。

壳聚糖薄膜具有较大的表面积和渗透性,可以实现药物的缓慢释放。

此外,壳聚糖薄膜还可以通过微孔调节药物的释放速度和释放行为,以满足不同药物的缓释需求。

2.3 壳聚糖纳米颗粒缓释系统壳聚糖纳米颗粒是一种新型的药物缓释系统,具有较小的粒径和较大的比表面积。

壳聚糖纳米颗粒可以通过改变壳聚糖和药物的质量比、表面修饰和包覆技术等方式来调控药物的缓释性能。

此外,壳聚糖纳米颗粒还可以通过改变药物在颗粒内的位置,实现药物的逐渐释放和稳定性控制。

3. 壳聚糖在药物缓释系统中的优势和挑战壳聚糖作为药物缓释系统的载体具有许多优势。

壳聚糖的改性及其抗菌性能研究进展

壳聚糖的改性及其抗菌性能研究进展

壳聚糖的改性及其抗菌性能研究进展发布时间:2021-01-20T06:24:10.737Z 来源:《中国科技人才》2021年第2期作者:徐杰陈婷婷[导读] 壳聚糖又称脱乙酰甲壳素,可以通过简单的脱乙酰化过程从甲壳质中提取,化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨-B-D葡萄糖,分子式为(C6H11NO4)n。

青岛即发新材料有限公司山东省青岛市 266200摘要:作为一种可吸收降解的环境友好型生物高分子,壳聚糖被认为是最有效的抗菌生物聚合物之一。

特殊的功能和结构使壳聚糖在生物医学材料和食品等领域具有潜在的应用价值。

但是壳聚糖的水溶性极差,也不溶于碱溶液和大多数有机溶剂,因此其应用受到限制。

为改善壳聚糖的溶解性,可对其进行改性。

壳聚糖改性方法包括物理改性、化学改性和复合改性,化学改性主要有烷基化、酰基化、醚化、席夫碱化及接枝共聚等方法。

介绍了壳聚糖的抗菌原理及改性研究进展,并展望了其未来的发展前景。

关键词:壳聚糖;改性;抗菌性能;研究进展引言壳聚糖又称脱乙酰甲壳素,可以通过简单的脱乙酰化过程从甲壳质中提取,化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨-B-D葡萄糖,分子式为(C6H11NO4)n。

壳聚糖具有无毒、优异的抗菌活性、生物降解性和生物相容特性,广泛用于生物医学作为药物载体、抗菌剂、抗氧化剂、抗肿瘤和伤口敷料剂。

虽然壳聚糖中含有游离的氨基,但其只能溶于各类稀酸中,并且氨基和羟基之间较强的氢键使壳聚糖溶液的黏度比较高,因此其应用受到极大限制。

壳聚糖中含有的—OH和—NH2具有一定的化学活性,因此在保证其优点的同时,可对其进行化学改性或通过与其他高聚物进行接枝共聚等方法改善其水溶性。

1壳聚糖的抗菌原理(1)取决于壳聚糖的胺基(NH+2)正电荷与各种微生物细胞壁上的负电荷之间的静电相互作用,这样会阻碍细菌汲取营养物质以及代谢产物的排出,同时会使细胞壁和细胞膜上的负电荷分布不均匀,进而破坏细胞壁生长的平衡性,从而达到抑菌和杀菌的效果;(2)壳聚糖在进入细胞后,会与细胞内带阴离子的物质结合,以及与脱氧核糖核酸(DNA)反应生成稳定的复合物,破坏了DNA聚合酶或核糖核酸(RNA)的合成,进而会破坏细胞正常的生理活性,从而杀灭细菌,起到抗菌作用;(3)归因于壳聚糖对Ca2+、Mg2+和Zn2+等金属离子的螯合能力,这些金属离子是微生物生长代谢所需的重要组分,如革兰氏阳性细菌中孢子的形成。

改性壳聚糖的研究进展

改性壳聚糖的研究进展
菌、 杀菌 作 用 , 防 止 伤 口二 次 感 染 , 进 伤 口 可 促 愈合 。
12 酯 化 反 应 .
壳 聚糖 的羧烷基 化反应是 用 氯代烷 酸或 乙醛 酸, 在壳 聚糖 的 6一羟基 或 氨 基 上 引 入 羧 烷 基 基 团 。其 中 , 甲基 化 反应 研 究 的较 多 。由 于壳 聚 羧 糖 结 构 中存 在 羟 基 和氨 基 , 因此 , 在 0或 N上 可 发 生羧烷 基化 反应 , 相 应 产物 分 别 为 0一羧 烷 其 基壳 聚糖 、 Ⅳ一羧烷基 壳 聚糖 或 0, N一羧烷 基 壳
聚糖 。 11 1 O 一羧 烷 基 化 反 应 ..
壳聚糖 的羟基可 与一些 含氧无机 酸发 生酯 化
反应, 生成 有 机 酯类 衍 生 物 。常用 的无 机 酸 有 硫 酸 和磷酸 。
12 1 硫 酸 酯 化 ..
硫酸酯 化反 应 通 常发 生 在 羟基 上 , 基 上 也 氨 可 进 行 。 硫 酸 酯 化 试 剂 主 要 有 浓 HS 0 、
壳 聚 糖 的 方 法和 产 物 特 性 , 改 性 壳 聚 糖在 医药 、 及 工业 废 水 处 理 和 食 品工 业 等 领 域 的 应 用 。 关键词 壳 聚糖 化学改性 应用 进 展
甲壳素在 自然界 中储 量非 常 丰 富 , 泛存 在 广
于虾 、 和 昆虫 的外 壳及 藻 类 、 蟹 菌类 的细胞 壁 中, 是 世 界 上 除 纤 维 素 外 含 量 最 丰 富 的 多 糖 类 物 质 l 。甲 壳 素 的 化 学 结 构 与纤 维 素 相 似 , 由 1 J 是
3 4


8卷 第 8期
ADVANCES I FI N NE P ETROCHEM I CAL S

壳聚糖的改性及作为生物材料的应用研究

壳聚糖的改性及作为生物材料的应用研究

第24卷 第2期V ol 124 N o 12材 料 科 学 与 工 程 学 报Journal of Materials Science &Engineering总第100期Apr.2006文章编号:167322812(2006)022*******壳聚糖的改性及作为生物材料的应用研究李东旭,耿燕丽(南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210009) 【摘 要】 本文介绍了近年来国内外对壳聚糖改性的多种方法,以及接枝共聚;并简单介绍了壳聚糖作为生物材料的应用研究概况。

【关键词】 壳聚糖;改性;接枝共聚;生物材料中图分类号:T Q314.1 文献标识码:AModification of Chitosan and its Application Study for Biom aterialsLI Dong 2xu ,GENG Yan 2li(Materials Science and E ngineering college of N anjing U niversity of T echnology ,N anjing 210009,China)【Abstract 】 In this article ,several methods about m odification of chitosan both here and abroad were introduced as well as graftcopolymerization.Otherwise ,application study of chitosan for biomaterial was als o introduced briefly.【K ey w ords 】 chitosan ;m odification ;graft copolymerization ;biomaterial收稿日期:2005204218;修订日期:2005206221基金项目:江苏省研究生创新基金资助项目:国家“973”资助项目(2001C B610703)作者简介:李东旭,男,教授,E 2mail :d ongxuli @.1 概 述壳聚糖(chitosan )为甲壳素N 2脱乙酰基所得的产物,在天然高分子中的含量仅次于纤维素。

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