MS软件在羧甲基壳聚糖水凝胶制备中的应用
羧甲基壳聚糖增强智能纳米复合水凝胶的制备及性能研究
羧甲基壳聚糖增强智能纳米复合水凝胶的制备及性能探究摘要：本探究以高分子聚丙烯酰胺(PAM)作为基础材料，利用生物材料羧甲基壳聚糖(CMC)和无机材料纳米氧化物作为增强剂，制备出一种新型的高强度、高稳定性的智能纳米复合水凝胶。
在不同的制备条件下对该复合水凝胶进行系统的物理、化学性质的分析与表征，结果表明复合水凝胶具有较高的吸水性能、机械强度、稳定性和智能响应性能，能够广泛应用于医学、生物、环境等领域。
关键词：羧甲基壳聚糖，纳米复合水凝胶，智能响应，稳定性，增强效果。
1. 前言水凝胶在现代生物、医学、环境和能源等领域广泛应用，然而传统的水凝胶在吸水性、机械强度、稳定性和响应性等方面存在一定的限制，制约了其应用。
因此，探究一种新型高性能的水凝胶具有重要的科学探究和应用价值。
2. 试验材料与方法2.1 试验材料聚丙烯酰胺(PAM)、羧甲基壳聚糖(CMC)、纳米氧化物、N,N-二甲基乙酰胺(DMAM)、甲醛等。
2.2 试验方法接受自由基聚合法和化学交联法相结合的方法制备智能纳米复合水凝胶，通过DMA、TGA、SEM、XRD等方法对其进行性能测试及形态表征，对吸水性能、机械强度、稳定性和智能响应性能进行有效的评估和分析。
3. 结果与谈论3.1 羧甲基壳聚糖对水凝胶性能的影响不同质量比下CMC与PAM的复合水凝胶产物比纯PAM凝胶的吸水性能、机械强度都有所提高，其中CMC质量为0.025g/gPAM、0.05g/gPAM、0.1g/gPAM的复合水凝胶吸水率比纯PAM凝胶增加了32.1%、41.5%、46.3%，机械强度比纯PAM凝胶增加了10.24%、16.12%、28.08%，因此CMC能有效地提高水凝胶的性能。
3.2 纳米氧化物对水凝胶性能的影响CMC/PAM复合水凝胶中添加不同质量比的纳米氧化物对水凝胶性能的影响不同，当纳米氧化物质量比为0.1g/gPAM时，水凝胶的吸水率最高，为2794.6%。
但是在机械强度方面，纳米氧化物的加入会使水凝胶的机械强度下降，需取得适当的添加量。
羧甲基壳聚糖明胶水凝胶
羧甲基壳聚糖明胶水凝胶
羧甲基壳聚糖明胶水凝胶是一种常见的材料，广泛应用于医药、食品和化妆品等领域。
它是由羧甲基壳聚糖和明胶水混合而成，具有独特的凝胶性质和优异的生物相容性。
羧甲基壳聚糖明胶水凝胶的制备过程相对简单。
首先，将羧甲基壳聚糖与明胶水按一定比例混合，搅拌均匀。
然后，将混合物倒入容器中，在适当的温度和湿度条件下进行凝胶化反应。
经过一段时间的静置，羧甲基壳聚糖明胶水逐渐形成坚实的凝胶体。
羧甲基壳聚糖明胶水凝胶具有良好的生物相容性，不会引起过敏反应或皮肤刺激。
这使得它在医药领域得到广泛应用。
例如，在创伤愈合方面，羧甲基壳聚糖明胶水凝胶可以作为一种创面敷料，促进伤口的愈合和再生。
它可以形成一层保护膜，防止感染和外界刺激，同时提供适当的湿润环境，有助于细胞的生长和修复。
羧甲基壳聚糖明胶水凝胶还可以应用于药物缓释系统的制备。
由于其多孔结构和较大的比表面积，它可以作为药物的载体，将药物包裹在内部，并控制药物的释放速率。
这种凝胶制剂可以延缓药物的释放，提高药物的生物利用度和疗效。
在食品和化妆品领域，羧甲基壳聚糖明胶水凝胶可以作为一种稳定剂和增稠剂。
它可以改善产品的质地和口感，增加其稳定性和延长其保质期。
在化妆品中，它还可以起到保湿和滋润的作用，使肌肤
更加柔软和光滑。
羧甲基壳聚糖明胶水凝胶作为一种多功能材料，在医药、食品和化妆品等领域发挥着重要的作用。
它的凝胶性质和生物相容性使其成为一种理想的材料选择，为各个领域的应用提供了新的解决方案。
羧甲基壳聚糖的应用
羧甲基壳聚糖的应用羧甲基壳聚糖，是一种由壳聚糖经过化学修饰得到的新型功能性材料。
它具有独特的结构和优异的性能，在许多领域都有广泛的应用。
本文将介绍羧甲基壳聚糖的应用，并探讨其在不同领域的潜力。
一、羧甲基壳聚糖在医药领域的应用1.药物缓释系统：羧甲基壳聚糖可以作为药物缓释系统的载体，通过调控羧甲基壳聚糖的结构和化学性质，实现药物的缓慢释放，提高药物疗效和降低副作用。
2.组织工程：羧甲基壳聚糖可以用于构建人工组织和器官的支架材料，促进细胞生长和组织再生，有望用于修复组织缺损和器官功能恢复。
3.抗菌材料：羧甲基壳聚糖具有良好的抗菌性能，可以作为医用敷料和医疗器械的表面涂层，抑制细菌的生长和感染的发生。
二、羧甲基壳聚糖在食品工业的应用1.食品保鲜：羧甲基壳聚糖可以作为食品保鲜剂，延长食品的保质期。
其天然的抗菌性和抗氧化性能有助于抑制微生物生长和食品氧化酸败。
2.食品添加剂：羧甲基壳聚糖可以作为食品增稠剂、乳化剂和稳定剂，提高食品的质感和口感，延长食品的保质期，改善食品的品质。
三、羧甲基壳聚糖在环境保护中的应用1.吸附剂：羧甲基壳聚糖可以作为吸附剂，吸附废水中的重金属离子和有机污染物，净化水体和土壤环境。
2.水凝胶材料：羧甲基壳聚糖可以制备水凝胶材料，用于土壤保水和植物栽培，提高土壤质量和农作物产量。
四、羧甲基壳聚糖在纺织工业中的应用1.功能性纤维：羧甲基壳聚糖可以用于纺织品的功能性改性，提高纺织品的抗菌性、防晒性和阻燃性。
2.纳米纤维：羧甲基壳聚糖可以制备纳米纤维，用于制备纳米纤维膜、滤料和纺丝材料，具有广泛的应用前景。
羧甲基壳聚糖具有广泛的应用潜力。
它在医药领域可以用于药物缓释、组织工程和抗菌材料；在食品工业可以用于食品保鲜和食品添加剂；在环境保护中可以用于吸附剂和水凝胶材料；在纺织工业可以用于功能性纤维和纳米纤维的制备。
随着科学技术的不断发展，相信羧甲基壳聚糖的应用将会越来越广泛，为人类的生活和健康带来更多的福祉。
水凝胶的制备及应用研究
水凝胶的制备及应用研究顾雪梅;安燕;殷雅婷;张玉星【摘要】水凝胶是一种具有三维网络结构的新型功能高分子材料,以其含水量高、溶胀快、具有良好的生物相容性、对外界刺激具有良好的响应性等被广泛应用于很多领域,具有广阔的应用和发展前景。
本文重点介绍了近年来水凝胶的制备方法,同时综合介绍了水凝胶在医药、工农业等领域的应用,并对其未来的发展进行了展望。
%Hydrogel was a kind of three-dimensional network structure with new functional polymer materials,with good biocompatibility and good responsibility for foreign stimulates,was widely used inindustry,agriculture,medicine,etc.The preparation and applications of the hydrogel in industrial and pharmaceutical industry were reviewed,and the future development was prospected.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2012(040)010【总页数】4页(P11-13,35)【关键词】水凝胶;高分子聚合物;制备;应用【作者】顾雪梅;安燕;殷雅婷;张玉星【作者单位】贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003【正文语种】中文【中图分类】O648.17Abstract:Hydrogel was a kind of three－dimensional network structure with new functional polymer materials，with good biocompatibility and good responsibility for foreign stimulates，was widely used in industry，agriculture，medicine，etc.The preparation and applications of the hydrogel in industrial and pharmaceutical industry were reviewed，and the future development was prospected.Key words:hydrogel;polymer;preparation;application水凝胶是一种能够在水中溶胀并保持一定水分而又不溶于水的具有三维网络结构的新型功能高分子材料，兼有固体和液体的性质［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。
壳聚糖水溶胶的制备与应用
壳聚糖水溶胶的制备与应用摘要：壳聚糖是一种聚阳离子的生物二聚体，具有良好的组织相客性、生物可降解性和粘附性，在医学、生物学领域得到了深入的研究和广泛的应用。
温敏性壳聚糖甘油磷酸钠是一种pH值中性的、在室温或低于室温时可长期保持液态、温度迭体温时可凝胶化的材料，有望成为药物，尤其是生物大分子制荆的载体和细胞支架材料。
该文介绍了温敏性壳聚糖水凝胶的制备、特性、机制和应用等方面的研究进展。
关键词：壳聚糖；水凝胶；制备；应用一、壳聚糖水溶胶的制备1、壳聚糖壳聚糖(chitosan)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葡萄糖这种聚阳离子的生物二聚体主要通过对几丁质脱乙酰基获得。
而几丁质则主要来自虾、蟹的外壳口。
由于来源广泛，无毒性、具有良好的组织相容性、生物可降解性和粘附作用等，该材料在医学、生物学领域得到了深入研究和广泛应用。
壳聚糖在中性和碱性环境下不溶解。
Singer 等发现使脱乙酰度为 85 的壳聚糖溶解的最高 pH值为 6．2，超过此值就会出现水凝胶样沉淀。
2、壳聚糖水凝胶的制备壳聚糖可通过化学和物理的方法交联制备成水凝胶。
2． 1化学交联化学交联主要是通过化学交联剂反应形成三维结构，但交联剂一般都具有生物毒性，因此在应用前要尽量去除剩余的交联剂单体。
.Wang等用戊二醛交联制备聚乙烯醇／壳聚糖半互穿网络水凝胶，讨论了交联的机理、成键过程(西夫碱) 。
水凝胶形成过程中，西夫碱是通过壳聚糖的氨基和戊二醛的醛基反应生成的。
加入聚乙烯醇(PVA) 是为了增强水凝胶的机械性能。
吴国杰等将壳聚糖分别与聚醚、聚乙烯醇通过交联剂戊二醛制备聚醚一壳聚糖水凝胶和聚乙烯醇一壳聚糖水凝胶，并对它们的溶胀性能和机械性能进行了研究。
Mahdavinia等将丙烯酸和丙烯酰胺加入到壳聚糖中，以过硫酸钾(KPS)作为基本引发荆，亚甲基二丙烯酰胺(MBA)作为交联剂制成水凝胶，研究了该水凝胶的结构和溶胀性能。
一种壳聚糖水凝胶的制备方法与应用与流程
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羧甲基壳聚糖的制备及应用
11311 在 500mL 的三口烧瓶中 ,加入 200mL 异丙醇 和 20g 壳聚糖 ,开启搅拌器 20min 左右使壳聚糖均 匀分散在异丙醇中 。 11312 将预先配制好的 10mol . L - 1 NaOH 溶液 50mL 分成 5 份 ,每隔 30min 加入 1 份 ,加完后在室温下继 续搅拌 1h ,得反应物淤浆 。 11313 称取 24g 固体氯乙酸 ,分 3～4 次在搅拌下 加入到反应物淤浆中 ,加完后将反应混合物用水浴 加热到 70 ℃,在控温下开启冷凝装置和搅拌器继续 搅拌反应 2h ,停止反应后用冷醋酸调节 pH 值 7～8 。 11314 将上述反应混合物过滤 ,滤饼用无水甲醇充 分洗涤 ,在 60 ℃下烘干至恒重 ,得产物羧甲基壳聚 糖约 30g。
物的溶解度 。
115 产物粘度的测定
将羧甲基壳聚糖配成 1 %的水溶液 ,用旋转粘 度计测定溶液的粘度 。
2 结果与讨论
反应条件对羧甲基壳聚糖水溶性与粘度的影响
实验结果见表 1 。
表 1 反应条件对产物溶解度 ,粘度的影响
组别 A B
编号
1 2 3 4 5 6
反应时间 /h 1 2 4 2 2 2
Preparation and Application of Some Chitoson Derivatives Guo Limin1 Zhang Mouzhen1 Lu Yong2
(1. Department of Chemical Engineering , Yan ,an University 716000 2. Yan ,an Agriculture School ,716000) Abstract :Some Chitoson Derivatives have been prepared by etherification methods and the optimum reaction condi2 tions on which chitoson is modified in isopropyl alcohol solvent have been obtained.
壳聚糖水凝胶的制备及其在药物释放中的应用
壳聚糖水凝胶的制备及其在药物释放中的应用壳聚糖是一种天然产物，具有良好的生物相容性、生物降解性和生物
可吸收性，因此在药物控释领域受到了广泛的关注。
壳聚糖水凝胶是一种
基于壳聚糖制备的可逆性凝胶，其具有物理稳定性、生物相容性和生物可
降解性等优点，成为了一种理想的药物控释载体。
壳聚糖水凝胶的制备主要包括化学交联、物理交联和嗜酸性交联等方法。
其中，化学交联是最常用的方法之一，通过交联剂与壳聚糖之间的化
学反应来形成水凝胶。
而物理交联则是通过壳聚糖分子之间的非共价作用
来形成凝胶，例如离子凝胶、复杂凝胶和共价交联凝胶等。
嗜酸性交联则
是利用壳聚糖在酸性条件下具有的带负电性质，与多价阳离子形成凝胶的
方法，如与聚醚型多肽物质的交联。
壳聚糖水凝胶作为药物控释载体，在药物释放中具有良好的应用前景。
其优点在于可以实现可控释放和持续释放药物的目的，同时避免药物的过
早释放和过量释放等问题。
此外，壳聚糖水凝胶还可以改善药物的溶解度、稳定性和生物利用度等方面，提高药效。
壳聚糖水凝胶可以应用于多种药
物的控释，例如抗生素、生长因子、蛋白质和基因等。
在药物控释领域的
应用也越来越广泛。
羧甲基纤维素基互穿网络水凝胶的合成及应用
羧甲基纤维素基互穿网络水凝胶的合成及应用羧甲基纤维素(CMC)是一种可再生的天然高分子化合物,因其良好的水溶性、生物可降解性和无毒无污染等特征而被广泛地应用于食品、造纸、纺织、日化、医药卫生和石油工业等领域。
CMC分子结构中含有大量的羟基和羧基,羟基具有一定的反应活性,可以通过物理交联或化学交联的方法形成水凝胶,羧基具有较好的p H响应性和络合作用,从而被应用于各种功能性水凝胶的制备。
目前报道的大部分是单一的羧甲基纤维素水凝胶,同时羧甲基纤维素基水凝胶也存在易脆、强度低等缺点,因此寻找制备易于加工成型的高强度的羧甲基纤维素基水凝胶的方法,探究水凝胶的结构与性能的关系从而挖掘其潜在的用途是羧甲基纤维素基水凝胶研究领域的一个重要方向。
本文以CMC为第一网络,采用互穿网络聚合物(IPN)分步合成法和一步合成法,成功制备了两种不同类型的羧甲基纤维素基水凝胶,通过FTIR、SEM、TGA和XRD等测试手段表征了两种水凝胶的结构,并分别探讨了其潜在的应用领域。
1、以40wt%的乙醇水溶液为溶剂,过硫酸钾为引发剂(KPS),N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,利用两种亲水性不同的聚合物CMC和聚丙烯酸甲酯(PMA),采用IPN分步合成法制备了CMC/PMA IPN水凝胶。
实验结果表明:这种水凝胶具有比较好的互穿网络结构以及良好的p H响应性;PMA分子的引入增强了CMC水凝胶的热稳定性;通过对亚甲基蓝的吸附实验发现,CMC/PMA IPN水凝胶对亚甲基蓝的最佳吸附浓度为100mg/L,吸附时间为48h,p H为7左右,此时最大吸附量为2370mg/g。
2、在分步合成法的基础上,采用IPN一步合成法制备了CMC/PMA IPN 水凝胶,既简化了实验步骤,同时也更有利于形成较好的IPN结构。
探讨了丙烯酸甲酯(MA)单体的用量和MBA的用量对CMC/PMA IPN水凝胶力学性能及热稳定性的影响。
研究发现随着MA单体用量的增加,或者MBA用量的增大,CMC/PMA IPN水凝胶的力学性能越好;水凝胶的热稳定性随着PMA组分的增加有所提高,另外,对苯酚溶液的吸附实验发现该水凝胶有望在中性条件下应用于有机物的吸附领域。
《羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶的制备及性能研究》范文
《羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶的制备及性能研究》篇一一、引言近年来，随着医疗健康领域对新型材料需求的增加，具有良好生物相容性和优异抗菌性能的材料引起了广泛关注。
羧甲基壳聚糖（CMCS）作为一种天然高分子材料，具有优良的生物相容性、生物降解性和抗菌性，被广泛应用于制备生物医用材料。
本文旨在研究羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶的制备方法及其性能，以期为新型医用材料的开发提供理论基础和实践指导。
二、材料与方法1. 材料羧甲基壳聚糖、交联剂、抗菌剂、去离子水等。
2. 制备方法（1）羧甲基壳聚糖的制备：采用化学改性的方法，将壳聚糖进行羧甲基化改性，得到羧甲基壳聚糖。
（2）水凝胶的制备：将羧甲基壳聚糖、交联剂和抗菌剂按一定比例混合，加入去离子水，通过搅拌、冷冻和解冻等步骤，制备得到羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶。
3. 性能测试采用扫描电子显微镜（SEM）观察水凝胶的微观结构；通过拉伸试验测试水凝胶的力学性能；采用抗菌实验评价水凝胶的抗菌性能；通过细胞毒性实验评估水凝胶的生物相容性。
三、结果与讨论1. 微观结构通过扫描电子显微镜观察，制备得到的羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶具有多孔的三维网络结构，有利于细胞的生长和营养物质的传输。
2. 力学性能拉伸试验结果表明，羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶具有较好的拉伸性能和较高的断裂强度，满足一定程度的拉伸和弯曲需求。
此外，水凝胶具有一定的自愈合性能，能够在一定程度上恢复其原有的力学性能。
3. 抗菌性能抗菌实验表明，羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶对常见细菌具有良好的抑制作用，能够有效降低细菌的存活率。
这主要归因于羧甲基壳聚糖的抗菌性能和交联剂形成的三维网络结构对细菌的阻隔作用。
4. 生物相容性细胞毒性实验结果显示，羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶具有良好的生物相容性，对细胞无明显的毒性作用。
这为水凝胶在生物医用领域的应用提供了良好的基础。
四、结论本文成功制备了羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶，并对其性能进行了系统研究。
壳聚糖凝胶的制备及应用研究
壳聚糖凝胶的制备及应用研究
唐振兴;钱俊青
【期刊名称】《浙江工业大学学报》
【年(卷),期】2005(33)6
【摘要】以壳聚糖为原料,将其溶于稀酸,确定了碱性介质固化,洗涤至中性,再在中
性介质中交联的工艺路线.对壳聚糖的脱乙酰度和质量浓度、交联剂戊二醛的用量、交联时间,以及反应介质等工艺条件进行了优化,最适工艺条件为:壳聚糖的脱乙酰度为90.24%,质量分数为2.0%;交联剂戊二醛质量分数为0.6%;交联时间为6 h;以水为反应介质.在此工艺条件下制备的凝胶在pH=1.5的介质中稳定.应用试验表明,对蛋白质有良好的分离效果,中性蛋白酶经一次分离,可得到四个组分,总活力保持在90%以上.牛血清蛋白经凝胶可分离出两个组分,蛋白回收率达70%以上.
【总页数】4页(P610-613)
【作者】唐振兴;钱俊青
【作者单位】浙江工业大学,化学工程与材料学院,浙江,杭州,310032;浙江工业大学,药学院,浙江,杭州,310032
【正文语种】中文
【中图分类】O636.1
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MS软件在羧甲基/壳聚糖水凝胶制备中的应用在自然界中，多糖分布极为广泛，它是一种天然的聚合物，具有独特的结构和特殊的特性，多糖物质在人们的生活的各个方面发挥着重要的作用。
甲壳素（chitin)是一种碱性多糖，也是地球上第二大天然再生资源（纤维素的含量第一），其分布广泛，存在于甲壳动物（如虾、蟹等的外壳）、藻类等低等植物及微生物（菌类的细胞壁）中。
甲壳素的C-2位的羟基被乙酰基取代，同植物纤维素的结构相似，它在地球上的含量极为丰富，每年自然界的生成量可多达1000亿吨。
甲壳素呈无定形的白色或淡黄色固体粉末，按其来源不同，分为α和β两种构型，其分子链以螺旋形式平行排列，分子中有大量的乙酰基和羟基，分子内氢键作用较强，具有十分紧密的晶体结构，不溶于烯酸、碱、水和一般的有机溶剂，只能溶解于强酸以及少数有机溶剂中。
甲壳素为N-乙酰-D-葡萄糖胺的聚糖，其结构式为：由于其良好的生物相容性、低毒性，对酶的敏感性，在用作制备水凝胶材料方面，引起人们广泛的兴趣。
在这些高分子中，多糖还具有其独特的优点，如无免疫原性，无传播动物源病菌的潜在危险性等。
其中的一个多糖就是壳聚糖。
壳聚糖（chitosan)是由2-乙酰氨基葡萄糖和2-氨基葡萄糖和通过β-1,4糖苷键连接而成，结构与纤维素类似，其化学结构式为：甲壳素在强碱性环境下，可通过脱乙酰而得到壳聚糖，壳聚糖是甲壳素最为重要的衍生物。
壳聚糖具有其他天然高分子材料的优点，又不会引发免疫反应。
壳聚糖（CS）不同于其他多糖，其分子结构中存在氨基，可被质子化，能形成聚电解质络合物。
壳聚糖是一种无毒、可生物降解、具有良好的生物相容性及良好的生物粘附性的天然高分子材料，在生物医药，环境工程以及生物技术领域都有广泛的应用，使之成为药物控制释放领域中的理想载体。
将壳聚糖羧甲基化，可制备得到水溶性很好的羧甲基壳聚糖(CMCS)，一方面羧基的引入极大提高了壳聚糖在水中的溶解性，另一方面，羧甲基壳聚糖分子中既含有氨基又含有羧基，是一种两性高分子聚合物，应用比壳聚糖更加广泛。
甲醛、戊二醛、马来酸酐、钙离子等常用来作为制备壳聚糖系水凝胶的交联剂。
但甲醛、戊二醛等的毒性较大，这影响了水凝胶在生物医药领域中的应用。
而经钙离子交联得到的水凝胶机械性能较差，而且容易与体内的阳离子(如钠离子等)发生离子交换，使水凝胶迅速崩解，从而使凝胶中负载的药物快速释放，影响药物的缓释效果。
1-乙基-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)是一种无毒的肽键缩合剂，本身并没有成为交联的一部分，常作为氨基和羧基的交联。
为了避免有毒的交联剂的使用，拓宽羧甲基壳聚糖在生物医药领域的应用，所以本研究以水溶性好的羧甲基壳聚糖(CMCS)为原料，以EDC为交联剂，制备得到新型的EDC/羧甲基壳聚水凝胶。
水凝胶是由带有亲水性基团(—COOH、—OH、—CONH2)的水溶性单体通过聚合反应并以物理或化学交联的方式所形成的具有三维网络结构的高分子聚合物。
水凝胶能显著地溶胀与水中或者生物体液中溶胀并能保持大量水分而不被溶解。
近年来，智能水凝胶引起了科研者的大量关注，因为智能水凝胶能够感知周围环境如温度、磁场、电场、pH、离子强度等刺激的微小变化并对环境刺激产生响应特性。
水凝胶的响应性能是通过凝胶的可逆体积相变来实现的，并使它在传感器、人造肌肉、药物控制释放、组织工程、催化体系、酶的固定等方面具有广阔的应用前景。
由于传统的给药方式有口服和注射等，使治疗药物的毒性不仅存在于肿瘤部位，而且会散布于身体的各个部位，对正常身体部位产生一定程度的损伤。
同时由于药物浓度在体内广泛分布，到达肿瘤部位的药物浓度就会变小，可能导致其低于药物的治疗浓度，以致使它达不到应有的效果。
温敏性载药水凝胶可以对药物的释放起到一定的缓释作用，使药物释放变得缓慢；也可以根据病变部位与正常组织不同而识别病变器官，从而有选择性地进攻，使药物浓度更有效地分布，增强药物治疗效果，同时达到原位控制治疗，减小药物的毒副作用，因此，制备能够负载药物并具有药物缓释性能的药物载体，在临床医学和制药学中是非常需要的。
智能水凝胶由于其能够在相对苛刻的条件下，保护药物并将药物在原位缓慢释放药物而倍受青睐。
实验及用chemoffice软件进行初步表征1.羧甲基壳聚糖的制备由于壳聚糖具有良好的生物活性和生物相容性等优良特点，因此被广泛的应用于生物医药等领域。
然而壳聚糖的亲水性较差，仅能溶解在酸性介质溶液中，不溶于水，不溶于中性和碱性的环境中，限制了其子在生物领域和生物大分子药物传输递送上的应用。
由于壳聚糖分子具有丰富的活性羟基和氨基基团，通过化学方法，对其分子进行修饰，制备壳聚糖衍生物，这不仅提高了壳聚糖的溶解性，同时新引入的取代基团也增加了壳聚糖新的活性特点和性能。
通过羧基化反应对壳聚糖结构进行改性：由于壳聚糖上的羟基或氨基可与氯代烷酸（氯乙酸）、乙醛酸等反应，将极性的羧酸基团引入分子链上。
羧甲基壳聚糖的制备原理图如下（1）：图（1）采用Materials Studio（MS）软件对材料的结构进行模拟和重构，把抽象的晶体结构（晶胞或者原子构型）以简单的可视三维原子球棍模型表示出来，使人们更直观地理解复杂晶体结构。
通过建立晶胞和原子构型，形象描述晶体结构几何对称理论体系。
用Materials Studio软件对羧甲基壳聚糖的制备原理进行模拟如下图。
通过Materials Studio软件使壳聚糖以及羧甲基壳聚糖分子中微观粒子的结构形象化,可视化。
其中羧甲甲基化研究比较广泛，由于羧基基团和壳聚糖反应位置的不同，在反应中，可以生成量子羧甲基壳聚糖，分为：O-羧甲基壳聚糖(O-CM-Chitosan)、N-羧甲基壳聚糖(N-CM-Chitosan)和N,O-羧甲基壳聚糖(N,O-CM-Chitosan)。
2. 羧甲基壳聚糖水凝胶的制备本文以EDC 为交联剂，之前制备好的羧甲基壳聚糖为单体，加入引发剂过二硫酸铵，使壳聚糖上的羧基和自身的氨基发生交联反应制备得到EDC/羧甲基壳聚糖水凝胶，水凝胶交联原理图如下（2）。
50% NaOH-20℃ClCH 2COOH图（2）3.计算化学应用的展望计算方法和能力的发展提供了复杂体系前所未有的细节性的理解。
这些分子水平的研究进展反过来也必将对物质科学中的自然规律的总结和基础理论的发展，为系统性理解复杂体系和复杂过程提供重要理论基础。
在计算和硬件、软件和基本算法飞速发展的时代，强调计算的重要性是一件自然而然的事情。
基本理论方法和更基础的解析理论模型的研究因为其困难性和长期性容易被忽略，特别需要关注。
不过，有理由相信计算化学在理论指导实践的过程中会发挥其巨大的作用，并具有更加广阔的应用前景。
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