壳聚糖及衍生物概述.

13.323
15
20
筛选出的1号复合酶，5h
筛选出的2号复合酶，5h
氨基葡萄糖及盐生物活性
1.舒缓因关节炎引起的疼痛、僵硬和肿胀 2.强化软骨结构，预防关节功能失效 3.润滑关节及维持关节功能
氨基葡萄糖盐酸盐药物
N-乙酰氨基葡萄糖
在临床上是治疗风湿性及类风湿性关节炎的 药物。它也可以作为食品抗氧化剂及婴幼儿 食品添加剂，糖尿病患者甜味剂。 主要用于临床增强人体免疫系统的功能，抑 制癌细胞或纤维细胞的过度生长，对癌症和 恶性肿癌起到抑制和治疗作用； 对于各种炎症，能起到有效的治疗，对骨关 节炎及关节疼痛也有治疗作用。
量壳聚糖不溶于水。可溶于乙酸水溶液。 壳聚糖分子量在十几到二十万左右。壳聚 糖无毒、可生物降解、生物相容性好。在 食品、医药、化妆品等方面应用前景广阔
壳聚糖在医药领域中的应用 药物活性成分 药物分离材料
药物制剂辅助材料 药物分散剂（表面活性剂）
二 壳聚糖及衍生物制备及生物活性
甲壳素和壳聚糖的提取和制备
大豆异黄酮-壳 聚糖-海藻酸钠 微囊
壳聚糖缓释制剂
各种壳聚糖基质缓释材料体系
壳聚糖微球的缓释机理
药物从壳聚糖微球体系 缓释主要有三种不同机 理： 从粒子表面缓释； 从溶胀的橡胶态基材扩 散；
从聚合物基材的溶蚀缓 释。
•壳聚糖表面大量亲水基团粘附蛋白质。
•壳聚糖本身糖苷键缓慢水解带动药物释放，表面积分子量影响释放速度。
壳聚糖化学改性
三、壳聚糖及衍生物在药物制剂中应用 1.膜剂 将壳聚糖无纺布、壳聚糖流涎膜、壳聚糖涂 层纱布等多种医用材料用于临床，其中用壳 聚糖醋酸溶液制成的壳聚糖无纺布透气透水 性能极佳，用于大面积的烧、烫伤、效果很 好。
良好的成膜性
粉剂
精制的壳聚糖细粉（150 μm）可用于制备 粉剂，能明显促进伤口愈合。难溶性药物如 灰黄霉素、苯妥英、苯巴比妥、及消炎痛等 与壳聚糖细粉共同研磨，可减少药物结晶颗 粒，提高其溶解性和生物利用度。
虾、蟹壳漂洗 脱碱、漂洗 脱钙及无机组 脱蛋白质及脂肪
水洗、烘干 水性、烘干
甲壳素产品
浓碱处理
壳聚糖产品
5
甲壳素的提取： 用4～6wt％的HCl溶液重复浸泡脱钙24h以上 去除矿物质；然后用NaOH溶液在115oC保温 6h，再通过离心和洗涤脱出蛋白质。除矿物 质和脱蛋白质的过程反复进行，直到除去所 有的无机物和蛋白质，得到甲壳素。 最终产物的乙酰度可能会比原料略低，因为 在处理过程中除去了部分乙酰基。
颗粒剂
用壳聚糖与相关药物制成颗粒剂，可改善口 服制剂在胃肠尤其在胃内的滞留时间，以提 高药物的生物利用率。如用壳聚糖与消炎痛 制成一种新型的缓释颗粒，含药50%，体外 溶出试验表明，药物释放是缓慢的，而且几 乎是完全的。
片剂
壳聚糖压片制成的片剂，可作咀嚼片、舌下 片或口腔粘膜片直接压片时的稀释剂 微囊剂
壳聚糖及衍生物的 应用
北京联合大学应用文理学院 林强 linqiang@buu.edu.cn
2015.4
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一. 壳聚糖的研究背景chitosan 壳聚糖是由海洋中虾壳、蟹壳中的 甲壳素，经过脱乙酰反应得到的天 然生物材料
壳聚糖的结构 （chitosan）、性质
OH O HO NH2
n
O
壳聚糖是含有氨基的多聚糖，一般高分子
11.410
0.000
-0.002 0 5 10
Minutes
8.726
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0
5
10
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氧化化法最佳工艺条件下的 产品４h
0.02
0.02
纤维素酶法最佳工艺条件下 的产品6h
Volts
Volts
0.01
0.01
13.318
0.00
0.00
0
5
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5
Байду номын сангаас10
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H2O2与纤维素酶联合降解产物
产品与原料的红外光谱图
壳寡糖凝胶色谱图
0.003 0.002
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复合酶法制备壳寡糖
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13.739 14.570
Volts
Volts
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•药物在壳聚糖凝胶内扩散速度明显慢于水溶液中。
壳聚糖负载环丙沙星微球
载药微球表面有 许多微孔，随着 LVF/CS增大， 微球表面逐渐被 药物所覆盖。
壳聚糖胶束
阿霉素纳米胶束自组装过程
壳聚糖纳米粒
纳米级聚合物粒子通常是指直径在10-500nm 的胶体粒子。
壳聚糖纳米粒
特点： 药物包封率高 稳定性强 释药时间长 活性组分(药物、生物活性材料等)通过溶解 和包覆位于粒子内部，或者通过吸附和附着 作用位于粒子表面。
H2O2与纤维素酶联合降解
在纤维素酶降解的后期向体系内引入H2O2 快速氧化降解,以提高反应速率、缩小产品 分子量分布宽度。 反应条件
纤维素酶降解时酶糖比0.2, pH4.6、50℃、时间为
3 h；
后续H2O2降解时用量为0. 8~1.0(ml/g)、75℃、时
间为1.5h，所得降解产物的平均分子量约为1500
低聚壳聚糖（壳寡糖）
由10个以下氨基葡萄糖聚合而成的低聚糖 生物活性： 1.提高免疫 2.抗氧化 3.抗肿瘤 4.调节肠道有益菌群
壳寡糖制备
1.化学讲解法 盐酸水解、双氧水氧化降解 2.酶水解 真菌发酵产生的壳聚糖酶，种类比较多，多 为内切酶。 混合酶 包括蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶复合酶。
酸降解和氧化降解由于产品相对分子质量分 布较宽、降解时间长或存在其它副反应等 缺点，而使其应用受到限制。 专一酶没有工业化生产，价格昂贵，非专一 性酶活性有限，产品分子流量相对较大。
四. 壳聚糖表面活性剂及应用
保湿、润肤 增稠、乳化、分散、胶体保护
壳聚糖
抑菌
抗静电、毛发柔顺 抗皱、美白 成膜、微囊化
.壳聚糖的改性
壳聚糖含有羟基和氨基能进行各种化学改性， 从而改变壳聚糖的性质，如增强抑菌性、 增加水溶性、增强保湿性、改善表面活性、 增加抗氧化活性、制备智能缓释材料，总 之通过壳聚糖改性能赋予壳聚糖多种强大 功能。
壳聚糖的制备
最常用的方法是异相反应。在强碱溶液（
40~50wt％NaOH）、135oC、氮气保护下反应3h 。
脱乙酰反应开始非常快，但是在反应完成以前
会减慢和停止。阻碍反应进行的原因是由于在 脱乙酰过程中，C3位上的乙酰基和羟基的重排 。
壳聚糖也可以由酶催化脱乙酰，这样能提高脱
乙酰度。但是对于酶的选择必须十分谨慎，因 为很多酶同时会降解高分子。