壳聚糖改性与应用
壳聚糖改性吸附剂的制备及其吸附性能研究
壳聚糖改性吸附剂制备过程简单，安全环保，不会产生二 次污染。
05
结论
研究成果总结
壳聚糖改性吸附剂的制备方法
本研究成功开发了一种壳聚糖改性吸附剂的制备方法，该方法简单、 高效，适用于大规模生产。
吸附性能显著提高
通过改性处理，壳聚糖吸附剂的吸附容量和吸附速率均得到显著提升， 能够有效去除水中的重金属离子和有机污染物。
拓展应用领域
将壳聚糖改性吸附剂应用于其他领域， 如土壤修复、放射性核素去除等，以 拓展其应用范围。
开发新型改性材料
尝试其他天然高分子材料进行改性处 理，以期获得性能更优异的吸附剂。
加强实际应用研究
进一步验证壳聚糖改性吸附剂在实际 应用中的效果，为其在水处理领域的 推广应用提供有力支持。
THANKS
吸附剂的结构。
扫描电子显微镜分析
观察改性吸附剂的表面形貌、 孔径分布和孔容等结构特征。
X射线衍射分析
用于分析改性吸附剂的晶体结 构和晶格常数。
热重分析
研究改性吸附剂的热稳定性及 失重行为。
03
壳聚糖改性吸附剂的吸附性能研究
吸附机理
01
02
03
物理吸附
通过分子间范德华力吸附 污染物。
化学吸附
通过吸附剂表面的活性基 团与污染物发生化学反应， 形成稳定的化学键。
离子交换吸附
壳聚糖改性吸附剂表面的 氨基和羧基可以与污染物 中的阳离子和阴离子进行 离子交换。
吸附动力学研究
吸附速率
研究吸附过程中不同时间点的吸附量，分析吸附 速率随时间的变化规律。
吸附平衡时间
确定达到吸附平衡所需的时间，为实际应用提供 参考。
动力学模型
建立吸附动力学模型，用于描述吸附速率与污染 物浓度、吸附剂用量等因素之间的关系。
壳聚糖改性吸附剂的制备及其在重金属污染的污水和土壤处理中的应用
壳聚糖改性吸附剂的制备及其在重金属污染的污水和土壤处理中的应用1.引言重金属污染是当前环境面临的重大问题之一，由于重金属对人体健康和生态系统的不行逆损害，如铅、镉、铬等重金属的超标排放已引起广泛关注。
因此，寻找高效且环境友好的重金属吸附剂是解决重金属污染问题的重要途径之一。
壳聚糖作为一种自然产物，因其生物可降解性、生物相容性和丰富的功能官能团，被广泛探究并用于吸附剂的制备。
本文将探究壳聚糖改性吸附剂的制备方法及其在重金属污染的污水和土壤处理中的应用。
2.壳聚糖改性吸附剂的制备方法2.1 壳聚糖的表面改性为了增强壳聚糖吸附重金属的能力，可以通过表面改性来引入新的官能团和增加吸附位点。
常用的改性方法包括酸碱处理、离子交换、硫酸化、降解与复合等。
2.1.1 酸碱处理通常将壳聚糖溶解在酸碱溶液中进行处理，如浓硫酸、氢氧化钠等。
通过酸碱处理，可以引入氨基、羟基等官能团，增加吸附位点，增强重金属的吸附能力。
2.1.2 离子交换利用阴离子交换树脂或阳离子交换树脂对壳聚糖进行交换处理，引入新的官能团。
例如，利用氯化铁等固定在壳聚糖表面的阳离子交换树脂，可以提高壳聚糖吸附重金属的能力。
2.1.3 硫酸化通过与硫酸等化合物反应，将硫酸基引入壳聚糖分子中，增加官能团，从而提高吸附能力。
2.1.4 降解与复合利用酶、酸、碱等方法将壳聚糖降解成低聚糖或单体，引入新的官能团，增强吸附性能。
同时，也可以将壳聚糖与其他材料复合，如氧化石墨烯、活性炭等，形成复合吸附剂，以提高吸附能力和稳定性。
2.2 吸附剂的制备和改性为了提高壳聚糖吸附剂的吸附能力和稳定性，可以将其与其他材料进行复合制备。
常用的复合方法包括原位合成、机械混合、共沉淀等。
2.2.1 原位合成在壳聚糖的合成过程中一同合成吸附剂材料，如纳米颗粒、金属有机框架等。
原位合成能够使吸附剂与壳聚糖充分结合，在吸附过程中具有较高的稳定性和吸附性能。
2.2.2 机械混合将壳聚糖与其他吸附剂材料进行机械混合，并经过干燥或固化来制备吸附剂。
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，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）。
羧甲基壳聚糖的性能及应用概况
羧甲基壳聚糖的性能及应用概况一、本文概述《羧甲基壳聚糖的性能及应用概况》这篇文章旨在全面介绍羧甲基壳聚糖（Carboxymethyl Chitosan，简称CMC）的基本性能及其在各个领域的应用情况。
羧甲基壳聚糖是一种由壳聚糖经过化学改性得到的水溶性多糖衍生物，具有良好的水溶性、生物相容性、生物可降解性和独特的物理化学性质。
由于其独特的性质，羧甲基壳聚糖在医药、食品、环保、农业和化妆品等多个领域得到了广泛应用。
本文将系统介绍羧甲基壳聚糖的基本性质、合成方法、改性技术，以及在不同领域中的应用实例和研究进展，以期为相关领域的研究人员和企业提供有价值的参考信息，推动羧甲基壳聚糖在各领域的应用和发展。
二、羧甲基壳聚糖的基本性质羧甲基壳聚糖（Carboxymethyl chitosan，简称CMC）是一种重要的壳聚糖衍生物，具有一系列独特的物理化学性质。
其最基本的性质源于其分子结构中的氨基和羧基官能团，这些官能团赋予了CMC出色的水溶性、离子交换能力和生物活性。
羧甲基壳聚糖的溶解性相较于未改性的壳聚糖有了显著提升。
由于羧甲基的引入，CMC在水中的溶解度大大增加，可以在广泛的pH值范围内溶解，这使得其在各种水溶液体系和生物应用中具有更大的灵活性。
CMC具有良好的离子交换能力。
其分子中的羧基可以发生电离，产生带有负电荷的离子，从而与带有正电荷的离子进行交换。
这种离子交换性质使得CMC在重金属离子吸附、水处理、药物载体等领域具有广泛的应用前景。
羧甲基壳聚糖还表现出良好的生物相容性和生物活性。
其分子结构中的氨基和羧基可以与生物体内的多种物质发生相互作用，如蛋白质、多糖、核酸等，从而显示出良好的生物相容性。
其生物活性使得CMC在生物医药、组织工程、生物传感器等领域具有潜在的应用价值。
羧甲基壳聚糖的基本性质使其在多个领域具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，对CMC的研究和应用将会越来越深入，其在各个领域的应用也将不断拓展。
壳聚糖
壳聚糖的制备改性及其应用进展摘要:扼要地介绍了甲壳素及壳聚糖的主要性质、结构、及制法。
重点论述了壳聚糖的一些主要的改性方法，包括醚化、氧化、酰化、交联、烷基化、接枝共聚、季铵化及和其他材料复合等方法；并综述了壳聚糖及其衍生物在食品工业、日用化学、医药行业、环保、轻工业及其他领域的应用现状。
关键词：壳聚糖；衍生物；化学改性；应用1 前言壳聚糖(chitosan) , 学名为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖,是甲壳素(chitin) 脱乙酰的产物, 而甲壳素是仅次于纤维素的第2 大天然有机高分子物质, 每年地球上甲壳素自然生成量高达百亿吨, 其产量与纤维素相当, 储量巨大[1] 。
由于它具有良好的絮凝能力、成膜性和生物相容性等较为独特的功能, 近年来在纺织、医药、日化、农业、环保、生物工程等领域有了广泛的应用。
目前壳聚糖在全世界范围内供不应求。
我国有丰富的甲壳素资源和巨大的壳聚糖产品的潜在市场, 应充分利用资源优势, 加快研究和开发壳聚糖系列产品的步伐, 满足不同用途的需要。
2 壳聚糖的制备方法壳聚糖可由甲壳素通过脱乙酰基反应制的，其反应式如下：反应的实质是酰胺的水解反应，一般在40%的NaOH溶液中于100~180℃加热非均相进行，得到可溶于稀酸、脱乙酞度一般为80%左右的壳聚糖。
与一般的胺类物质不同，壳聚糖中的氨基在碱液中十分稳定，即使在50%的NaOH中加热到160℃也不分解[2]。
提高反应温度、碱液浓度及延长反应时间可提高脱乙酞度，但在碱液中壳聚糖的主链降解也变得严重，其表现为随着脱乙酞度的提高，通常伴随粘度及分子量的下降[3](表1-1)。
为了避免大分子链被破坏，可采用加入1 %NaBH 4[4]或通入惰性气体的办法。
最近有报道通过降低脱乙酞反应的温度、缩短反应时间、增加反应次数并进行中间产物的溶解一沉淀处理，可得到脱乙酞度达99%的高分子量(M W =59万)的壳聚糖[5]。
壳聚糖的改性及其在造纸废水中的应用
壳聚糖的改性及其在造纸废水中的应用壳聚糖的改性及其在造纸废水中的应用引言：近年来，随着工业化进程的不断推进，我们面临着严峻的水资源短缺和环境污染问题。
造纸行业作为重要的水污染源之一，面临着废水处理的压力。
因此，寻求一种高效、环保的废水处理方法，对于改善造纸行业的环境问题具有重要意义。
壳聚糖作为一种天然的改性材料，具有广泛的应用前景。
本文将深入探讨壳聚糖的改性和其在造纸废水中的应用。
一、壳聚糖的特性与改性方法1. 壳聚糖的特性：壳聚糖是壳类动物外壳中提取得到的一种天然多糖，具有天然、可再生、生物可降解等优点。
其分子结构中含有大量的氨基和羟基，使其具有很强的阳离子吸附能力。
2.壳聚糖的改性方法：改性可以大大增强壳聚糖在废水处理中的吸附性能和稳定性。
常见的壳聚糖改性方法包括烷基化、羟乙基化、硫酸化等。
其中，硫酸化改性是一种常见且效果显著的方法，通过硫酸对壳聚糖的处理，使其带负电荷，增强其对废水中阳离子的吸附能力。
二、壳聚糖在造纸废水中的应用1. 壳聚糖对造纸废水中色度物质的去除：色度物质是造纸废水中的主要污染物之一，其存在不仅污染水质，还会危害水体生物。
研究表明，壳聚糖在去除色度物质方面具有良好的效果。
通过调整壳聚糖的质量浓度、pH值等条件，可以实现对色度物质的去除。
2. 壳聚糖对造纸废水中重金属离子的吸附：造纸废水中富含大量的重金属离子，其中包括铜、镍、铅等有害物质。
壳聚糖作为一种优良的吸附材料，具有较高的吸附能力，可以有效地去除废水中的重金属离子。
3. 壳聚糖对造纸废水中悬浮颗粒的沉降：造纸废水中悬浮颗粒的去除是废水处理的关键环节之一。
研究发现，壳聚糖具有优异的絮凝性能，可以促进废水中悬浮颗粒的沉降，从而达到去除悬浮物的效果。
结论：壳聚糖作为一种天然的改性材料，在造纸废水处理中展现出良好的应用潜力。
通过改性处理，壳聚糖可以获得更好的吸附性能和结构稳定性，从而实现对废水中污染物的高效去除。
然而，在实际应用中，壳聚糖的应用还面临一些挑战，比如合适的改性方法选择、设备的优化设计等。
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Content
1
壳聚糖
2
壳聚糖的抗菌应用
壳聚糖的改性
3
壳聚糖
壳聚糖又名脱乙酰甲壳素、聚氨基葡 萄糖，化学式为（C6H11NO4）n。它是一种性 质活泼的高分子聚合物，结晶度较高，广 泛存在与虾蟹等低等动物、藻类等低等植 物、蘑菇等大型真菌中。甲壳素在碱性条 件下加热脱去N-乙酰基后得到壳聚糖。
壳聚糖抗菌成膜喷剂
喷雾型分子级隐形敷料，喷洒在皮肤、黏
膜患处及损伤表面，通过全新的物理及生物双 重抗菌机制，隔离、杀灭病原微生物，同时促
进组织修复与再生。
用于各种外伤伤口，保护创面，预防皮肤、 粘膜及损伤表面感染，并能迅速止血止痛，促
进创面愈合，缩短愈合时间，抑制伤口疤痕形
成；用于皮肤粘膜感染部位的抗感染治疗和预 防继发性感染。
会在-NH2上发生取代，要想得到结构单一的羧
甲基壳聚糖，并且影响抗菌活性，必须严格控 制反应条件。当在碱性下反应时，羧甲基化反
应的活性为：一级羟基的活性﹥二级羟基的活
性﹥氨基的活性。
壳聚糖的改性
季铵化反应 季铵化是另一种增强壳聚糖水溶性和抗菌性 的改性方法。实现壳聚糖季铵化一般有两种方式： 1.直接将壳聚糖骨架上的氨基修饰为季铵盐；2. 在壳聚糖骨架之外引入季铵基团，这种季铵化方 法可以在壳聚糖分子结构中引入不同碳数的烃基， 从而得到不同碳链长度的壳聚糖季铵盐衍生物。 季铵化后的壳聚糖水溶性增加，抗菌活性增 加。
壳聚糖的改性
羧烷基反应
壳聚糖与氯乙酸在碱性条件下反应可制得羧甲基
壳聚糖，这是现今应用得最多的壳聚糖衍生物之一。 羧甲基壳聚糖是一种水溶性壳聚糖衍生物，其抗菌活
性高于壳聚糖。壳聚糖羧烷基化抗菌活性提高的原因：
1.溶解性提高 2.羧基存在使得pH降低，有利于氨基质子化
壳聚糖的改性
羧烷基反应
壳聚糖的羧甲基化不仅发生在-OH 上，也
电荷的细菌细胞表面相互作用增强。然而，酸溶液
本身就具有杀菌性，因此最终的实际抗菌效果可能 是聚阳离子和溶液酸性共同作用的结果。
壳聚糖的抗菌应用
金属离子
添加钠离子能增强壳聚糖的抗菌活性，而添加二
价金属阳离子则按照以下顺序降低壳聚糖的抗菌性： Zn2+> Ca2+> Ba2+> Mg2+
壳聚糖的抗菌应用
壳聚糖的抗菌应用
影响壳聚糖及其衍生物抗菌活性的因素
1 2
相对分子质量和脱乙酰度 溶液pH值
金属离子
3
壳聚糖的抗菌应用
壳聚糖相对分子质量和脱乙酰度
壳聚糖的抗菌应用
溶液pH值
许多研究表明壳聚糖的抗菌活性随溶液酸性的
增加而增强，这可能是源于壳聚糖的聚阳离子特性。 在较低 pH 值下更多的氨基带正电荷，使其与带负
壳聚糖的抗菌应用
壳聚糖的抗菌作用的报道最早见于1979年,人们发现壳 聚糖有广谱抗菌性。其抗菌机理目前主要有两种理论： 一、壳聚糖的抑菌性主要来源于分子链上带正电荷 的—NH3+，细菌的细胞带负电荷,带正电荷的基团与微生 物细胞壁表面的阴离子相结合,从而束缚了微生物的自由 度,并使微生物发生絮凝、聚沉 ,从而抑制其生长能力， 壳聚糖的抑菌能力受其游离氨基数量的影响。 二、低分子量的壳聚糖分子侵入到微生物细胞内,阻 碍微生物DNA转录, 扰乱了细胞正常的生理活动,从而阻碍 微生物的繁殖,最终起到抗菌目的。
叠氮化、成盐、螯合、水解、氧化、卤化、接枝与交联
等反应,可制备壳聚糖衍生物。
壳聚糖
壳聚糖无毒副作用,具有良好的生物相 容性、生物可降解性、吸湿性和保湿性,有
明显的抗菌抑菌作用,在生物医药材料中有
广泛的应用。壳聚糖具有表面多孔结构,是 良好的药物缓释剂和保水剂。壳聚糖分子
中含有氨基,使其成为天然阳离子絮凝剂。
壳聚糖的抗菌应用
前景展望 虽然壳聚糖对一系列的微生物具有抗菌活性，但壳聚
糖只能溶于 pH 值＜6.5 的酸性溶液中，这限制了其作为抗
菌剂的进一步应用。水溶性是壳聚糖能否发挥抗菌性的决 定性因素，因此，将壳聚糖改性以增加水溶性和抗菌性成
为近年研究的热点。
壳聚糖的改性
1
羧烷基反应 季铵化反应
2
3
糖基修饰
壳聚糖
纯品的壳聚糖是带有珍珠光泽的白色片状或 粉末状固体,相对分子质量因原料不同而从数十万 到数百万。壳聚糖一般只溶于稀盐酸、硝酸等无 机酸和大多数有机酸,不溶于水和碱溶液。在乙酸 等有机弱酸中可发生溶胀部分溶解，在稀盐酸中 可完全溶解。壳聚糖是天然糖类中唯一大量存在 的碱性氨基多糖。
壳聚糖
壳聚糖在其大分子结构中含有丰富的羟基和氨基, 这些活性基团可以和其它物质的分子发生化学反应,通过 酰化、羟基化、氰化、醚化、烷基化、酯化、酰亚胺化、
D-葡萄糖胺和N-乙酰-D-葡萄糖胺选择性的接枝到壳聚糖的
C6上并测定了产物的抗菌性能，结果表明，糖基化的壳聚糖衍生
物对枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能比壳聚糖强，并 且葡萄糖胺修饰的壳聚糖比甘露糖修饰的壳聚糖具有更高的抗菌
活性，说明自由氨基基团的重要性。
壳聚糖的改性
季铵化反应 季铵化后的壳聚糖水溶性增加，抗菌活性增 加。羧甲基壳聚糖季铵盐（HACC）是这些衍生 物中抑菌活性最好的，并且其抑菌活性随着正电 荷的增加而增强，这表明壳聚糖季铵盐中正电荷 在抑菌活性中的作用是异常显著的，并 赋予壳聚糖衍生物更多新的性能（如靶向 性）。因此，糖基修饰是获得具有多功能 性及良好水溶性壳聚糖衍生物的有效方法。