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
独特性能的产品。
2壳聚糖及其衍生物的应用
2.1壳聚糖作为生物医用材料的应用
壳聚糖可作为外科手术可吸收缝合线，具有高强度、易打结、韧性好的机械性能和促进伤口愈合、抗溃疡等药理作用。据报道，临床应用壳聚糖缝合线效果良好，无过敏、刺激、炎症等现象，并有消炎、促进伤口愈合和愈合后伤口平滑等优点。壳聚糖具有止血作用，精制的壳聚糖细粉可明显地促进伤口愈合。用甲壳素和壳聚糖制成的薄膜，或和其它纤维如棉花、纤维素等共混做成的无纺布可作为良好的创伤敷料，用于烧伤、植皮等部位的创面保护。壳聚糖还可以作为组织修复材料，以其固定肝素、硫酸软骨素和葡聚糖等，可以有效地刺激硬组织尤其是骨组织的恢复和再生。制备了加人血小板生长因子的壳聚糖/磷酸钙海绵。体外骨成纤维细胞培养实验结果显示，细胞在海绵体基质中贴附、分化以及生长状况良好，具备诱导新骨生成的作用。
2.2壳聚糖在药物缓控释领域的应用
壳聚糖微球是目前应用较多的药物缓释形式，根据制备原理及结构的不同可分为以下几类：
1、通过乳化交联技术制备的糖或脂质覆盖的交联壳聚糖微球。这类微球最早用于5-氟尿嘧啶的输送。其基本方法与原理是将药物分散于壳聚糖醋酸溶液中，与含表面活性剂的液体石蜡超声分散均匀后，
再用戊二醛、甲醛等乳化交联便可制成；
2、壳聚糖明胶网络多聚物微球，药物的释放实验结果显示：杂交多聚物网状结构具有pH依赖的药物释放行为。可通过改变微球的组成和壳聚糖脱乙酰度来控制药物的释放率；
3、壳聚糖褐藻酸钙微囊。壳聚糖具有氨基，可以与褐藻酸钠（聚阴离子）通过静电相互作用，在褐藻酸钠微囊表面复合一层聚电解质半透膜，从而提高微囊的稳定性和载药量，并可调节药物释放速度；
4、壳聚糖多孔微球。将壳聚糖溶于醋酸，用压缩的气泡向这种溶液吹入NaOH，NaOH甲醇或乙胺溶液凝聚层液滴。接着用热水和冷水过滤冲洗，得到壳聚糖多孔微球。有研究者制备了氨比西林和各种甾类激素的口服多孔壳聚糖微球，药物从这种壳聚糖载体中的释放是可以控制的，一般其在pH 1~2时的释放率高于pH 7.2~7.4。
近年来，壳聚糖纳米球的应用也开始吸引研究者的广泛注意。纳米球的应用包括以下几个方面：
1、多肽及蛋白类药物载体，由于形成壳聚糖纳米球的条件比较温和，这种药物运载系统适合于对环境比较敏感的大分子，如牛血清白蛋白、破伤风类毒素、白喉类毒素和胰岛素等。应晓英等利用溶剂扩散法制备了含胰岛素的壳聚糖纳米粒子。将含胰岛素的壳聚糖醋酸溶液滴加到乙醇和Span85的合溶液中，随后经离心、水超声处理得到纳米粒子，其粒径分布较窄。放射免疫法测得的胰岛素包封率达72.6%。壳聚糖及其衍生物能够有效的抑制酶的活性，可保护胰岛素避免生物体酶的破坏，提高生物利用度，并具有缓释作用。
2、难溶性抗肿瘤药物载体，Lee等利用自组装的方法制备了脱氧胆汁酸改性壳糖纳米胶束，包载阿霉素后的载药量可达49.6%,粒径随着载药量的增加而增大。目前所包覆的抗肿瘤疏水性药物主要有：紫杉醇、喜树碱、阿霉素、顺铂等，对这些药物的增容性有很大的改善，提高了癌症的治疗效果，并且降低了副作用。
3、基因载体，2001年Mao等利用复凝聚技术制备了壳聚糖-DNA 纳米粒子，并且确定了DNA及壳聚糖的浓度、分子量、温度、缓冲液pH等因素对粒径尺寸及分散性的影响，结果发现壳聚糖-DNA纳米粒子在一定程度上能延缓核酸酶降解质粒DNA。
4、纳米探针，将壳聚糖制备成水溶性纳米胶束粒子，其内核为疏水性基团，利用其疏水性内核将量子点、氧化铁纳米晶、钆等包覆在胶束内核中。这样就制备了生物相容应医用纳米探针，为癌症的诊断及早期治疗提供了重要手段，有着广泛的应用前景。
此外，壳聚糖在缓释片剂、缓释膜剂中也有一定的应用。以壳聚糖作为骨架材料，利用壳聚糖在酸性介质中溶胀成凝胶的性质，可以作为缓释、控释片剂的骨架材料，可制备难溶性药物的亲水凝胶骨架片。用壳聚糖制备片剂包衣，或者再加入多聚合磷酸盐制成电解质复合包衣，能够达到缓释的目的。总之，关于壳聚糖的研究将会越来越深入，越来越广泛。
3已有的壳聚糖改性方法
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。而对壳聚糖的改性主要有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，甚至是独特性能的产品。下面具体介绍一些壳聚糖改性的方法及实验过程。
3.1羧甲基化壳聚糖的制备
羧甲基壳聚糖是壳聚糖改性中研究相对较早的方法，通过对壳聚糖上的羟基或者氨基进行羧甲基化，制备了水溶性较好的羧甲基化壳聚糖，这种壳聚糖由于具有良好的水溶性和生物相容性，因而使壳聚糖的应用有很大提高。但这种方法也有缺点，第一，选择性不高，不能特定的制备氨基羧甲基化或羟基羧甲基化，对进一步修饰改性造成了困难。第二，制备的壳聚糖只具有水溶性，性质单一，不能进行两亲性纳米粒子的制备与应用，限制了它的应用范围。当然如果不是单纯的羧甲基化将有很大用处。例如在羧甲基化之前进行烷基化或peg 化，这些在其它的科学工作中有所改进。
聚糖的梭甲基化反应示意如下。在250ml三颈瓶中加入5g壳聚糖粉末和50ml异丙醇，在温度为30℃的水浴中搅拌，使壳聚糖均匀分散在异丙醇中，然后加入50%的NaOH溶液33ml，继续搅拌1h，，使壳聚糖碱化。碱化结束后，滴加氯乙酸溶液(30g氯乙酸加50ml异丙醇溶液)，滴加完毕，水浴升温至70℃，恒温搅拌反应90min。然
后冷却反应体系，去掉上层，取下层水相，加100ml，蒸馏水，稀释下层糊浆液必要时搅拌，然后用稀中和pH7.0为左右，离心沉淀出来未参加反应的壳聚糖，用无水乙醇沉淀上层清夜得到梭甲基壳聚糖.
图2羧甲基壳聚糖的制备
3.2非均相反应制备叶酸偶联壳聚糖
叶酸（Folic acid）维生素B复合体之一，相当于蝶酰谷氨酸（pteroylglutamic acid，PGA），是米切尔（H．K．Mitchell，1941）从菠菜叶中提取纯化的，故而命名为叶酸。有促进骨髓中幼细胞成熟的作用，人类如缺乏叶酸可引起巨红细胞性贫血以及白细胞减少症，对孕妇尤其重要。而医学研究表明叶酸具有抗肿瘤作用和靶向癌细胞作用，能够使肿瘤细胞凋亡，那么这种叶酸偶联的壳聚糖将具有很好的抗癌、靶向癌症的的作用，具有很好的应用前景。
称20mg壳聚糖（Mw=50kDa）悬浮于5mL无水DMSO中，磁力搅拌下逐滴滴入叶酸活性醋的DMSO溶液，在适当温度卜反应一定时间，反应停止后，过滤。用蒸馏水洗涤数次。将其溶解于2%醋酸溶液中，低速离心后取其上清液，用SepHadex G-10葡聚糖凝胶柱进行分离，以2%醋酸溶液为流动相进行洗脱，流速为1. 5mL/min 。在363nm波长处监测洗脱过程，收集流出的第一个峰。冷冻干燥后
各用。反应路线见图
图3叶酸偶连壳聚糖的制备
3.3长链卤代烷法制备烷基化壳聚糖
壳聚糖由于其大量的氨基的作用，存在着很强的分子内氢键作用，因此壳聚糖具有很强的结晶性能，这使得壳聚糖的水溶性大大降低，那么增加壳聚糖水溶性之一的方法就是破坏其中的大量氢键。通过给氨基上连接烷基链，一方面取代了部分氨基，降低了氢键数量，另一方面，烷基链的存在增加了氨基之间的相互作用距离，这也降低了氢键的相互作用，这些都是得烷基化壳聚糖的结晶性下降，溶解性增加。而且由于壳聚糖糖环本省就具有亲水性，这样还使得壳聚糖具有了两亲性，能够制备壳聚糖纳米胶束。以下为相关工作示例：准确称量壳聚糖1.0 g KOH 1.5 ~2.5 g异丙醇12 ml置于100 ml三
口瓶中搅拌并平稳升温至40 ~60℃下并恒温0.5 ~2 h以使壳聚糖碱化碱化结束后在规定的反应温度下缓慢滴加一定量的卤代烷，并同时控制恒温反应时间在4 ~10 h后停止反应此时壳聚糖已经从白色粉末变成黄色粉末并有少量产物会粘附在三口瓶的瓶壁上往三口瓶中添加20ml甲醇可将产物洗出，然后用稀盐酸中和体系pH值至中性再往体系中添加10ml丙酮以使烷基壳聚糖能充分从体系中析出然后将混合体系充分静置沉淀后过滤再用丙酮和乙醚反复洗涤所得固体粉末产物以除掉多余的有机杂质和卤代烷然后烘干即的烷基化壳聚糖的粗制品。
烷基化壳聚糖的粗制品中含有大量的无机盐KCl，KCl的存在将影响后续的测试以及性能研究将干燥好的烷基化壳聚糖粗制品装入截留分子量为6000透析袋中，将透析袋密封后置于盛有200 ml去离子水的烧杯中在磁力搅拌下动态透析24小时，在透析的过程中每隔4小时换一次去离子水，最后用滴加1%AgNO3水溶液来确定混杂在烷基壳聚糖中的KCl是否已经除尽，将已除掉KCl的烷基壳聚糖真空干燥后，即得到精制的产品。
3.4西弗碱还原法制备烷基化壳聚糖
吸附键还原法是利用壳聚糖碳环上的氨基和端基为醛基的长碳链在室温下反应24~~48小时以形成西弗碱，然后再用还原剂将形成的西弗碱还原，及制备了N-烷基化壳聚糖衍生物。西弗碱的结构式如下：
图4：西弗碱结构式
即醛酮与伯胺（RNH2）生成含碳氮双键的亚胺：
R2C=O + R'NH2 ——R2C=NR' + H2O
R、R’都是脂肪族烃基的亚胺不稳定。R、R’其中一个为芳基的亚胺为稳定的晶体，由于平衡偏右，制备相对容易。
N -辛基壳聚糖的制备(OCS): 壳聚糖( 12 g, 0 . 07 mol, 26, 500 D ) 和正辛醛( 34 . 0mL , 0 . 37 mol)加入到250 mL 甲醇中, 30 ℃搅拌12 h 后, 分批加入KBH4 (共计6 g/60 mL ) ,搅拌过夜, 过滤, 用水和热甲醇反复洗涤滤饼,50 ℃真空干燥, 得到淡黄色粉末11 . 3 g。同法制备不同取代度的N -癸基壳聚糖(DCS)和N -十二烷基壳聚糖(LCS)。反应流程如下图所示：
图5：烷基化壳聚糖制备流程
在较早的文献中还有工作者制备了甲醛、乙醛、丁醛、戊醛、己
醛同壳聚糖反应所得到的烷基化壳聚糖。（Meihuaxin，MingchunLi，康德要等）并且对烷基化壳聚糖的理化性质进行了相应的表征，通过xrd、dsc表争了器结晶性与热性能，通过红外和核磁表争了其化学结构。这些工作为以后壳聚糖的改性有很大帮助。
图6壳聚糖及烷基化壳聚糖的分子模型
3.5生物素化壳聚糖的制备
生物素是功能性生物分子，有的具有生物靶向性，这样为了制备壳聚糖靶向的纳米粒子，人们就尝试将生物素分子链接到壳聚糖上，这样就可以制备靶向性的生物素化壳聚糖。下面为制备生物素化壳聚糖的一例。
取0.30% CS溶液10 mL,调节pH 值至6.5, 将Sulfo- NHS- bi otin 12 mg溶于2 mL去离子水中, 搅拌下滴加至CS溶液中, 滴加
完毕后继续搅拌24 h, 用分子截止量为8 000的透析袋进行多次透析, 除去残留的小分子化合物; 测定透析袋中bi otin含量, 确定透析次数。
3.6西弗碱还原法制备多样性壳聚糖衍生物
同刚才提到的制备烷基化壳聚糖的方法一样，同样可以制备其它功能性的壳聚糖。只不过我们在制备中所需要的功能性分子将有所扩展，科学工作者将目标放在了功能更多的分子上，这些分子只要末端具有醛基，那么在合适的条件下，它就可以同壳聚糖上的氨基反应，形成西弗碱。这些功能性分子可以是上边提到的烷基醛、生物素、peg-ald、芳香醛等等，可以说只要它具有特定的活性醛基，它就可以同壳聚糖反应，这大大扩展了壳聚糖改性的多样性，使壳聚糖具有更为广阔的应用领域。如下所示为壳聚糖的一个简单示例，R基德不同，就制备了不同的壳聚糖。
图7多样化壳聚糖的制备
3.7烷基化两亲性壳聚糖的制备
烷基化两亲性壳聚糖的制备首先采用西弗碱还原法制备一系列烷
基化壳聚糖，然后利用壳聚糖上剩余的氨基介入其它功能性分子如peg，这样就制备了生物相容性更好的两亲性壳聚糖。另外还可以将羟基羧甲基化或者磺酸化。下面为张灿等人制备的辛基化peg化两亲性壳聚糖。
1 .N-单甲氧基聚乙二醇壳聚糖(mPEGC) 的合成
壳聚糖( 1 . 0 g, 6 mmo l 单糖残基, 5 . 4mmo l伯氨基)溶于20 mL 甲醇和40 mL 2%醋酸水溶液组成的混合溶剂中。mPEGCHO 2000(5 .
54 g, 2 . 79mmo l, 约1 . 5mmo l 醛基)。混合上述两种溶液, 用1 mo l/L 氢氧化钠调pH 为6 . 5, 然后滴加N aCNBH3 (0 . 952 g, 15 mmo/ l)水溶液14mL。室温搅拌12 h 后, 反应液用半透膜(截留分子量为10000)透析, 以0 . 05 mol/ L氢氧化钠(20 L×4)为介质透析2 d, 再以蒸馏水(20 L×4)透析2 d。所得高分子溶液减压浓缩后冻干, 得到的固体用丙酮(200 mL ×2)洗涤, 40 ℃真空干燥, 制得mPEGC2000M
1 . 26 g(分别用L、M、H 表示mPEG 的低、中、高取代度)。
2.N-单甲氧基聚乙二醇壳聚糖-N-辛基壳聚糖(mPEGOC)的合成
mPEGC2000M (0 . 5 g)溶于1%盐酸, 然后用1 mo l? L 氢氧化钠溶液调中性, 再依次加入50 mL 甲醇和辛醛(1 . 6 mL , 10 . 3 mmol) , 室温搅拌48 h 后分批加入KBH4 (1 . 67 g, 30 . 9mmol) , 继续搅拌24 h, 1mol/ L 盐酸调中性, 所得混合物减压浓缩, 其间用乙醇(100 mL ×3)带水, 100mL 乙醚加入所得残渣中, 剧烈搅拌2h, 过滤并用乙醚洗涤滤饼3 次, 50 ℃真空干燥, 制得mPEGOC2000M (含无机盐) 4 . 40g。
3.N-单甲氧基聚乙二醇壳聚糖-N-辛基-O-磺酸基壳聚糖(mPEGOSC)的合成
图8辛基化peg化两亲性壳聚糖制备流程
冰水浴搅拌下氯磺酸(4 mL , 60 mmo l)滴加到DM F (25mL )中, 升温至40 ℃, 加入mPE2GOC2000M (4 . 40 g, 含无机盐)后搅拌反应10h, 然后冰水浴下用20% 氢氧化钠中和, 过滤,滤液用半透膜(截流分子量为10000)透析3 d,透析介质为蒸馏水(20 L ×6) , 透析液减压浓缩、冻干, 制得mPEGO SC2000M 0 . 487。
3.8壳聚糖的氧化开环
壳聚糖同一般的纤维素一样，可以利用高碘酸将糖环氧化打开，这样可以大大的改善壳聚糖的理化性质。高碘酸跟进攻糖环，将糖环氧化成两个醛基，这两个醛基有着很大的用处，可以发生很多功能性反应，这就提高了壳聚糖的应用范围。
图9壳聚糖高碘酸氧化开环反应示意图
Inger M. N. Vold and Bjn E. Christensen等人的研究表明，壳聚糖高碘酸氧化开环具有以下特点：壳聚糖只能部分的氧化开环，且开环比率最多为0.5；在氧化的过程中存在着壳聚糖分子量的降解，且从开始到最后，分子链的降解消耗了过量的高碘酸；研究表明只有脱乙酰化的糖环才能被氧化开环，且脱乙酰度同氧化的速率、反应程度、降解速率与成度有着很大关系。
3.9亚油酸/聚苹果酸双接枝壳聚糖
一种亚油酸/聚苹果酸双接枝壳聚糖(LMC)，将亚油酸作为疏水组分、聚苹果酸作为亲水组分接枝至壳聚糖上，以期获得可在水中自组装形成纳米粒的新型两亲性壳聚糖衍生物。以D，L一天冬氨酸为起始单体，采用内酷开环聚合法，以乳酸为引发剂，合成一种含乳酸末端的
聚苹果酸节酷(PMLABZ);以甲基磺酸为溶剂，酞氯法活化亚油酸和聚苹果酸节酷，使其与壳聚糖的经基以醋键连接或与氨基以酸胺键连接，制备LMC.
4壳聚糖药物纳米粒子
4.1紫杉醇壳聚糖纳米粒子
紫杉醇（paclitaxel，TAX），分子式：C47H51NO14，分子量：853.90，化学名称：5β，20-环氧-1，2α，4，7β，10β，13α-六羟基紫杉烷-11-烯-9-酮-4，10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13-[(2′R,3′S) -N-苯甲酰-3′-苯基异丝氨酸酯]，化学结构如图10。
图10紫杉醇结构式
紫杉早是从短叶红豆杉( Taxus brevifolia) 的树皮中分离出的化学结构新颖、作用机理独特的新型抗肿瘤活性成分,主要用于治疗转移性卵巢癌和乳腺癌,被誉为90 年代国际上抗癌药三大成就之一，是目前临床一线化疗药物，1992 年12 月29 日美国FDA 正式批准用于晚期卵巢癌、肺癌、子宫癌的治疗，它是经FDA 认证，目前最好的天然抗癌药物之一，是治卵巢癌、乳腺癌的首选药物，对白血病、肺癌、脑癌、直肠癌等疗效也显著。由于紫杉醇水溶性差，市售紫杉醇注射液采用聚氧乙烯蓖麻油等辅料以增加其溶解性，聚氧乙烯
蓖麻油，有(中性) 粒细胞减少等剂量限制性毒性和骨髓抑制、室性心律不齐等毒副作用，并可引起严重的过敏反应，因此临床应用受到限制。解决紫杉醇用药时的溶解性问题成为当前关键问题之一。
紫杉醇溶解性的解决
随着药物学研究和生物纳米科学的发展，目前已有各种高分子材料和无机材料用于载体药物的研究，材料的选择必须满足于组织、血液、免疫等生物兼容性的要求。载体对药物吸附，包裹和键合，通过载体药物进入人体，使药物在释放部位、速度和方式等具有选择性和可控性，实现药物的缓释和靶向传输，从而更好的发挥药物疗效。脂质体作为载体是一个研究热点。
脂质体作为载体具有以下特点：脂质体进入体内被生物降解，不会在体内积累，免疫原性小、无毒；可包埋运载水溶性和脂溶性药物，使药物缓慢释放，药效持续时间长；脂质体通过细胞内吞和融合作用，可直接将药物送入细胞内，减少不良反应；脂质体是两性分子的集合，它的大小、电荷、成分和分子结构容易控制。传统脂质体( liposomes)是一种由排列有序的脂质双分子层组成的多层微囊，具有类似生物膜双分子层的近晶型液晶结构，大小通常为几十纳米到几十微米，目前广泛应用于递送蛋白质、基因及抗菌抗肿瘤药物等。传统脂质体通过细胞内吞和融合作用，可将药物送入细胞内，它是一种定向的靶向给药载体，是无副作用或减少副作用的释药体系，脂质体与细胞亲和力强，能增强被包封的药物透过细胞的能力，可使药物集中在病灶处，提高药物的疗效。脂质体纳米粒的粒径分布一般在80～
300nm，相较适合的脂质体粒径100 nm左右，其被单核吞噬细胞系统截流的量最少，血循环时间最长，在肿瘤组织中被截留的量最多，调节脂质体的粒径使其血循环时间延长、适合于从血液转移至肿瘤、在肿瘤组织中易被截留。固体脂质纳米粒（solid lipid nanoparticles, SLN）是以固态的天然或合成的类脂为载体材料，将药物包裹或内嵌于类脂中的纳米给药系统。其以毒性低、生物相容性好的脂质材料为载体，克服了传统脂质体体内易解离、突释的特点；易消毒灭菌，贮存稳定性好，适合多种给药途径，可以解决ＴＡＸ溶解性问题，避免严重的过敏反应的发生。在SLN的基础上，近年发展的纳米脂质载体（nanostructurlipid carrier, NLC）展现了其优势。与SLN的单一固体脂质基质相比，NLC由几种熔点不同的固、液混合脂质作基质，可以避免脂质形成完整晶格而将药物排挤出来，因此能够增加药物的载带；同时，NLC继承了SLN的一些优点，如生理相容性好、保护药物不受化学降解，它成本低廉、制备方法简单，NLC作为药物载体是理想的选择之一。
紫杉醇脂质体从20世纪90年代初开始研究，至目前为止临床前已研究取得一些有理论意义及实用价值的实验结果。商业供应的紫杉醇脂质体(力扑素)是用卵磷脂等将紫杉醇进行包裹，去除了原来的溶媒，紫杉醇脂质体较传统的紫杉醇注射液引起的过敏反应发生率低，在耐受性方面前者优于后者。研究显示脂质体作为两性霉素、紫杉醇载体可以较大地提高疏水性药物的水溶性，并有效地降低药物毒性。
脂质体作为紫杉醇的载体在使用中有如下优点：解决了紫杉醇的
溶解性问题；提高了紫杉醇在溶液中的稳定性；避免过敏反应而不影响抗肿瘤活性；减少患者对紫杉醇的耐药性；提高机体对紫杉醇的耐受性，有可能增加给药剂量，进而提高疗效缩短滴注时间使用方便紫杉醇脂质体还有腹腔给药的可能性。
而两亲性作为一种新型的载药纳米子，将紫杉醇包覆其中，将得到生物相容性更好的、靶向性更强的紫杉醇载药增容缓释体系，为人类攻克癌症做出巨大贡献。
4.2白藜芦醇壳聚糖纳米粒子
白黎芦醇化学名为3，4‘，5一三轻基二苯乙烯，是一种最常见的二苯乙烯类化合物，分子式为C14H1203，分子量228.2，其分子结构为:
图11白藜芦醇结构式
现至少在21个科、31个属的72种植物中发现了白黎芦醇，如:葡萄属、蛇葡萄属，豆科的落花生属、决明属、槐属，百合科的黎属，姚金娘科的按属，寥科的寥属等。存在白黎芦醇的许多植物是常见的药用植物，如决明、黎芦、虎杖等，有的甚至就是食物，如葡萄和花生。现己证明白黎芦醇对癌症的起始、增殖、发展三个主要阶段均抑制乃至逆转作用，对多种肿瘤细胞如鼠肝细胞癌、人肝母细胞瘤、乳
腺癌、前列腺癌、口腔鳞癌、白血病、恶性黑色素瘤、卵巢癌等具选择性拮抗作用l’4”71，为一极有潜力的新型抗癌药物。
本项研究选择壳聚糖纳米粒C(hitosnannaopartclies，CS-NP)作为抗癌药物自黎芦醇的载体，并希望通过在CS-n上连接配体Avidin和Biotni，达到对肝癌细胞主动靶向的目的CS-P的制备多采用三聚磷酸钠聚合法，此法是在酸性条件下，壳聚糖带正电荷的氨基与三聚磷酸根发生聚合反应而形成纳米粒。该法操作简便，无需使用有机溶剂，制成的纳米粒粒径多在300nm以下。但纳米粒的氨基由于离子化，失去了被修饰的能力。除聚合法外，沉淀法也有报道，利用无机盐或有机溶剂使高分子材料脱水而形成微粒，但制得的微粒粒径通常wm 级不利于被细胞内化;Tanima等用反相胶束系统制备了表面氨基游离的壳聚糖纳米粒，方法操作繁琐，并用到了有机溶剂一些特殊的试剂。
4.3甲氨喋呤-琥珀酰壳聚糖缀合物
化学药物治疗恶性肿瘤经历了半个多世纪的发展和完善后依然是综合治疗的主要手段之一. 但大部分的抗肿瘤药物存在严重的毒副作用, 影响了临床应用. 缓控释及靶向给药体系是减少抗肿瘤药物毒副作用, 提高药效的有效途径之一, 也是目前抗肿瘤药物研究领域的热点之一. 壳聚糖及其衍生物具有优良的物理化学性质及生物特性, 在各个领域得以广泛应用. 研究表明, 水溶性N -珀酰壳聚糖较壳聚糖具有更低的毒性, 更长的体内半衰期, 在正常小鼠体内, 主要分布于血液循环中, 在其它组织中分布很少; 在经过P388 白血病肿瘤细胞移植的小鼠体内, 主要分布于肝脏和肿瘤组织中, 在肝脏中的分布随着血液
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。
改性沥青的研究进展
改性沥青的研究进展 黄 彬,马丽萍,许文娟 (昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650093) 摘要 为了得到性能更优良的改性沥青,越来越多的材料被用作改性沥青改性剂,同时新的评价标准和方法及其他领域的新化学分析方法也被用来更完整准确地评价改性沥青的性能。总结了国内外改性沥青的研究现状及进展,从改性机理、性能影响因素及评价方法等方面来介绍各种改性沥青的概况,并概述了改性沥青的发展方向。 关键词 改性沥青 改性剂 机理 发展Rsearch Development of Modif ied Asphalt HUAN G Bin ,MA Liping ,XU Wenjuan (Faculty of Environmental Science and Engineering ,Kunming University of Science and Technology ,Kunming 650093) Abstract More materials ,as modifier ,are used to improve the properties of modified asphalt.Besides ,the new evaluation standards and methods ,new chemical analysis methods are used to evaluate the properties more com 2pletely and accurately.The situation and development of modified asphalt research at home and abroad are summa 2rized.From the aspcts of modification mechanism ,influencing factors and evaluation methods ,various modified as 2phalts are introduced ,and the development trend of modified asphalt technology is illustrated in the paper. K ey w ords modified asphalt ,modifier ,mechanism ,development 黄彬:女,1986年生,硕士研究生,主要研究方向为固体废物资源化 E 2mail :binbin_huang @https://www.360docs.net/doc/4717186522.html, 马丽萍:女,1966年生,教 授,主要研究方向为工业废气污染控制、固废综合开发利用 E 2mail :lipingma22@https://www.360docs.net/doc/4717186522.html, 0 前言 普通道路沥青由于自身的组成和结构决定了其感温性能差,弹性和抗老化性能差,高温易流淌,低温易脆裂。而且在过去的10年中,车轴负荷增加、车流量增加、气候条件恶劣,难以满足高级公路的使用要求,必须对其改性以改善使用性能。在沥青或沥青混合料中加入天然或合成的有机或无机材料,熔融或分散在沥青中与沥青发生反应或裹覆在沥青集料表面,可以改善或提高沥青路面性能。 1 改性沥青的分类 在沥青的改性材料中,高分子聚合物是应用最广泛、研究最集中的一种。其他改性材料还有两大类:矿物质填料和添加剂。矿物质填料,如硅藻土、石灰、水泥、炭黑、硫磺、木质素、石棉和炭棉等,对沥青进行物理改性,可提高沥青抗磨耗性、内聚力和耐候性。添加剂,包括抗氧化剂和抗剥落剂,如有机酸皂、胺型或酚型抗氧化剂或阴、阳离子型或非离子型表面活性剂,可提高沥青粘附性、耐老化或抗氧化能力。聚合物改性沥青(PMA 、PMB ),按照改性剂的不同一般可分为3类:①热塑性橡胶类,即热塑性弹性体,主要是嵌段共聚物,如SBS 、SIS 、SE/BS ,是目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂,并以SBS 最多;②橡胶类,如NR 、SBR 、CR 、BR 、IR 、EP 2DM 、IIR 、SIR 及SR 等,以胶乳形式使用,其中SBR 应用最为广泛;③树脂类,如EVA 、PE 、PVC 、PP 及PS 。 2 各种改性沥青及其发展现状 通过SCI 和EI 分别检索近15年来改性沥青在交通、建筑、材料、能源及环境等学科方面研究的文献情况,检索结果如图1、图2及表1、表2所示。根据表1、表2数据和图1、图2情况可以看出,近几年国内外对改性沥青的研究越来越多,尤其以SBS 和胶粉最为突出,出现了多种新型改性剂。下面 将分别介绍各种改性沥青及其发展现状。 图1 SCI 检索统计表 Fig.1 SCI search results 2.1 矿物质材料改性沥青 矿物质材料作改性剂的研究较少,主要为硅藻土、纳米 碳酸钙、矿渣粉、白炭黑等,可与基质沥青形成均匀、稳定的 共混体系以改善沥青性能[1] 。
壳聚糖的应用研究进展(综述性论文)
绿色原料——壳聚糖的应用研究进展 09化学1班 XXX 指导老师：沈友教授 (惠州学院化学工程系，广东，惠州，516007) 摘要:本文综述了绿色原料壳聚糖的应用研究进展，着重介绍了壳聚糖在食品，水处理，生物药用，造纸业等方面的应用。 关键词:壳聚糖应用食品水处理 前言 原料在化学品的合成中非常重要，其可以成为影响一个化学品的制造、加工与使用的最大因素之一。如果一个化学品的原料对环境有负面的影响，则该化学品也很可能对环境具有净的负面影响。要实现绿色化学，在选择原料时应尽量使用对人体和环境无害的材料，避免使用枯竭或稀有的材料，尽量采用回收再生的原材料，采用易于提取、可循环利用的原材料，使用环境可降解的原材料。 自然界的有机物，数量最大的是纤维素，其次是蛋白质，排在第三位的是甲壳素，估计每年生物合成甲壳素100 亿t。甲壳素N-脱乙酰基的产物壳聚糖就是一种重要的绿色原料。 壳聚糖化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，壳聚糖的外观为白色或淡黄色半透明状固体, 略有珍珠光泽, 可溶于大多数稀酸如盐酸、醋酸、苯甲酸等溶液, 且溶于酸后,分子中氨基可与质子相结合, 而使自身带正电荷。自1859年，法国人Rouget首先得到壳聚糖后，这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。壳聚糖无毒无害,具有良好的保湿性、润湿性,能防止静电; 化学稳定性良好, 但吸湿性较强, 遇水易分解。对壳聚糖进行化学改性, 得到的壳聚糖衍生物在许多物化性质方面都得到改善，其应用也更加受到关注。本文着重介绍了壳聚糖在食品，医药，水处理方面的应用进展。
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，
改性沥青现状及发展前景
改性沥青现状及发展前景 1、改性沥青应用现状 普通道路石油沥青，由于原油成分及炼制：工艺等原因，其含蜡量较高，导致其具有温度敏感性强，与石料的粘附性差，低温延度小等缺点。用其铺筑的沥青路面，夏季较软，易出现明显车辙壅包等病害；冬季较脆，易出现低温开裂等病害；混合料的抗疲劳性能，抗老化性能较差。同时，由于经济的快速发展，普通沥肯混合料已不能满足高等级道路和特殊地点的重交通，大轴载，快速安全运输的需要。 1．1 改性沥青的应用背景和现状 据相关资料，20世纪60年代以前，沥青路面仅用于城市道路和专用公路，沥青材料主要是煤沥青和用进口原油提炼的石油沥青。20世纪70年代前后，在全国范围内曾采用渣油吹氧稠化，掺配特立尼达(TLA)或阿尔巴尼亚稠沥青等改性的方法，提高结合料稠度，配制成200号沥青铺筑以表面处治为主的沥青面层。1985年国内开展 了沥青中掺丁苯，氯丁橡胶，废轮胎粉等改性沥青和掺金属皂等改善混合料性能的研究试验工作，取得了成功的经验。1992年NovophaltPE现场改性技术的引入，对改性沥青的推广应用起到了促进作用，使改性沥青从研究试验逐步发展到生产应用。 1．2影响改性沥青应用的因素 生产施工工艺在聚合物改性沥青的大规模应用中起到了关
键性的作用。无论是聚合物改性，物理改性还是采用不同的沥青加工工艺都会增加较大的工程成本，在国内经济不发达地区的应用会受到一定的制约。 2、改性沥青的研究现状 目前国内的研究重点在新的改性剂和沥青改性剂的加工工艺上还有一部分研究是面向工程应用的，即研究在沥青集料改性剂确定的情况下，找出合适的级配，最佳沥青用量和改性剂用量以满足实际工程的要求。我国研究改性沥青已有多年的历史，也取得了丰富的成果，但至今仍有两个问题没有很好地解决： (1)没有形成对改性沥青和改性性能统一的评价标准； (2)国内没有形成统一的研究体系。 改性沥青的研究是一项长期的复杂的系统工作，要想取得突破性成果必须综合各研究机构的优势，形成统一的研究体系，比如美国l987年～l992年的大型系统工程SHRP计划等等。而相对于国内，研究工作往往由各高等院校，科研院所独立完成，没有统一的研究规划，配套工作滞后。另外由于各部门的利益关系，沥青改性的关键技术往往是秘而不宣的，在一定程度上造成人财物的巨大浪费。 3、改性沥青的应用前景 由于普通沥青已不能适应现代化路面的要求，性能良好的改性沥青必将在高等级路面中起到越来越重要的作用 3．1 SBS改性沥青将获得更广泛的应用 研究表明，SBS改性的优越性突出表现在具有双向改性作用，
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
SBS改性沥青的性能与应用
SBS改性沥青的性能与应用 摘要：我国高速公路建设自改革开放以来，经历了从无到有，从起步到建设成高速公路网的翻天覆地变化。与此同时，传统的普通沥青已经很难适应现代对公路的高标准要求，而改性沥青的研制与应用则较好地解决了这一问题。本文主要通过介绍SBS改性沥青在高温、低温条件下的抗车辙、抗裂性能，与水稳定性，抗滑能力等内容，比较得出其对于传统沥青在工程、经济、社会各方面的优越性，探究了加强对SBS改性沥青的学习，开展对SBS改性沥青深入的研究与推广其广泛应用的长远意义。 关键词：SBS改性沥青；改性沥青性能；改性沥青应用；沥青施工；工程效益；应用前景 1 前言 随着交通流量的增长、车载质量的增加以及高温和低温的作用，为适应道路路面的使用性能的要求，保证路面良好的使用状态，延长路面的使用寿命，就必须探寻更高性能的路面材料。SBS改性沥青混凝土具有很好的高温抗车辙能力，低温抗裂能力，改善了沥青的水稳定性，提高了路面的抗滑能力，增强了路面的承载能力，提高了沥青的抗氧化能力，是比较优良的路面材料。自上世纪40年代以来，国内外学者对各类改性沥青的性能进行了大量的研究工作，改性沥青技术得到了越来越多的重视。现有研究结果表明，与其他改性沥青相比，SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯)改性沥青的综合性能[1]更为突出，SBS改性沥青必将在未来很长的一段时间内得到更深入的研究和更广泛的应用。 2 SBS改性沥青简介 SBS属于苯乙烯类热塑性弹性体，是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物，SBS改性沥青是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，同时，加入一定比例的专属稳定剂，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。在良好的设计配合比和施工条件下，用SBS改性沥青铺筑的沥青混凝土路面有着传统沥青路面无法比拟的优越性能，具有很好的耐高温、抗低温能力以及较好的抗车辙能力和抗疲劳能力，并极大地改善沥青的水稳定性，提高了路面的抗滑性能。
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。
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
纤维改性沥青混合料研究进展
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/4717186522.html, 纤维改性沥青混合料研究进展 作者：刘哲 来源：《中国科技纵横》2015年第24期 【摘要】通过对纤维改性沥青混合料研究历史及现状的调研，总结了纤维改性沥青混合 料的主要影响因素以及纤维改性沥青混合料的作用机理；阐述了纤维种类、长度、添加量以及界面粘结对沥青混合料性能的影响情况，不同因素的变化会影响沥青混合料的不同性能；总结了纤维在沥青混合料中的吸附、稳定、桥接以及加筋作用。 【关键词】纤维改性沥青混合料作用机理 1 概述 纤维作为一种新型的增强材料，被广泛的用作复合材料增强体，应用于航空航天、电子机械等尖端领域[1-3]，由于纤维具有高模量、高强度、高长径比以及较强的吸附能力，在道路沥青及沥青混合料中也多有应用。多年来，国内外对纤维改善沥青及其混合料性能进行了大量研究，并根据实际需求，开发出了一系列适用于道路沥青改性的路用纤维，主要包括木质素纤维、矿物纤维、聚合物纤维以及新兴的玄武岩纤维等。本文主要针对道路纤维在沥青混合料中的应用进行调研，分析了纤维对混合料性能影响的主要作用机理及影响因素，对其未来发展进行了展望。 2纤维改性沥青混合料的主要影响因素 2.1 纤维种类及性能 按处理方式划分，纤维可分为天然纤维和化学合成纤维，不同种类的纤维具有不同的性能，包括强度、模量、吸持沥青量、长径比以及表面形貌等等，而这些因素都会对沥青混合料性能产生影响。李智慧[4]等考察了聚丙烯腈纤维、聚酯纤维以及木质素纤维等三类不同的增 强体对沥青混合料性能的影响，同时分析了三类纤维的常规技术性能，建立了纤维性能与外掺纤维沥青混合料路用性能之间的关系。结果表明，掺加聚丙烯腈纤维和聚酯纤维的沥青混合料性能相当，而木质素纤维混合料性能稍差；纤维的种类还影响着其对沥青混合料的主要作用机理。对外掺纤维沥青混合料路用性能影响程度最大的纤维性质因素是抗拉强度与极限拉伸应变，其次是熔融温度，吸持沥青量也有一定程度影响，纤维直径影响最小，在纤维形状特征因素中纤维长度的影响程度大于纤维直径与长径比。T.Serkan[5]采用聚酯纤维对石油沥青进行改性处理，石油沥青混合料的马歇尔稳定度增加而流值降低，同时抗车辙及抗疲劳性能增加，表明聚酯纤维有效提高了石油沥青混合料的路用性能；F.M.Nejad等[6]使用碳纤维增强沥青混凝土，结果显示，碳纤维的加入有效提升了沥青混凝土的强度和抗老化性能。此外，有不少学者采用不同种类的纤维对沥青混合料进行混杂改性，取得了良好的效果[7-8]。
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
SBS改性沥青机理研究进展
S BS改性沥青机理研究进展 李双瑞,林 青,董声雄 (福州大学化学化工学院,福州 350002) 摘要:介绍了沥青的特性、苯乙烯2丁二烯2苯乙烯三嵌段共聚物(S BS)的性能,分析了S BS与基质沥青之间 的溶胀性和相容性问题,着重论述了S BS改性沥青机理的研究进展,指出机理主要分为物理共混和化学改性两 类:物理共混———S BS微粒受到沥青组分中油分的作用发生溶胀而均匀分散在沥青中,S BS与沥青之间没有发 生化学作用,只是一种分子间作用力;化学改性———加入添加剂使沥青和S BS之间发生加成、交联或接枝等化 学反应,形成较强的共价键或离子键,改善沥青的化学性质。提出化学改性是提高S BS改性沥青路用性能的重 要手段。 关键词:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物;S BS改性沥青;改性机理 采用聚合物对道路沥青进行改性是提高和改善沥青混合料路用性能的一种重要措施[1～6]。近年来,在聚合物改性材料中,苯乙烯2丁二烯2苯乙烯三嵌段共聚物(S BS)以其优异的性能,成为世界上使用最为广泛的沥青改性剂[7～12]。对S BS改性沥青路用性能的研究[13～17]表明:采用S BS对沥青改性后,改性沥青的低温柔性和高温性能明显提高,温度敏感性大大降低。关于S BS改性沥青的机理,国内外科技人员进行了大量的研究,但并没有形成统一的理论。本文根据国内外相关文献,介绍了沥青和S BS的性能以及S BS在沥青中的溶胀性和相容性问题,着重论述了S BS改性沥青机理的研究进展。 1 沥青的特性 沥青是由多种化学成分极其复杂的烃类所组成。这些烃类为一些带有不同长短侧链的高度缩合的环烷烃和芳香烃,以及这些烃类的非金属元素衍生物[18]。按生产来源划分,沥青主要可分为地沥青(包括天然沥青与石油沥青)、焦油沥青、煤沥青、页岩沥青等。道路中各国目前生产和最常用的是石油沥青。石油沥青是原油加工的重质产品[19]。石油沥青的组分极为复杂,通常用溶剂将沥青通过色层分析法分成饱和分、芳香分、胶质和沥青质四个组分[18]。Hubbard2Stanfield法将沥青划分为油分、树脂和沥青质3个组分[19]。 油分是石油沥青中最轻的馏分,含量在45%～60%。油分是石油沥青可以流动的主要原因,其含量越多,软化点越低,粘度越小,使沥青具有柔软性和抗裂性。树脂的含量在15%～30%。树脂的存在使石油沥青有一定的可塑性、可流动性和粘结性,直接决定着石油沥青的延伸度和粘结力。沥青质是固体无定形物质,含量在5%～30%。沥青质是高分子化合物,它是石油沥青中分子量最高的组分,决定着石油沥青的塑性状态界限、自固态变为液态的程度、粘滞性、温度稳定性、硬度和软化点。此外,石油沥青中还含有一定数量的沥青酸、沥青酸酐、碳化物和似碳物。 沥青的主要结构为胶体结构,即以沥青质为核,表面层被树脂浸润包裹,而树脂又溶于油分中,形成沥青胶团,无数胶团彼此通过油质结合成胶体结构。当沥青中沥青质含量适当,并有较多的树脂作为保护物质时,它所组成的胶团之间有一定的吸引力,这种结构称之为溶胶-凝胶结构。大多数优质的路用沥青都属于这种胶体结构,具有粘弹性和触变性。当沥青质含量较高时,胶粒相互缠结,粘度大、塑性小、 基金项目:中法先进科技合作项目(PRAMX02208); 作者简介:李双瑞(1977-),女,河南南阳人,博士研究生,从事沥青材料改性的研究; 联系人,E2mail:sxdong2004@https://www.360docs.net/doc/4717186522.html,.
壳聚糖在水处理中的应用
壳聚糖基复合材料在水处理中的应用研究进展 田清源，费梦飞 山东农业大学化学与材料科学学院 摘要：介绍了壳聚糖的结构、性质及其在水处理中的应用原理，综述了壳聚糖与粘土、二氧化硅、无机高分子絮凝剂及其它无机材料复合得到的壳聚糖基复合材料在水处理中的应用研究进展，提出未来的发展应加强处理机理的研究、对重金属离子外的其它无机物和有机物的处理研究以及产业化应用研究。 壳聚糖（Ｃｈｉｔｏｓａｎ，ＣＴＳ）是唯一一种碱性天然多糖，是甲壳素经脱乙酰作用的产物。壳聚糖分子链上存在大量的氨基和羟基，具有很高的反应活性，同时还具有良好的生物相容性、无毒性和生物可降解性，此外，壳聚糖还是天然的高分子絮凝剂，作为吸附剂和絮凝剂在水处理领域具有很好的应用前景。鉴于壳聚糖在酸性溶液中易溶解、沉降慢、稳定性差，片状和粉状的壳聚糖使其再生、贮存很不方便，通常人们将其改性、交联制成如微球、多孔小珠等树脂产品，但是在乳化交联过程中，交联剂的用量直接影响着微球的机械性能和饱和吸附量，两者难以兼顾，因此，壳聚糖树脂微球的性能仍不够理想。近年来，随着聚合物／无机杂化材料研究的发展，壳聚糖／无机物复合材料的制备和性能的研究进展很快。无机物与壳聚糖的复合，一方面改善了壳聚糖材料的机械性能，另一方面又赋予壳聚糖新的功能，对于提高壳聚糖的应用价值意义重大［１］。作者在此对壳聚糖基复合材料在水处理方面的应用研究进展进行了综述。 １壳聚糖的结构和性质 壳聚糖是由β－（１→４）－２－氨基－２－脱氧－Ｄ－葡糖胺和β－（１→４）－２－乙酰氨基－２－脱氧－Ｄ－葡糖胺两种糖单元间隔连接而成的链状聚合物，分子量根据脱乙酰度的不同从数十万到数百万不等［２］。壳聚糖分子链上分布着大量羟基、Ｎ－乙酰氨基和氨基，形成各种分子内和分子间的氢键，不仅是配位作用和反应的位点，同时也形成了壳聚糖大分子的二级结构［３］。壳聚糖的结构式如图１所示。 图１壳聚糖的结构式 壳聚糖分子链上丰富的羟基和氨基基团，使其具有许多独特的化学和物理性质。例如，壳聚糖上的氨基使其呈一定的碱性，可以从溶液中结合氢离子，从而使壳聚糖成为带正电荷的聚电解质而溶于酸；壳聚糖分子中活泼的Ｃ２位氨基和Ｃ６位羟基，使其易于发生化学反应，可进行多种化学修饰，形成不同结构和性能的衍生物，从而拓宽了其应用领域。另外，作为一种生物高分子化合物，壳聚糖还具有优良的生物相容性和生物可降解性。 评价壳聚糖性能的两项重要指标是脱乙酰度和平均分子量，一般而言，脱乙酰度越高、平均分子量越小，壳聚糖的溶解性就越好［４，５］。壳聚糖独特的结构和性质，使其具有良好的粘合性、生物可降解性、生物相容性、再生性和抗菌性，因此，广泛应用于生物医学、药学、食品、造纸、纺织以及环保等领域。 ２壳聚糖在水处理中的应用原理［６］ ２．１吸附与絮凝作用 壳聚糖分子链上存在大量的氨基、羟基和Ｎ－乙酰氨基，使其可借助氢键、盐键形成网
改性沥青的研究现状分析
-144-科学技术创新2019.13 改性沥青的研究现状分析 戚春华赵玉芳高明星 (内蒙古农业大学，内蒙古呼和浩特010()10) 摘要：为了适应交通量的迅猛发展、车辆重载以及复杂的气候变化，对路面材料的性能提出更高的要求，普通沥青已无法满足，必须对沥青进行改性，研发出具有良好路用性能的改性沥青，满足现代道路发展的需要。对改性沥青的起源与发展进行总结分析，归纳现有研究存在的不足以及改性沥青的发展应解决的问题结果表明：多聚磷酸、SBS、环氧树脂、硅藻土、纳米材料等将是今后制备复合改性沥青的重要材料；对改性沥青改性机理认识不足、改性材料与沥青的相容性问题以及改性沥青的存储稳定性问题是制约改性沥青推广应用的重要原因。 关键词:改性沥青；改性材料；制备工艺；发展 中图分类号:U414文献标识码：A文章编号:2096-4390(2019)13-0144-02 近年来，随着交通量的迅猛发展,车辆重载以及复杂的气候变化.对公路路面材料的性能提出了更高的要求。普通沥青路面表面平整无接缝，行车振动小，噪声低,开放交通快,养护简便等优点，但也存在感温性能差,弹性和耐老化性能差，高温易流淌和低温易脆裂等缺点。基于普通沥青路面存在的缺点难以满足现代道路的使用要求,必须对其进行改性研究,使其满足现代道路建设的要求。目前有些改性沥青的制备工艺已经相当成熟,对各种新型材料的使用也进行了大量研究.然而对改性沥青的改性机理的研究还缺少深刻的认识。 本文通过对改性沥青的起源与发展进行分析总结，归纳现有研究存在的不足以及改性沥青的发展应解决的关键问题。 1改性沥青的组成成分研究 研究发现每种改性剂都有各自的优缺点，比如橡胶改性沥青制备工艺简单，稳定性差，不易贮存，多聚磷酸价格低廉，对沥青高温和老化性能的改善效果较为明显，低温性能较差,SBR改性沥青制备工艺简单,价格低廉，但高温稳定性差，多用于高寒高海拔地区,SBS改性沥青的弹性、低温性能、耐老化等性能均有所提高，对于高寒地区来说，低温性能稍显不足，多用于炎热地区，环氧树脂改性沥青能提高沥青材料的粘附力、拉伸强度以及断裂延伸率，有很高的强度，优良的温度稳定性，且高温条件下抗变形能力较好,制备工艺复杂，施工较难。近年来国内外学者开始研究如何将两种或者多种改性剂对沥青进行复合改性，综合其优点.进一步提高改性效果。 张忠明叭黄成武回等人以橡胶粉和SBS为改性剂，通过不同的室内制备工艺制备复合改性沥青，并对制备出的复合改性沥青的性能进行比较研究，为室内制备复合改性沥青(转下页) 接，当检测车在对道路进行检测的时候,将采集到的数据上传到云端与之前对该条道路检测所采集到的数据进行比对，可以分析出该道路路面在最近几年的破损变化速率。将该速率与当地的气候水文条件以及车流量进行分析。 4.2智能检测设备数据共享化 对于路面管理系统本身而言，目前各个地区已经建立的路面管理系统之间彼此是孤立的，没有任何联系，成为“信息孤岛”。 在数据进行共享之前，要将各个地区的评价指标进行标准化处理，由于各个地区路面所处的环境条件是不一样的，交通量和路面结构类型也是不同。评价指标的标准化是相当困难的。 一旦完成智能检测设备数据的共享化，我相信我国的路面力学理论、路面设计施工方法都会有飞跃式的进步。 5结论 随着智能检测设备的发展，尽管我们已经取得了许多方面的成就，比如图像分析处理技术，高精度的图像采集技术以及地理信息技术，但仍然有着广阔的发展空间等待着我们去探索。集成化的智能检测设备,标准化的检测指标,完备的云端数据库以及一些交通运输附属产业都等待着我们进一步的研究。我相信今后中国的交通事业会在新“互联网+”时代蓬勃发展。 参考文献 [1]邢荣军.高速公路路面破损自动识别与智能评价[D].重庆：重庆交通大学,2011,4. [2]喻翔.高速公路路面养护管理系统决策优化研究[D].成都：西南交通大学,2005,5. ⑶庞明宝,魏连雨.系统工程与交通[M].天津:天津人民出版社. 2003. [4]徐东云，张雷，兰荣娟.城市交通拥堵的背景变换分析[J].城市问题,2009⑶. [5|龚建江.公路设计与管理中的工程数据库研究[J].绿色交通. 2018,2,20⑷. 作者简介：朱瑞峰(1995,10,31-),男，汉族，四川省，学历：在读研究生，研究方向：道路规划与线形设计理论与方法。
壳聚糖抗菌剂研究进展
Bioprocess 生物过程, 2017, 7(4), 41-48 Published Online December 2017 in Hans. https://www.360docs.net/doc/4717186522.html,/journal/bp https://https://www.360docs.net/doc/4717186522.html,/10.12677/bp.2017.74006 Research Progress on Chitosan Antimicrobial Maotao Wu SunRui Marine Environment Engineering Co., ltd, Qingdao Shandong Received: Nov. 20th, 2017; accepted: Dec. 1st, 2017; published: Dec. 7th, 2017 Abstract Chitosan is a nature macromolecule. With the investigation, its applications are broad. The article summarizes the research and application of chitosan as an antimicrobial, the mechanism and the infective factors, and the development foreground of the chitosan antimicrobial is prospected. Keywords Chitosan, Antimicrobial, Mechanism, Prospect 壳聚糖抗菌剂研究进展 吴茂涛 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司，山东青岛 收稿日期：2017年11月20日；录用日期：2017年12月1日；发布日期：2017年12月7日 摘要 壳聚糖是一种天然的高分子，随着研究的深入发展，应用范围越来越广泛。本文概述了壳聚糖在抗菌剂领域的研究应用情况，归纳总结了其抗菌机理及其影响因素，同时展望了壳聚糖抗菌剂的发展前景。 关键词 壳聚糖，抗菌剂，机理，展望
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。