甲壳素应用

甲壳素应用
甲壳素应用

在自然界中,昆虫停留在植物体上时,昆虫脚上的甲壳素会刺激植物分泌壳聚糖分解酶,植物将此壳聚糖分解后吸收,这样不但能活化细胞,使茎、叶茂盛生长,而且能使花开的更美,果实更丰硕。数十年前,蝗虫、蜂等是常有的桌上菜,人类很自然的摄取到甲壳素。而现在,随着人类工业的发展,地球环境的污染,农业生态结构的变化,造成昆虫的大量减少,所以能够吃到甲壳素的机会也就越来越少。可以说现代是“缺乏甲壳素的时代”,由此可知甲壳素的重要性。但现在,科学家已对甲壳素做了大量的研究开发工作,特别是在农业方面,已开始了广泛的应用。

现在人们已开始崇尚自然美,绿色食品,环保功能产品,生态农业。为此,科学家在这方面也竭尽全力,现已成功地研制开发了一种新兴高科技产品----甲壳素。甲壳素的研究开发及应用,现已取得了相当的成就。因其功能及应用之广泛被誉为“上帝赐给人类的最后一件礼物”,“地球环境污染的救世主”。

经研究证实,甲壳素作为植物性功能调节剂,能调节植物基因的关闭和开启,诱导植物分泌抗性酶。这样不仅可以促进植物细胞的活化,刺激植物性生长,还可以增加对病虫害的自我防御能力。特别是较高聚合度的壳寡糖具有阻碍病原菌生长繁殖的功能,因此它又称为新型植物抗性诱导剂。

采用现代生物技术,将甲壳素制备成水溶性的制剂。用它浸泡种子或叶面喷施,可诱导植物抗性相关蛋白基因启动,使植物产生抗性相关蛋白。甲壳素制剂可使植物产生系统抗性体,即某一部分产生抗性,可诱发整个植株产生抗性。甲壳素为土壤有益菌如放线菌的营养物质,它可促进放线菌的繁殖并诱导放线菌产生甲壳素酶,从而抑制土壤有害细菌:同时由于放线菌大量繁殖,改善了土壤生态环境和植物品质,从而达到增产的目的。甲壳素为成膜物质,包在种子外或喷施于植物叶面上具有透气、保水之功效,可促进植物光合作用及正常营养成分的吸收。在植物收获前期喷施,可大大增加植物抗性,延长了种子、蔬菜、水果的保存期。

在农业方面,利用甲壳素为原料,采用现代生物技术分解,提取并添加多种微量元素(植物生长所必须)精制而成的制剂,因其在农业方面所取得的良好效果,被人们誉为“植物疫苗”。甲壳素应用在农业生产中,不仅有稳定而显著的增收效果,而且长势好,植株健壮,光合作用增强,而且在抗逆性,抗病虫害方面也表现出明显效果。此外对作物品质的改善对提高食品营养价值和经济价值也有较大的意义。主要功能如下:

1、实用性强

甲壳素对植物适应性广,亲和性好,无毒无副作用,对人畜无害,是一种优良的纯天然生态制剂。

2、根系发达

能促进植物种子提前发芽,根系发达,根毛、种根、次生根数量大大增加。跟乃植物之本,根际发达,会增强植物吸肥吸水能力,增强植物抗旱抗倒伏能力,增强免疫力,以达到健壮多结果之目的。

3、活化根际状态

甲壳素能充分活化根际状态,酶解养分分子,迅速形成土壤溶液,使氮、磷、钾等养分能得到植物充分有效的吸收。

4、缩节粗壮

研究发现,甲壳素具有调节植物发育的功能,使茎杆缩短,粗壮旺盛,,有利于养分最大限度的供应果实,其中微量元素在甲壳素的刺激下,容易被果实吸收,从而刺激蛋白质,氨基酸的形成,从根本上改善品质。

5、杀菌能力强

甲壳素可替代种衣剂,保护种子正常发育,利用种子贮存,减少种子处理程序,经济实惠。研究表明,甲壳素及降解产物对土壤、种子有极强的杀菌作用,能强烈抑制有害真菌菌丝如霜霉菌、胞囊菌等。

6、改良土壤

使用甲壳素做添加剂,可使土壤有益菌如放线菌增加1000倍、有害菌如镰刀菌及线虫类等显著减少,增强土壤容肥能力,从根本上改良土壤,根治板结。提高土壤有机质含量,便于连作。

7、改善作物品质,增加产量

甲壳素能提高作物叶绿素含量和硝酸还原酶,此外糖度、口感增加显著。同时减少农药残留量(国际标准以下),可以通过绿色通道出口。

8、提高肥效

甲壳素具极强成膜功能,能延缓肥料元素的释放,减少养分的丧失大大提高肥效,这样从根本上解决了肥料的浪费,节约资金,保护环境,有益人类健康。

9、增强免疫能力

甲壳素在韩国、日本被誉为“植物疫苗”,可见其对作物所起的作用,甲壳素制剂能使植物抗菌抗病毒能力增强。改变植物生长机理,增强调节系统免疫,从而保证了植物的正常生长发育。

随着甲壳素在农业领域的不断开发利用,甲壳素与其它相应原料合成的产品也在不断的推出。例如:甲壳素缓释化肥,甲壳素冲施肥,甲壳素保水化肥,甲壳素智能化肥等。因此,甲壳素在农业生产中起着不可估量的作用,同时也为减少污染,发展绿色生态农业提供了一种行之有效的方法。另外,甲壳素及其分解产物具良好的吸附性能,能有效的使重金属及其难分解物质充分集中,同时能有效的降解杀虫剂及其它有机物质。从这一点来看甲壳素是一种优良的很有前途的净化剂。

几丁质简介讲稿(附有相应PPT,配合使用,名为《几丁质简介》)

(第2张幻灯片) 》》1811年,法国学者布拉克诺首次从蘑菇中发现甲壳质,命名为Fungine(蕈素)。 》》1823年,法国科学家奥吉尔从昆虫外壳中发现甲壳质,命名为几丁质(Chitin)。 ================================================================== 词条解释: ?Chitin在《英汉化学化工词汇》(第三版)中译为“几丁质”、“壳 多糖”、“聚乙酰氨基葡糖”、“甲壳质”; ?《辞海》中称其为“甲壳质”、“甲壳素”、“壳糖”; ?中文期刊和报纸上除了以上几种名称外还有“几丁”、“蟹壳 素”、“蟹壳多糖”、“甲壳胺”、“几丁聚糖”、“几丁糖”、“明角质蛋白”、“明角质”、“壳蛋白”等等,十分混乱。为了方便大家理解,以下我都叫它几丁质 ================================================

(第3张幻灯片) 简介: 它是自然界中含量仅次于纤维素的一种多糖, 同时,也是地球上数量最大的含氮有机化合物。 其在自然界中主要存在于节肢动物,主要是甲壳纲如虾、蟹、软体动物、环节动物、原生动物、腔肠动物、海藻及真菌等中, 另外在动物的关节、蹄、足的坚硬部分, 肌肉与骨结合处, 以及低等植物中均发现有几丁质的存在。 (第4张幻灯片) 这是它的物理化学性质,大家简单看一下就行,下面重点介绍它的化学性质和实际应用。

化学结构: 这是它的化学结构; 几丁质是N-乙酰-2-脱氧-D-葡萄糖以β-1,4糖苷键形式连接而成的多糖; (第6张幻灯片) 这就是N-乙酰-2-脱氧-D-葡萄糖 (第7张幻灯片) 几丁质的化学结构和植物纤维素非常相似。 都是六碳糖的多聚体。 纤维素的基本单位是D-葡萄糖,它是由D-葡萄糖通过β-l,4糖甙链连接而成的聚合物。 甲壳质的基本单位是N-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖,它是由乙酰葡萄糖胺残基通过β-1,4糖甙链相互连接而成聚合物。

磁性壳聚糖微球的制备及其应用_杨晋青

现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2008, Vol.24, No.10 1079 磁性壳聚糖微球的制备及其应用 杨晋青,叶盛权,郭祀远 (华南理工大学轻工与食品学院,广东广州 510640) 摘要:由新型的高分子材料制成的磁性壳聚糖微球具有很多优良的应用特性。本文着重综述磁性壳聚糖微球的制备方法和性能表征, 介绍其在生物医学,食品工程和废水处理方面的应用进展, 并展望其研究和开发的光明前景。 关键词:磁性壳聚糖微球;改性;医学;食品工程;废水处理 中图分类号:TQ333.99;文献标识码:A ;文章篇号:1673-9078(2008)10-1079-04 Review of Preparation and Application of Magnetic Chitosan Microspheres YANG Jin-qing, YE Sheng-quan, GUO Si-yuan (College of Light Industry & Food Sciences, South China University of Technology, Guangzhou 510640) Abstract: Magnetic chitosan microspheres made from novel polymer materials showed outstanding applied characteristics. In this paper, the preparation and characterization of magnetic chitosan microspheres were reviewed. The applications of magnetic chitosan microspheres in biomedical, food engineering and wastewater treatment were also introduced and their bright futures were prospected for further research and development. Key words: magnetic chitosan microspheres; modification; medicine; food engineering; wastewater treatment 新型的高分子微球材料因其具有很多优良特性为而被广为应用。如粒径小、表面积大、吸附性强,可通过共聚、表面改性赋予其多种功能性基团(如-OH 、-COOH 、-CHO 、-NH2、-SH 等),进而可结合各种物质,使高分子微球具有多种功能。对于磁性高分子微球,由于其具有磁响应性,在外加磁场的作用下可以很方便地分离、回收。因此,在许多领域有广阔的开发前景[1,2]。 壳聚糖(CTS)是自然界存在的唯一碱性多糖,可由蟹、虾壳中的甲壳素经脱乙酰化反应而制得。其资源丰富,安全无毒,具有独特的分子结构和易于化学修饰、生物可相容性和可再生性等功能。它的胺基极易形成四级胺正离子,有弱碱性阴离子交换作用。壳聚糖在酸性溶液中会溶解,稳定性差[3,4]。将壳聚糖进行交联制成磁性壳聚糖(MCS )微球[5,6],不但可提高其稳定性及机械强度,而且使其易与介质分离,利于广泛应用于医学、食品、化工等领域[7]。本文通过对磁性壳聚糖微球的制备方法和性能表征方法及其在生物医药,食品工程和废水处理方面应用的综述,介绍磁性 收稿日期:2008-04-27 基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20050561014) 作者简介:杨晋青(1983-),硕士研究生,研究方向:糖类分离提纯新方法新技术 通讯作者:郭祀远,教授 壳聚糖微球有关领域的研究进展情况,并展望其发展 的前景。 1 磁性壳聚糖微球的制备及表征 1.1 乳化交联法 常用的磁性壳聚糖微球制备方法有乳化交联法[8]。将磁性Fe 3O 4粒子加到一定浓度的壳聚糖溶液中,经均质分散,再在适当的温度,pH 和搅拌条件下逐滴加入含有乳化剂的水相中,产生乳液,在常压下自由挥发或用真空抽提使溶剂挥发,通过洗涤、过滤和干燥等过程即可制得磁性壳聚糖微球[9,10]。 1.2 包埋法 1.2.1 磁性高分子微球的制备 运用机械搅拌、超声分散等方法将磁性粒子分散于高分子溶液中,通过雾化、絮凝、沉积、蒸发等过程得到内部包有磁性粒子的高分子微球,常用的包埋材料有壳聚糖、纤维素、尼龙、磷脂、聚酰胺、聚丙烯酰胺等。徐慧显利用葡聚糖制备了具有较好的单分散性磁性葡聚糖微球[11],董聿生采用反相悬浮包埋技术合成了多分散性的磁性葡聚糖微球[12]。 1.2.2 改性磁性壳聚糖微球的制备 以(NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2O 、NH 4Fe(SO 4)2·12H 2O 和壳聚糖为原料,经羟丙基化、胺基化,采用一步包埋法制备了一种新型的多胺基化磁性壳聚糖微球[13]。此方 DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2008.10.005

甲壳素

甲壳素 即几丁质 中文名称:甲壳质 英文名称:chitin 其他名称:壳多糖,几丁质;几丁质、甲壳素 定义:由N-乙酰基-D-吡喃葡糖胺聚合而成的直链多糖,是虾、蟹外壳的主要有机成分。 Chitin.甲壳质是1811年由法国学者布拉克诺(Braconno)发现,1823年由欧吉尔(()dier)从甲壳动物外壳中提取,并命名为CHITIN,译名为几丁质。外观及性质:淡米黄色至白色,溶于浓盐酸/磷酸/硫酸/乙酸,不溶于碱及其它有机溶剂,也不溶于水。甲壳质的脱乙酰基衍生物(Chitosan derivatives)可溶于水。甲壳素具有抗癌抑制癌、瘤细胞转移,提高人体免疫力及护肝解毒作用。尤其适用于糖尿病、肝肾病、高血压、肥胖等症,有利于预防癌细胞病变和辅助放化疗治疗肿瘤疾病。 甲壳质存在于自然界中的低等植物菌类、藻类的细胞,甲壳动物虾、蟹、昆虫的外壳,高等植物的细胞壁等,是从蟹、虾壳中应用遗传基因工程提取的动物性高分子纤维素,被科学界誉之为"第六生命要素"!因此被欧美中日政府认定为机能性免疫物质。在灵芝、冬虫夏草等植物中也含有微量"几丁聚糖",但含量只在2%-7%之间。甲壳素是宇宙中唯一带正电的阳性食物纤维,地球上存在的天然有机化合物中,数量最大的是纤维素,其次是甲壳素,估计自然界每年生物合成的甲壳素将近100亿吨。甲壳素是地球上数量最大的含氮有机化合物,其次才是蛋白质仅此两点,就足以说明甲壳素的重要性。蟹壳中含有40%的蛋白质、30%的钙、30%的几丁质。提取甲壳质(几丁质)的工艺是:首先用稀的氢氧化钠液除去蛋白质,然后,用盐酸除去钙盐,剩下的就是几丁质。为了从这些几丁质中除去乙酰基,用长时间的高温,使之在浓的氢氧化钠中发生反应,就可制成含有氨基的甲壳质。因为几丁质不溶于酸碱,也不溶于水,很难被人体利用。经脱乙酰基成几丁聚糖后它能溶于稀酸和体液中,可被人体所利用。 甲壳质名称概括 一般通称:甲壳质,甲壳素,(经乙酰化后称为)壳聚糖. 英文名称:Chitin.中文学名:几丁质,甲壳素化学名称:β-(1→4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖 别名:壳多糖、几丁质、甲壳质、明角质、聚乙酰氨基葡糖 分子式及分子量:(C8H13NO5)n (203.19)n 性状:外观为类白色无定形物质,无臭、无味。 能溶于含8%氯化锂的二甲基乙酰胺或浓酸;不溶于水、稀酸、碱、乙醇或其它有机溶剂。 自然界中,甲壳质广泛在于低等植物菌类、虾、蟹、昆虫等甲壳动物的外壳、高等动物的细胞壁等。 它是一种线型的高分子多糖,即天然的中性粘多糖,若经浓碱处理去掉乙酰基即得脱乙酰壳多糖。甲壳质化学上不活泼,不与体液发生变化,对组

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

壳聚糖的制备

壳聚糖及其衍生物的制备 甲壳素(chitin)在自然不仅含量十分丰富,而且可生物降解,是环境友好产品,利用沿海地区丰富的虾蟹壳为原料,可生产出甲壳素,变废为宝,净化环境。甲壳素经浓碱处理去掉乙酰其后得壳聚糖(chitosan),分子结构如下: O O CH2OH OH NH2n O 壳聚糖经化学改性可得系列的衍生物,如:羧甲基壳聚糖、低聚壳聚糖等。这些系列产品在许多方面有着极其广泛的用途。如在医学方面可作为抗癌制剂、手术缝线、人造皮肤、药物载体等;在轻工业上可作为化妆品填料、增白剂、固发剂或增强纸张的光洁度;在环保方面可作为絮凝剂、吸附剂,用于污水处理,还可用作饮料的澄清剂、无毒包装材料等;在农业方面是一种新型植物生长调节剂,促进植物生长、增加产量、提高品质、诱导植物的广谱抗病性,还可用于生产生物农药,用于果蔬保鲜。因此壳聚糖及其衍生物系列产品有很好的潜在需求和市场前景。 一、实验目的 1.了解壳聚糖及其衍生物的应用概况; 2.学习壳聚糖及其衍生物的制备原理和方法; 3.强化学生环保意识,变废为宝; 4.制备2~5g的产品。 二、实验内容 1.利用强碱制备壳聚糖; 2.测定壳聚糖的脱乙酰度。 三、实验原理

甲壳素是酰胺类多糖,壳聚糖的制备过程,就是酰胺的水解过程。酰胺有如下几种结构: 酰胺可在强酸或强碱条件下水解,对于低分子的酰胺,水解可以进行得比较 完全,但对于多糖来说,强酸更容易水解糖苷键,所以甲壳素的脱乙酰基,一般 情况下不采用强酸水解;相对说来,强碱造成糖苷键的断裂不像强酸那么严重, 所以都用强碱来脱乙酰基。 酸碱滴定法的原理是壳聚糖的自由氨基呈碱性,可与酸定量地发生质子化反应,形成壳聚糖地胶体溶液: 溶液中游离的H+用碱反滴定,这样,从用于溶解壳聚糖的酸量与滴定用去的碱量 之差,即可推算出壳聚糖自由氨基结合酸的量,从而计算出壳聚糖中自由氨基的 含量。 四、实验材料与设备 1.实验设备与仪器 水浴锅,电炉,烧杯,三角瓶,碱式滴定管,电子天平。 2.实验材料与试剂 甲壳素,NaOH,HCl,甲基橙指示剂,乙醇、丙酮。 五、实验步骤 1.壳聚糖的制备 (1)取三个烧杯,编号1﹟、2﹟、3﹟,于每个烧杯中加入甲壳素5g,于1﹟ 烧杯中加入40%NaOH 100mL,2﹟烧杯中加入50%NaOH 100mL, 3﹟烧杯中加入 60%NaOH 100mL,100℃煮沸2h,脱乙酰基。 (2)反应完毕取出,用蒸馏水洗至中性,再用乙醇、丙酮洗涤后,干燥,即得 白色壳聚糖。 2.脱乙酰度的测定 准确称取上述方法制备的三种壳聚糖各0.5g,分别置于250mL三角瓶中,加入

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,

甲壳素行业分析

甲壳素行业分析 甲壳素是一种多糖类生物高分子,在自然界中广泛存在于低等生物菌类,藻类的细胞,节支动物虾、蟹、昆虫的外壳,软体动物(如鱿鱼、乌贼)的内壳和软骨,高等植物的细胞壁等,甲壳素每年生命合成资源可达2000亿吨,是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源,是人类取之不竭的生物资源。 甲壳素是自然界中唯一“带正电荷的天然活性产物”,被誉为除糖类、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质之外的“人体第六生命要素”,在人体的生理活动中起到非常重要的作用。广泛用于食品、医药、化妆品、生物工程、造纸、化工、农业、饲料、纺织、印染、卷烟、污水处理等领域。 自20世纪80年代以来,在全世界X围内掀起开发甲壳素、壳聚糖的研究热潮后,世界各国都在加大甲壳素、壳聚糖的开发力度,日本更是走在各国的前列。在美国、韩国、印度、荷兰、挪威、加拿大、波兰、法国等都已能生产。自然界中每年生物合成的甲壳素约有10亿吨左右,是仅次于纤维素的天然高分子化合物,也是地球上最丰富的有机物之一。 甲壳素应用 甲壳素的应用X围十分广泛,产品大致可分为食品级和工业级两个方面。食品级产品可作为食品添加剂、保健功能食品等;工业级产品的用途则更为广泛,可广泛用于农业、纺织、工业助剂等方面,目前市场上已经出现添加甲壳素的内衣。而甲壳素的衍生物的应用X围

则更加广泛,还可用于医用敷料等新材料的用途,另外国内现有研究人员研究使用甲壳素系列产品制成人造眼角膜。 1、食品工业 1.1 食品添加剂:如食品结构形状的控制,优化食品的风味,改善食品的流动性,控制粘度,增加食品中的纤维含量等。壳聚糖与酸性多糖反应,生成壳聚糖的酸性多糖络盐,此络盐呈肉状组织纤维,可作为组织形成剂,与猪肉、牛肉、鱼和禽肉等混合,制成优质和低热量的填充食品,也可通过添加香料、调料和色素等制成各种人造肉,供既喜欢吃肉又不能吃肉的人食用;可作为增稠剂和稳定剂用于蛋黄酱、花生酱芝麻酱、奶油代用品、含沙司罐装食品等;还可以作为调味品、豆腐凝固剂等。 1.2 功能原辅料:如功能性食品包括降酸食品、减肥食品、肠内微生物群调节食品、补充微量元素食品,抑菌保鲜剂、可食性包装材料或缓释材料等。 1.3 液体处理剂:饮用水的净化,从废水中回收蛋白质,饮料及酒类的澄清,如澄清糖汁、净化糖蜜、果酒和果汁的澄清,果汁脱酸和防止醋沉淀,降低液体中的总固体含量等。 2 医疗卫生 甲壳素在医疗卫生方面的用途多以衍生物的形式应用,例如脱乙酰甲壳素等。 2.1 缝合线

甲壳素和壳聚糖作为天然生物高分子材料的研究进展

基金项目:本研究由黑龙江省青年科学技术专项资金项目(QC06C047),黑龙江省教育厅项目(11513072),黑龙江大学青年科学基金(Q L200643),兽医生物技术国家重点实验室开放课题基金项目(NK LVB 2200501,NK LVB 2200601)资助; 作者简介:车小琼,(1983-)女,四川绵阳人,在读硕士,主要进行天然高分子材料的研究。 知识介绍 甲壳素和壳聚糖作为天然生物高分子材料的研究进展 车小琼,孙庆申,赵 凯 (黑龙江大学生命科学学院微生物黑龙江省高校重点实验室,黑龙江大学,哈尔滨 150080) 摘要:甲壳素是自然界中含量仅次于纤维素的天然高分子,壳聚糖是甲壳素脱乙酰化后带有阳离子的多 糖。壳聚糖中的自由氨基以及它的高结晶性,使得它能溶于酸,而不溶于碱和绝大数的有机溶剂。同时壳聚糖具有无毒性、无刺激性、良好的生物相容性、生物可溶解性,以及高的电荷密度,因而被作为一种新型的天然生物材料得到广泛应用。文章介绍了甲壳素和壳聚糖的结构和性质,综述分析了甲壳素和壳聚糖在制备微球和作为支架材料中的应用,并总结了甲壳素和壳聚糖在这两个方面存在的问题和发展前景。 关键词:甲壳素;壳聚糖;微球;组织工程;支架 甲壳素(chitin )又名甲壳质、几丁质,是一种广泛存在于昆虫、海洋无脊椎动物的外壳以及真菌细胞中 的天然高分子化合物[1]。壳聚糖(chitosan )是甲壳素脱乙酰基后的产物,具有良好的生物相容性和生物 可降解性,因此可用作生物材料,甲壳素和壳聚糖具有来源广泛、取材方便等优点[2,3]。 1 甲壳素、壳聚糖的理化性质 甲壳素是一种天然高分子化合物,其学名是β2(1→ 4)222乙酰胺基222脱氧2D 2葡萄糖,是由N 2乙酰胺基葡萄糖以及β21,4糖苷键缩合而成[4]。如果把此结构中糖基上的N 2乙酰基大部分去掉的话,就成为 甲壳素最为重要的脱乙酰化衍生物壳聚糖。壳聚糖是由D 2氨基葡萄糖和适量的N 2乙酰2D 2氨基葡萄糖 以2β(1,4)糖苷键连接而组成的。其化学名是(1,4)222氨基222脱氧2β2D 2葡萄糖,结构类似于纤维素[1,2]。 111 甲壳素、壳聚糖的物理性质 甲壳素呈灰白色或白色片状、半透明、略有珍珠光泽的无定性固体,相对分子量因原料和制备方法的差异而从数十万到数百万不等。不溶于水、稀碱、稀酸及一般的有机溶剂,可溶于浓的盐酸、硫酸、硝酸等无机酸和大量的有机酸[1]。 壳聚糖是葡糖胺和N 2乙酰葡萄糖胺的复合物,由于聚合程度的不同其分子量在50~1000kDa 之间。壳聚糖的外观呈半晶体状态,晶体化程度与去乙酰化相关。50%去乙酰化时,其晶体化程度最低。 甲壳素和壳聚糖均具有非常复杂的螺旋结构,且甲壳素和壳聚糖的结构单元不是单胺(N 2乙酰胺基葡萄糖或者氨基葡萄糖),而是二胺。 112 甲壳素、壳聚糖的化学性质 甲壳素和壳聚糖分子中含有—OH 基、—NH 2基、吡喃环、氧桥等功能基,因此在一定的条件可以发生生物降解、水解、烷基化、酰基化、缩合等化学反应[4]。作为氨基多糖,壳聚糖(p K a =615)溶解性与pH 值

甲壳素_壳聚糖的制备与应用

甲壳素/壳聚糖的制备与应用 郭建民1,徐晓军2,李林1 (1.宁波市环境保护科学研究设计院,浙江宁波315010; 2.青岛建筑工程学院,山东青岛266000) [摘要]甲壳素/壳聚糖是一种资源丰富、用途广泛的天然高分子。简介了其物理化学性质及 常见的制备方法;详细介绍了功能化甲壳素/壳聚糖近期的研究状况;综述了甲壳素/壳聚糖的应用;展望了我国甲壳素/壳聚糖资源的开发利用趋势。[关键词]甲壳素;壳聚糖;制备;功能化;应用 [中图分类号]TQ282 [文献标识码]A [文章编号]1006-1878(2004)07-0126-03 甲壳素(chitin )学名为无水-N -乙酰基-D -氨基葡聚糖,是一种重要的天然高分子,其结构与纤维素相似,通常分子量为几百万,是多糖化合物中最重要的一种聚氨基葡萄糖。甲壳素因主要来源于节肢动物如虾、蟹等的甲壳而得名。它也广泛存在于低等植物如真菌、藻类的细胞壁中。据统计,自然界中每年甲壳素的生物合成量在1000kt 以上,可见其自然界储量之丰富。 壳聚糖(chitosan )是甲壳素脱乙酰化而得到的一种生物高分子。由于壳聚糖分子中有大量游离氨的存在,其溶解性大大优于甲壳素,兼具有甲壳素的天然、无毒、生物相容性好与易于降解等优点,所以壳聚糖有十分良好的经济应用价值。人们对壳聚糖的研究十分活跃,其应用领域也不断拓宽。 我国有着丰富的甲壳素资源。充分利用现有资源,结合区域优势,加强对甲壳素的开发研究及产业化是我国甲壳素化学工业发展的必然趋势。 1 甲壳素的提取 目前,甲壳素主要还是从工业废弃的虾、蟹壳中 提取。把甲壳中的甲壳素,蛋白质和无机物质分离开,最后再进行脱色,获得纯净的甲壳素,其工艺流程为:虾蟹壳—水洗—酸浸(6%HCl )—碱煮(10% NaOH )—脱色(KMnO 4)—干燥—甲壳素成品。可见甲壳素的制备过程主要由简单的酸碱处理 工艺组成,技术难度不大。但是以这种传统的工艺制得的甲壳素存在着一些不足,如溶解度不高,溶液过滤性差等。近年来又提出了一些新的方法,使传统工艺得到了改进。如采用浓度递减,循环酸浸以及脱蛋白质交叉工艺制取的甲壳素可以获得较高的粘度。但是在甲壳素的制取过程中,对于动物壳中 的蛋白质和有机肥料的综合利用程度低及工艺过程中排放的废水量大等缺点,仍然是甲壳素制备工艺中需要改进的问题。此外,从蚕蛹壳、蝉和蝇蛹中提取甲壳素都有过系统的报道。 由于壳聚糖还是真菌细胞壁的常见组成部分,因此以微生物发酵来制取壳聚糖也有着巨大的环保意义。陈忻等采用生物发酵放射毛霉为原料制备了壳聚糖。研究表明,在反应温度为28℃,摇床转速为250r/min ,p H 为7.4~7.6,培养时间为45h 的条件下,壳聚糖对菌丝体产率为15.68%,脱乙酰度85%~90%。谭天伟等提出了以发酵工业废菌丝体为原料生产壳聚糖的新工艺。该工艺成本低廉,经济效益可观。 2 甲壳素的功能化改性 活性侧基的存在,赋予甲壳素较之其他多糖更强的功能性,而通过化学修饰在高聚物骨架上引入其他基团,从而改变高分子的物理化学性质,赋予其新的功能,即高分子的功能化。它已经成为甲壳素应用研究的一个热点。甲壳素/壳聚糖的功能化主要是利用分子结构中的羟基/氨基等活性基团,通过对其进行酰化、酯化、交联、醚化等反应来完成。功能化后的甲壳素/壳聚糖的物化性质得到了改善而具有优异的功能。2.1 交联反应 为了使壳聚糖得到很好的应用,需要把它制成[收稿日期]2003-12-18;[修订日期]2004-02-12 [作者简介]郭建民(1977— )男,河北省宣化市人,宁波市环境保护科学研究设计院工程师,硕士,主要从事环保药剂的开发与三废处理技术研究。 ? 621?2004年第24卷 化 工 环 保 ENV IRONMEN TAL PRO TECTION OF CHEMICAL INDUSTR Y

甲壳素及其衍生物

甲壳素及其衍生物 一、甲壳素的由来 甲壳素(Chitin)又名甲壳质,壳多糖,壳蛋白,是法国科学家布拉克诺(Braconno)1811年首先从蘑菇中提取到一种类似于植物纤维的六碳糖聚合体,把它命名为Fungine(蕈素)。1823年,法国科学家欧吉尔(Odier)在甲壳动物外壳中也提取了这种物质,并命名为chitoin (几丁质),chitoin希腊语原意为"外壳"、"信封"的意思。 1.1 甲壳素的分布 自然界中,甲壳素广泛存在于低等植物菌类、藻类的细胞,节肢动物虾、蟹、蝇蛆和昆虫的外壳,贝类、软体动物(如鱿鱼、乌贼)的外壳和软骨,高等植物的细胞壁等,其每年生物合成的资源量高达100亿吨,是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源,其中海洋生物的生成量在10亿吨以上,可以说是一种用之不竭的生物资源。甲壳素经自然界中的甲壳素酶、溶菌酶、壳聚糖酶等的完全生物降解后,参与生态体系的碳和氮循环,对地球生态环境起着重要的调控作用。 1.2甲壳素的化学结构 经结构分析,甲壳素是自然界中唯一带正电荷的一种天然高分子聚合物,属于直链氨基多糖,学名为[(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖],分子式为(C8H13NO5)n,单体之间以β(1→4)甙键连接,分子量一般在106左右,理论含氮量6.9%。其分子结构特点为:氧原子将每个碳原子的糖环连接到下一个糖环上,侧基团"挂"在这些环上。甲壳素分子化学结构与植物中广泛存在的纤维素非常相似,所不同的是,若把组成纤维素的单个分子棗葡萄糖分子第二个碳原子上的羟基(OH)换成乙酰氨基(NHCOH3),这样纤维素就变成了甲壳素,从这个意义上讲,甲壳素可以说是动物性纤维。 1.3 甲壳素的化学性质 甲壳素有α,β,γ三种晶型。α棗甲壳素的存在最丰富,也最稳定。由于大分子间强的氢键作用,导致甲壳素成为保护生物的一种结构物质,结晶构造坚固,一般不熔化,也不

甲壳素功能和利用

医药方面地应用近年来地研究发现甲壳素和壳聚糖不仅无毒、可被生物降解而且具有显著抑制真菌繁殖等多种医学功能和药理作用作为一类无毒而有效地生物药剂应用在医药和卫生保健领域. 医药制剂将壳聚糖溶于乙酸溶液配成浓度地壳聚糖溶液可用来治疗烂脚牙和被螨虫损害而发生皮炎地部位脚气病也是一种真菌感染疾患如果用.壳聚糖乙酸溶液涂抹连续五六天就能止痒并治愈.同样灰指甲”也是霉菌感染非常顽固连灰黄霉素都很难见效但将“灰指甲”在壳聚糖乙酸溶液中浸泡几分钟坚持半个月以后会逐渐好转最后长出正常地新生指甲. 医用纤维和膜壳聚糖纤维制成地缝合线在预定时间内有很强地抗张强度在血清、尿、胆汁、胰液中能保持良好地强度在体内有良好地适应性尤其是经过一定时间壳聚糖缝合线能被溶菌酶所酶解而被人体自行吸收.因此当伤口愈合后不必再拆线.目前外科手术常用纸代替砂布贴于人体组织表面但用植物纤维或合成纤维纸易引起炎症.研究发现利用甲壳素良地消炎、抗感染作用用其制造地纸既柔软又消炎是理想医用外科手术材料.同样还可以将多肽溶液与甲壳素溶液混合均匀后涂在平板玻璃上凝固制成薄膜用作医用材料这种薄膜均匀、透明、手感柔软具有良好地弹性和强度.人工肾是由高分子材料制成地渗透膜装在一定地容器中制成一个透析器其透析膜必须具有很高机械强度和对血液地稳定性.目前用作透析膜地高分子材料有铜氨法制造地铜珞玢纤维素、骨胶原蛋白、聚砜、聚硫橡胶等.壳聚糖膜具有足够地机械强度可以透过尿素、肌酐等水溶性有机物但不透过、、等无机离子及血清蛋白透水性好是一种理想地人工肾用膜. 人造皮肤 壳聚糖或甲壳素是制造人造皮肤地理想材料它质地柔软、舒适与创面地贴合性能好即透气、又吸水不仅有抑菌消炎作用而且具有抑制疼痛、止血和促进伤口愈合地功能.随着患者创伤地愈合与自身皮肤地生长壳聚糖人造皮肤能自行溶解并被机体吸收既不会留下碎屑而延缓伤口地愈合相反还会促进皮肤再生.壳聚糖人造皮肤地使用免除了常规揭除时流血多及病人地痛苦对治疗高热创伤特别有效.目前在日本和我国都已分别有了壳聚 糖人造皮肤临床应用地报道. 药物载体等发现分子量低于地化合物可透过壳聚糖膜作为分子量更低地药物则更能顺利透过这类膜壳聚糖或甲壳素膜无毒可内服而无任何副作用从而可作为理想地药物缓释膜材料.将甲壳素及其衍生物制成凝胶药物被包埋在其中它们被植入体内后是蚀解式地缓释即表面高分子材料吸水膨胀和形成凝胶使水分不能很快进入内部溶解药物只有当水分能进入内部后药物才能慢慢溶出直至药物释放完全为止.载体药物又称高分子药物系指将小分子地药物分子被键合在特定高分子材料地分子链上所制成地药物.在体内药物分子不断从高分子链上水解下来或者高分子链完全降解药性缓慢释放使之能够较长时间内保持药物地药理作用. 抗肿瘤作用壳聚糖不仅具有很好地生物相容性在体内能降解并代谢而且本身就具有一定地抗肿瘤作用和抗细菌作用.研究发现壳聚糖具有直接抑制肿瘤细胞地作用在含癌细胞地溶液中加入壳聚糖溶液小时后癌细胞全部死亡!其机理主要是由甲壳素或壳聚糖水解生成地氨基葡萄糖在内对某些癌细胞有明显地杀灭作用而对正常组织几乎没有影响因此甲壳素和壳聚糖都可作为癌症地化疗药物个人收集整理勿做商业用途 农业方面地应用饲料添加剂研究发现在饲料中加入甲壳素能使小鸡比对照组增重此外虾、蟹壳中还含有丰富地钙质和微量元素它们可以起着钙质等元素地补充和协同作用.在肉鸡饲料使用地干乳清中加入适量地甲壳素可使乳清中地乳糖得到充分利用这为乳清饲料地有效利用找到了一条出路.此外壳聚糖对脂肪酸和胆汁酸有很强地结合能力可以阻止肠胃对脂肪酸和胆汁酸地吸收.而且壳聚糖能抑制体内胰酶和碳水化合物水解酶地活力从而抑制了脂肪在体内地沉积. 因此在猪饲料中添加壳聚糖可以提高饲养肥猪地瘦肉率.个人收集整理勿做商业用途 仓贮饲草受真菌侵害程度地分析如苜蓿等饲草在仓库贮存时由于收割时地老、嫩程度和

壳聚糖

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,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。针对患者,壳聚糖降血脂、降血糖的作用已有研究报告。 分子式:C56H103N9O39 分子量:1526.4539 简介 壳聚糖是甲壳质经脱乙酰反应后的产品,脱乙酰基程度(D.D)决定了大分子链上胺基(NH2)含量的多少,而且D.D增加,由于胺基质子化而使壳聚糖在稀酸溶液中带电基团增多,聚电解质电荷密度增加,其结果必将导致其结构,性质和性能上的变化,至今壳聚糖稀溶液性质方面的研究都忽略了D.D值对方程的影响。 壳聚糖是以甲壳质为原料,再经提炼而成,不溶于水,能溶于稀酸,能被人体吸收。壳聚糖是甲壳质的一级衍生物。其化学结构为带阳离子的高分子碱性多糖聚合物,并具有独特的理化性能和生物活化功能。 近年来国内外的报导主要集中在吸附和絮凝方面。也有报道表明,壳聚糖是一种很好的污泥调理剂,将其用于活性污泥法废水处理,有助于形成良好的活性污泥菌胶团,并能提高处理效率。但研究其对活性污泥中微生物活性的影响以及其强化生物作用的机理,国内外均未见有报导。

在甲壳素分子中,因其内外氢键的相互作用,形成了有序的大分子结构.溶解性能很差,这限制了它在许多方面的应用, 而甲壳素经脱乙酰化处理的产物一壳聚糖,却由于其分子结构中大量游离氨的存在,溶解性能大大改观,具有一些独特的物化性质及生理功能,在农业、医药、食品、化妆品、环保诸方面具有广阔的应用前景。 物性数据 1. 性状:白色无定形透明物质,无味无臭。 2. 密度(g/mL,25℃):未确定 3. 相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):未确定 4. 熔点(oC):未确定 5. 沸点(oC,常压):未确定 6. 沸点(oC,5.2kPa):未确定 7. 折射率:未确定 8. 闪点(oC):未确定 9. 比旋光度(o):未确定 10. 自燃点或引燃温度(oC):未确定 11. 蒸气压(kPa,20oC):未确定 12. 饱和蒸气压(kPa,60oC):未确定 13. 燃烧热(KJ/mol):未确定

壳聚糖制备

甲壳素的化学名称为(1,4)222乙酰胺基222脱 氧2β2D葡萄糖。当甲壳素通过脱乙酰基反应转变为壳聚糖时,由于游离胺基的产生,应用性大为增加。壳聚糖分子链上的胺基和羟基都是很好的配位基团,使其具有很多纤维素不具有的用途,它既是一种天然的高分子螯合剂,可与重金属离子如Hg2+、Cu2+、Ag+形成稳定的螯合物,用于提取回 收金属和从污水中去除有害的重金属离子[1,2] ,又是一种天然的阳离子型絮凝剂,能使水中的悬浮 物凝聚而沉降,用于污水的净化处理[3] 。表征壳聚糖性能的主要参数有:脱乙酰度和分子量,它们都受甲壳素脱乙酰化反应控制。因此甲壳素脱乙酰化反应是基础性研究工作,虽然已有一些论文报道了甲壳素脱乙酰化反应的研究结果[4] ,但尚不系统完全。另外由于壳聚糖的缩醛键结构,在H+ 的攻击下很容易水解,随着存贮时间的增长, 壳聚糖溶液的粘度将发生很大的变化,给应用带来影响。因此,对壳聚糖溶液存贮期间粘度变化的研究也是很有实际意义的。 1 实验部分 111 试剂及原料 所用试剂都是分析纯。甲壳素由青岛某生化公司提供。112 测定方法 脱乙酰度测定采用线性电位滴定法[5] ,溶液 粘度测定采用NDJ24型旋转粘度计测定 [6] 。 113 壳聚糖的制备 将甲壳素与氢氧化钠溶液在三口烧瓶中混合搅拌,在一定温度下回流一定时间后,过滤,洗涤,烘干,产物即为壳聚糖。114 壳聚糖的水解延缓将壳聚糖分别溶于醋酸水溶液,醋酸2乙醇水溶液,醋酸2甲醇水溶液,醋酸2丙酮水溶液,醋酸2丙酮2甲醇水溶液,常温下测定放置不同时间的上述各溶液的粘度。 2 结果和讨论 211 正交实验法确定反应条件 甲壳素脱乙酰化反应需在浓碱介质中进行,加温可有效地加速乙酰化反应,提高碱液浓度和延长反应时间也可以提高脱乙酰度。但是随着脱乙酰化反应条件的强化,甲壳素主链的降解也越来越严重,这又直接影响产品的质量。因此碱液浓度、温度和反应时间都是主要影响因素。控制脱乙酰化反应条件,就可获得不同脱乙酰度的壳聚糖。目前,常采用高温短时间反应和低温长时 间反应的壳聚糖碱液制备方法。韩怀芬等[7] 研究在100~120℃下反应2~4小时制备壳聚糖,脱乙酰度达89.31%。本实验在低温段80~90℃下反应12~16小时。 本实验首先进行三因素三水平L9(34 )正交实验,各因素和各水平见表1。实验结果见表2。对每个样品测其脱乙酰度。 表1 三因素三水平正交试验

壳聚糖在环保领域中的应用

壳聚糖在环保领域中的应用 点击数:271 发布时间:2013年2月22日来源: 【摘要】在常规水处理系统中,使用最广泛的絮凝剂是铝盐和铁盐,在已处理过的水中残留的铝盐会危害人体健康,残留的铁盐会影响水的色度等;在大多数废水处理中,难以克服污泥产生量.... 在常规水处理系统中,使用最广泛的絮凝剂是铝盐和铁盐,在已处理过的水中残留的铝盐会危害人体健康,残留的铁盐会影响水的色度等;在大多数废水处理中,难以克服污泥产生量大、污泥难以处置等二次污染问题。因此,寻求一种对环境没有二次污染的天然产品来代替铝盐和铁盐絮凝剂,是当今实施可持续发展战略的需要。天然高分子絮凝剂由于其原料来源丰富、价格低廉、选择性好、用量小、安全无毒、可以完全生物降解,故而在众多絮凝剂中备受关注。经过几十年的发展,出现了大量性能、用途不同的天然高分子絮凝剂,其中淀粉类、木质素类、壳聚糖类和植物胶类目前应用较为广泛。 1、壳聚糖性质 壳聚糖(chitosan)结构式见图1,是一种白色无定型、半透明的片状固体,难溶于水但溶于酸,为甲壳素的脱乙酰化产物。一般而言,甲壳素中的N-乙酰基脱去55%以上就可称之为壳聚糖。甲壳素是动物、昆虫的外骨骼的主要成分,是地球上存在的数量仅次于纤维素的第2大天然有机化合物。壳聚糖作为絮凝剂,具有天然、无毒、可降解的性质。壳聚糖的大分子链上分布着许多羟基、氨基及一些N-乙酰氨基,可在酸性溶液中形成高电荷密度的阳离子聚电解质,也可借助氢键或离子键来形成类似网状结构的笼形分子,从而络合去除许多有毒有害的重金属离子。壳聚糖及其衍生物有着广泛的用途,不仅在纺织、印染、造纸、医药、食品、化工、生物和农业等众多领域具有许多应用价值,而且在水处理方面,可用作吸附剂、絮凝剂、杀菌剂、离子交换剂、膜制剂等。由于其在给水应用和水处理中显示了独特的优越性,美国环保局已批准壳聚糖作为饮用水的净化剂。 2、壳聚糖的制备 2.1、传统工艺制备壳聚糖 传统制备壳聚糖的一般方法是:虾、蟹壳漂洗——脱钙及无机盐——脱蛋白质及脂——脱碱、漂洗——水洗、烘干——甲壳素产品——浓碱处理——水洗、烘干——壳聚糖粗产品——提纯——壳聚糖产品。此法较为繁琐,且生产的壳聚糖产品存在灰分含量高和氨基含量高的缺点。

壳聚糖作为药物载体在医学领域中的应用

壳聚糖作为药物载体在医学领域中的应用 摘要:壳聚糖的理化性质、生物活性以及安全性都符合作为药物载体的标准,药物包封于壳聚糖后其释放主要决定壳聚糖的生物降解和溶蚀,控制药物释药的浓度和时间,使药物的释放时间明显延长,对疾病治疗另辟了新的方法和途径。 关键字:壳聚糖药物载体医学应用 前言 作为新型药物输送和控释载体,可生物降解的聚合物纳米粒子,特别是基于多糖的纳米微球和纳米微囊,因其具有良好的生物相容性、超细粒径、合理的体内分布和高效的药物利用率,近年日益受到广泛关注。可生物降解聚合物纳米微粒不仅可增强药物的稳定性、提高疗效、降低毒副作用,而且可有效地越过许多生物屏障和组织间隙到达病灶部位,从而更有效地对药物进行靶向输送和控制释放,是包埋多肽、蛋白质、核酸、疫苗一类生物活性大分子药物的理想载体[1]。 壳聚糖是一种生物可降解的高分子聚合物,由于其良好的生物可降解性、对生物黏膜较强的黏附性、无毒性及组织相容性,是一种理想的药物载体。由壳聚糖制备的纳米微球可以能够提高药物的稳定性、提高了疏水性药物的溶解度、改变给药途径、增加药物的吸收、提高药物的生物利用度、降低药物的不良反应等特点;也可以缓释、控释、靶向释放药物等。因此,壳聚糖纳米微球作为药物载体有着巨大的应用潜力。 1.1壳聚糖的物理化学及生物学性质 随着对其物理化学和生物特性的不断揭示,壳聚糖基纳米微粒现已被认为是一类极具应用前景的药物控释载体,特别适用于具有生物活性大分子药物的包埋和释放。从技术角度来看,壳聚糖最重要的优势在于它的可溶性和带正电性,这些特点使其在液态介质中可与带负电荷的聚合物、大分子甚至一些聚阴离子相互作用,由此发生的溶胶-凝胶转变过程则可方便地用于载药纳米微粒的制备;从生物药剂角度来看,壳聚糖纳米微粒具有附着在生物体粘膜表面的特性,这使得它尤其适用于粘膜药物的靶向输送。黄小龙等[2]通过实验证明了壳聚糖纳米粒子能打开小肠上皮细胞间紧密的节点,使大分子药物更易越过上皮组织、增加药物在小肠内的吸收;Luessen等[3]用壳聚糖纳米微粒包埋多肽类药物-布舍若林,发现药物在小鼠体内吸收的生物利用度达5.1%,而未被包埋药物的生物利用度仅为0.1%。 纯净壳聚糖为白色或灰白色,半透明的片状固体。主要特性有:(1)不溶于水和碱性溶液,可溶于低浓度无机酸或某些有机酸溶液。在稀酸中壳聚糖的β-1,4糖苷键会慢慢水解,生成低分子壳聚糖,溶液呈黏稠状。(2)壳聚糖在溶液中是带正电荷多聚电解质,具有很强的吸附性。(3)壳聚糖的溶解性与脱乙酰度、分子量、黏度有关,脱乙酰度越高,相对分子

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