壳聚糖制备多孔微球 文献综述

壳聚糖多孔微球制备与表征

摘要:用来源丰富且廉价，并具有许多优良生物性能的壳聚糖为原料，把他配成质量分数为1.5%的溶液，通过与戊二醛交联，用三氯甲烷作为制孔剂，制备一定粒径的壳聚糖多孔微球。用香兰素测试其吸附性能。

关键词：壳聚糖多孔微球吸附制备表征

在可生物降解天然大分子材料中, 壳聚糖是一类从虾、蟹等甲壳类动物中的甲壳素经化学方法脱乙酰基后提取的氨基高分子多糖, 它来源丰富、成本低廉, 是仅次于纤维素的第二大类天然大分子材料[ 1~ 3] . 它具有良好的生物相容性和生物降解性, 是目前唯一具备电正性特点的天然大分子, 已在医药、食品、农业、环保、日化等领域获得广泛的应用. 高分子微球由于其具有高分散性和大比表面积

的特点, 是一种性能优异的载体材料, 在药物控制释放、生物工程、废水处理等方面已被广泛研究, 有着广阔的应用前景[ 4] . 把壳聚糖材料制备成高分子微球,使壳聚糖和高分子微球的优异性能有机结合也是目前国内外较为热点的研究领域[ 5] .

壳聚糖(Chitosan)又称可溶性甲壳质、甲壳胺、几丁聚糖等，化学名为2-氨基-β-1，4-葡聚糖，分子式为:(C6H11O4N)n,结构式为:

壳聚糖它是甲壳质经脱乙酰基而得到的一种天然阳离子多糖。具有可降解性、良好的成膜性、良好的生物相容性及一定的抗菌和抗肿瘤等优异性能。广泛应用于医药、食品、化工、环保等行业，素有万能多糖的美誉[6]。

香兰素是人类所合成的第一种香精,由德国的M·哈尔曼博士与G·泰曼博士于1874年合成成功的。通常分为甲基香兰素和乙基香兰素。甲基香兰素（vanillin），化学名3-甲氧基-4-羟基苯甲醛，外观白色或微黄色结晶，具有香荚兰香气及浓郁的奶香，为香料工业中最大的品种，是人们普遍喜爱的奶油香草香精的主要成份[7]。其用途十分广泛，如在食品、日化、烟草工业中作为香原料、矫味剂或定香剂，其中饮料、糖果、糕点、饼干、面包和炒货等食品用量居多。目前还没有相关报道说香兰素对人体有害。乙基香兰素为白色至微黄色针状结晶或结晶性粉末,类似香荚兰豆香气,香气较甲基香兰素更浓。属广谱型香料,是当今世界上最重要的合成香料之一,是食品添加剂行业中不可缺少的重要原料,其香气是香兰素的3-4倍,具有浓郁的香荚兰豆香气,且留香持久。广泛用于食品、巧克力、冰淇淋、饮料以及日用化妆品中起增香和定香作用。另外乙基香兰素还可做饲料的添加剂、电镀行业的增亮剂,制药行业的中间体[8]。

香兰素为芳香酚类的代表, 被作为模型分子.为此, 针对香兰素分子中含有疏水性的苯环, 我们合成具有疏水性吸附能力的壳聚糖多

孔微球为第一网. 针对香兰素分子中含有亲水性的酚羟基, 我们合

成具有亲水性吸附能力的与戊二醛交联的壳聚糖为第二网.实现亲水性聚合物和疏水性聚合物共混, 利用分子链缠结产生“强迫相容”, 获得了性能较好的疏水/亲水性壳聚糖多孔微球[9]。

壳聚糖是一种生物降解性优异的高分子，其广泛用于医用材料，如制备一次性医疗器械。壳聚糖发泡可得到多孔材料。本实验把壳聚糖配成质量分数为3%的溶液，通过过与戊二醛交联，用三氯甲烷作为制孔剂，制备一定粒径的壳聚糖多孔微球。用香兰素测试其吸附性能。存在不足是壳聚糖粒径分布较宽，且吸附香兰素的量偏低，戊二醛和三氯甲烷易挥发，有毒需要在通风橱中进行操作。

1 实验部分

1.1试剂与仪器

（1）实验仪器

JY501 Max 500g电子天平FA2104N分析天平上海菁海仪器有限公司数字恒温水浴锅HHZ常州智博瑞仪器制造有限公司DHG-9070型电热恒温鼓风干燥箱TU-1810型紫外可见光光度计北京普析通用仪器有限公司SHZ-82A 恒温振荡器烧杯玻璃棒光学显微镜量筒注射器

（2）实验药品

壳聚糖，戊二醛，三氯甲烷，3%的氢氧化钠溶液，1%的醋酸溶液，香兰素，10%的乙醇溶液，蒸馏水

1.2壳聚糖多孔微球的制备

采用液相滴球法制备多孔微球，将一定质量的壳聚糖溶入1%的醋酸溶液中，配成1.5%的壳聚糖溶液。将5%的戊二醛加入到壳聚糖溶液中迅速搅拌5min.使其交联完全。再加入一定体积的三氯甲烷作为制孔剂，迅速搅拌10min.把配制好的壳聚糖溶液用注射器滴在水浴温度为40℃的3%的氢氧化钠溶液中。待全部滴完球后，搅拌10min。迅速捞起来，放在40℃清水中漂洗10min.再捞起来，放在表面皿中于35℃的烘箱下烘24小时。制备过程把水浴温度（20℃,40℃,50℃,60℃,70℃），壳聚糖的浓度（1%，1.5%，2%），戊二醛的用量（0.5g,1.0g，1.5g）,三氯甲烷的用量（0.5ml,1.0ml ,1.5ml）设置为变量，制备不同条件下的壳聚糖。

1.3壳聚糖性质表征

香兰素标准曲线的绘制：把香兰素制备成不同梯度的标准浓度3.6g/L、4.8 g/L、6.0 g/L、7.2 g/L、8.4 g/L、9.6 g/L等在紫外可见光光度计下测定其吸光度，制备标准曲线[10]。

香兰素的浓度对对壳聚糖吸附性能影响：取1g壳聚糖六份，分别加入到10ml香兰素浓度分别为3.6g/L、4.8 g/L、6.0 g/L、7.2 g/L、8.4 g/L、9.6 g/L，PH=6.0中，25℃下振荡吸附2小时，计算壳聚糖的吸附容量[11]。

壳聚糖的加入量对壳聚糖吸附容量的影响：分别将0.6g、0.8g、1.0g、1.2g和1.4g的壳聚糖加入10ml香兰素的浓度为5.0 g/L，PH=6.0，

25℃下振荡吸附2小时，计算壳聚糖的吸附容量[12]。

壳聚糖吸水率和吸水速度的测定：用电子天平称取一定质量的壳聚糖，把它放在10ml的蒸馏水中，分别在2小时、4小时、6小时、24小时的时候把壳聚糖取出，用滤纸擦去表面的水分，测其重量。按下式计算吸水率和吸水速度：

W=(B−G)

G

×100%

式中:W为吸水率，以百分率表示之，

G为试样干燥后的重量，以公克为单位，

B 为试样饱含水份以后的重量，以公克为单位。

ε=(B−G)

T

式中:ε为吸水速率，以克/小时为单位，G为试样干燥后的重量，以公克为单位，

B 为试样不同时间吸收水份以后的重量，以公克为单位

1.4壳聚糖微球强度测定：称取一定质量的壳聚糖微球，放在玻璃板上，在上层再放一块玻璃板。在上层玻璃板上放一定质量的砝码直至壳聚糖微球被压破。

2.实验结果

40℃水浴温度下，1.5%壳聚糖，0.1g 5%戊二醛,1ml的三氯甲烷，3%的氢氧化钠条件下制备的壳聚糖多孔微球的强度，孔的大小和多少，吸附性能，吸水速率和吸水率最佳。