文章编号:1001-9731(2014)06-06140-04
巯基化壳聚糖衍生物自组装纳米球的制备与表征?
刘英杰1,段瑞平1,刘玲蓉1,杜一博1,王静洁1,熊青青1,张其清1,2
(1.中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所,天津市生物医学材料重点实验室,天津300192;
2.福州大学生物和医药技术研究院,福州350002)
摘一要:一以N-羟基琥珀酰亚胺(N H S)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(E D C四H C l)为催化剂,将制备的双羧基聚乙二醇(C O O H-P E G-C O O H)和部分巯基化聚乙烯亚胺(P E I-S H x)先后接枝于壳聚糖分子,得到巯基化壳聚糖衍生物(C S-P E G-P E I)三利用傅立叶红外光谱仪(F T-I R)和核磁共振仪(1H NM R)对其结构进行表征;通过透析法制备自聚集纳米粒,透射电子显微镜(T E M)和动态激光粒度分析仪(D L L S)分析测试自聚集纳米粒显示,自聚集纳米粒为球状纳米胶束,该纳米球有望成为纳米药物及基因的载体三
关键词:一壳聚糖;聚乙二醇;巯基化聚乙烯亚胺;自组装
中图分类号:一O629文献标识码:A D O I:10.3969/j.i s s n.1001-9731.2014.06.030
1一引一言
巯基化合物是一类重要的医药中间体而受到人们的广泛研究,主要集中应用于纳米药物载体[1]二生物凝胶材料制备[2]二基因载体[3]以及与纳米金结合[4]等方面三巯基化壳聚糖因其良好的生物特性得到广大研究者的青睐三壳聚糖(C h i t o s a n,C S)又叫脱乙酰甲壳素,是自然界存在的唯一碱性多糖,具有良好的生物相容性二低毒性二可降解性及粘附性,被广泛应用于化工二食品二化妆品二生物医药等方面三但是壳聚糖在水中的溶解性小,限制了其在生物医药材料方面的应用,通过与壳聚糖分子中的活性基团反应引入改性基团如胆甾醇[5]二聚乙二醇[6]二巯基等可以改变其物理化学性能,有利于其在生物医学材料领域的应用三聚乙二醇(P E G)是一种应用广泛的水溶性聚醚,它可用于医药二卫生二食品二化工等行业三本课题组已报道了聚乙二醇单甲醚接枝壳聚糖自组装纳米球用于甲氨蝶呤缓释释放的研究[6],该研究表明壳聚糖经聚乙二醇改性后,壳聚糖水溶性增加并能够自组装成胶束三
低分子量聚乙烯亚胺(P E I)具有较低的生物毒性,其大分子链上拥有大量可与多种活性基团反应的氨
基三因此,本文将低分子量聚乙烯亚胺与巯基乙酸甲酯反应得到部分巯基化的聚乙烯亚胺,并用羧基化聚乙二醇和部分巯基化聚乙烯亚胺接枝到壳聚糖上,得到巯基化壳聚糖衍生物,利用其在水溶液中自组装的性质制备成纳米球三由于巯基化壳聚糖衍生物中含有丰富的羧基和氨基,可进一步与其他活性基团或药物反应,可作为一种新型的药物载体在药物制剂研究中得到应用三
2一实一验
2.1一主要原料与仪器
壳聚糖(C S,M w=200k D a,脱乙酰度为90.1%,浙江澳兴生物技术有限公司),采用先酸化溶解,再碱化沉淀的方法纯化;聚乙烯亚胺(P E I,M w=800D a, M n=600D a,S i g m a);5,5 二硫代双(2-硝基苯甲酸) (D T N B,S i g m a);4-二甲氨基吡啶(D MA P,F l u k a);N-羟基琥珀酰亚胺(N H S,F l u k a);1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(E D C四H C l,上海延长生化科技发展有限公司);巯基乙酸甲酯(F l u k a);聚乙二醇(P E G,M n=2000D a,上海生工生物工程有限公司);丁二酸酐(天津市福晨化学试剂厂),其它试剂均为市售分析纯,实验用水均为纯水三
探头超声仪(UH-500A,A u t o m a t i cS c i e n c eI n-s t r u m e n tC O.,L T D);透射电子显微镜(T E M,J E M-100C XⅡ,J a p a n);紫外-可见分光光度计(U V-V i s, L a m b d a35,P e r k i n e l m e r);冷冻干燥机(G O L D-S I M, S I M);透析袋(MW C O8000-14000,U S A);核磁共振仪(NM R,V a r i a n I n o v a500,U S A);傅立叶变换红外光谱仪(F T-I R,N i c o l e tN e x u s470-E S P,U S A);动态激光粒度分析仪(D L L S,M a l v e r nN a n o-Z S,U K)三2.2一聚乙二醇基壳聚糖(C S-P E G)的合成
按文献[7-8]方法制备双羧基聚乙二醇,再以双羧基聚乙二醇与壳聚糖为原料通过NH S/E D C催化反应[9-10]合成聚乙二醇基壳聚糖三称取0.2g(0.91m m o l N H2)纯化壳聚糖溶于磷酸盐缓冲液(0.1m o l/L, P B S,p H值=6.0)中,搅拌溶解过夜,充分溶解后向溶
0416
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?基金项目:国家自然科学基金资助项目(31271023,91323104);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目(院所1304)
收到初稿日期:2013-09-18收到修改稿日期:2013-11-10通讯作者:张其清,E-m a i l:z h a n g q i q@126.c o m
作者简介:刘英杰一(1989-),女,河南禹州人,在读硕士,师承张其清教授,主要从事纳米药物缓控释制剂方面研究三
液中加入500.5m g 双羧基聚乙二醇(
0.455mm o l C O O H ),继续搅拌至溶解,加入N H S (89m g ,0.77mm o l ),继续搅拌15m i n 加入E D C 四H C l
(147m g
,0.77mm o l ),室温搅拌24h 三过滤反应液,将其移入透析袋(MW C O8000-14000)
,蒸馏水透析,冷冻干燥,即得到化合物C S -P E G 衍生物三通过改变投料比得到不同P E G 取代度的聚乙二醇基壳聚糖,并采用红外光谱仪(K B r 压片)和1H NM R (D 2O )对产物进行结构表征三
2.3一壳聚糖-P E G -P E I 的合成
选择低分子量(M w 800)的聚乙烯亚胺(P E I
)与巯基乙酸甲酯反应得到部分巯基化的聚乙烯亚胺[11
],再通过N H S /E D C 催化反应[9-10
],使化合物C S -P E G 与
部分巯基化聚乙烯亚胺反应得到壳聚糖-P E G -P E I 衍
生物(C S -P E G -P E I )三称取0.2g C S -P E G (D S P E G
50%,0.08mm o l C O O H )衍生物溶于10m L 磷酸
盐缓冲液(0.1m o l /L ,P B S ,p H 值=6.0)中,并加入部分巯基化聚乙烯亚胺66.8m g P E I -S H x (
x =3.1,M n =835.3D a ,0.08mm o l )充分搅拌溶解后加入N H S
(15.61m g
,0.136mm o l ),继续搅拌15m i n 后加入E D C 四H C l (26.07m g
,0.136mm o l ),室温搅拌24h 三过滤反应液,将其移入透析袋,蒸馏水透析,冷冻干燥,即得到化合物C S -P E G -P E I 衍生物三通过改变投料比得到不同P E I 取代度的衍生物,
并采用红外光谱仪(K B r 压片)和1H NM R (D 2O )对产物进行结构表征三2.4一自组装纳米球的制备称取一定量的改性材料加入2%乙酸溶液中,探
头超声2m i n
,然后转入透析袋中蒸馏水透析处理9h ,
前3h 隔1h 换一次水,之后每隔2h 换一次水三透析完毕,用0.45μm 微孔滤膜过滤三将样品溶液滴于铜网上,自然晾干,透射电子显微镜观察样品形貌;采用动态光散射法对样品的自聚集纳米球的粒径二粒径分布进行检测三
3一结果与讨论
3.1一合成方法与结构表征
双羧基聚乙二醇的羧基与糖环的氨基发生反应,得到聚乙二醇化壳聚糖衍生物,然后再与部分巯基化聚乙烯亚胺反应,得到一系列不同取代度的壳聚糖衍生物,具体合成路线如图1所示三
图1一壳聚糖衍生物合成路线
F i g 1S y
n t h e t i c r o u t e o f c h i t o s a nd e r i v a t i v e s 一一壳聚糖衍生物的化学结构用1H 核磁共振光谱测定三由图2可知,其中原料壳聚糖各吸收峰归属如下
δ(?10-6):δ3.1(糖环H 2);δ3.5~3.9(
糖环H 3二H 4二H 5和H 6)三C S -P E G 的1H NM R 谱图中出现了P E G -C O O H 的特征峰,分别为:δ2.46,2.59?10-6
处和δ4.26?10-6处的吸收峰,且这两处吸收峰的积分比为2?1,由此证明合成产物为C S -P E G 三巯基氢属于活泼氢易被溶剂氘代水氘代,巯基峰较难分辨;但C S -P E G -P E I 谱图中δ(2.7~3.0)?10-6出现了新的吸收峰,为P E I 分子中亚甲基氢的吸收峰,
即合成化合物C S -P E G -P E I 三本文采用核磁共振光谱法估算C S -P E G 中P E G 的取代度,根据参考文献[12-13
],由公式D S P E G =S (δ4.26?10-6)/4S (δ3.1?10-6)计算结果证明,合成的壳聚糖衍生物P E G 取代度分别为24%,
31%和50%三
1
4160刘英杰等:巯基化壳聚糖衍生物自组装纳米球的制备与表征
图2一C S,C S-P E G和C S-P E G-P E I核磁共振图谱F i g21H NM Rs p e c t r ao fC S,C S-P E Ga n dC S-P E G-
P E I
图3为化合物的红外光谱图,由图3可知, 2900c m-1附近是亚甲基 C H2的伸缩振动吸收峰, 1470c m-1附近为C H弯曲振动峰,1100c m-1附近是醚键C O的伸缩振动吸收峰,发生反应后, 2900,1470和1100c m-1附近吸收峰相对强度明显高于壳聚糖证明,壳聚糖与P E G二P E I发生反应产生更多的亚甲基;C S-P E G和C S-P E G-P E I化合物在1700c m-1附近出现尖峰,为羧基的C O伸缩振动峰说明,在C S-P E G和C S-P E G-P E I化合物中均含有羧基;1660c m-1为C O伸缩振动峰,酰胺Ⅰ带, 1600c m-1为酰胺Ⅱ带;由于C S-P E G-P E I中巯基含量的限制,在红外光谱图中未观察到明显的巯基吸收峰,但与C S-P E G化合物相比,1660c m-1酰胺Ⅰ带吸收峰更加明显,这与P E I分子的N H变形振动有关,1660c m-1酰胺Ⅰ带吸收峰增强,提示化合物C S-P E G-P E I合成成功;实验中通过E l l m a n s方法进一步证实化合物中含有巯基,并通过该方法测定化合物中巯基的含量,证明化合物C S-P E G-P E I的合成三
图3一C S,C S-P E G和C S-P E G-P E I红外图谱
F i g3F T-I Rs p e c t r a o fC S,C S-P E Ga n dC S-P E G-P E I
3.2一壳聚糖衍生物中P E I取代度计算
实验中通过E l l m a n s方法[14]测得壳聚糖-P E G-P E I中的巯基摩尔浓度,再经过计算得到壳聚糖中P E I的取代度三结果如表1所示三
表1一壳聚糖衍生物的P E I取代度与原料和投料比的关系
T a b l e1T h ed e g r e es u b s t i t u t i o no fP E Io fc h i t o s a n
d e r i v a t i v e s u n d e r d i f f e r e n tr e a c t i o n c o n d i-
t i o n s
编号
D S/%
(C S-P E G中
P E G取代度)
投料比
(P E I/ C O OH
(C S-P E G)摩尔比)
D S/%
(C S-P E G-P E I中
P E I取代度) 1501?27.32 2501?116.59 3502?131.64 4503?134.51 6241?13.41 7242?18.31 8243?18.50
一一如表1所示,当C S-P E G的P E G取代度约为50%时,P E I与C S-P E G中羧基投料摩尔比增加,C S-P E G-P E I中P E I取代度随之增加;当投料比达到2?1时, P E I取代度稳定在35%左右三同时当C S-P E G的P E G取代度约为24%时,P E I取代度明显降低,这可能是由于C S-P E G中P E G的取代度降低,导致化合物中羧基含量降低,造成化合物与巯基化P E I中氨基反应的有效羧基减少三因此,反应中可以通过控制C S-P E G与P E I-S H x的投料比得到不同P E I取代度的
C S-P E G-P E I样品三
3.3一壳聚糖衍生物纳米球的制备与表征
本文利用超声透析法[15]制备纳米球,并采用透射电子显微镜和粒径分析仪研究C S-P E G-P E I的自聚集结构三表2为不同P E G和P E I取代度壳聚糖衍生物自聚集纳米球的平均粒径和分散系数,由表2可知,随着P E G取代度的增加,纳米球的粒径逐渐减小,这可能是因为随着P E G取代度的增加,表面活性剂分子P E G提供的较大空间位阻或者在粒子表面较紧密缠绕形成了较小的纳米粒子[16]三
表2一不同样品的粒径及其分散系数
T a b l e2S i z ea n d p o l y d i s p e r s i t y i n d e xf r o m d i f f e r e n t s a m p l e s
C S-P E G-P E I粒径/n m分散系数
D S P
E G24%,D S P E I3.41%233.1?0.9290.194?0.012 D S P E G31%,D S P E I8.34%187.9?1.6090.337?0.006 D S P E G50%,D S P E I31.6%157.9?2.5240.296?0.032一一图4(P E G取代度为24%,P E I取代度为3.41%)中显示,壳聚糖衍生物能够自组装形成纳米球,且粒径均一二分散性好三并通过比较研究发现,透射电镜测定的自组装胶束的粒径小于动态激光散射测得的结果,这可能是由于胶束粒子的不同状态造成的三透射电镜是在高真空条件下对粒子的干态观察;动态激光散射法是在溶液中对胶束粒子的膨胀状态检测,因此,动态
2416
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光散射测出的粒径更大
三
图4一自组装纳米球透射电镜图片
F i g 4T r a n s m i s s i o ne l e c t r o n m i c r o g r a p
h so f c h i t o s a n d e r i v a t i v e s s e l f -a g g r e g a t e dn a n o p
a r t i c l e s 4一结一论
采用N H S /E D C 催化反应方法可将双羧基聚乙
二醇接枝到壳聚糖分子中,并与巯基化聚乙烯亚胺反应,得到一系列不同取代度的壳聚糖衍生物三通过调节投料比例可对接枝反应的取代程度进行控制,以获得取代度更理想的化合物三该合成方法简单,反应周期短,操作方便,制备的C S -P E G -P E I 自组装纳米球,有望作为纳米药物载体在医药领域得到应用三参考文献:
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1,2
(1.I n s t i t u t e o f B i o m e d i c a l E n g i n e e r i n g ,C h i n e s eA c a d e m y o fM e d i c a l S c i e n c e &P e k i n g U n i o n M e d i c a l C o l l e g
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4160刘英杰等:巯基化壳聚糖衍生物自组装纳米球的制备与表征
制备壳聚糖纳米粒的影响因素考察 【摘要】本文主要以粒径为壳聚糖纳米粒的评价指标，通过对乳化交联法和离子凝聚法(Sodium Polyphosphate做交联剂)制备壳聚糖纳米粒的影响因素考察，确定摩尔分子量是影响制备壳聚糖纳米粒的关键因素.对于乳化交联法，分别考察了机械搅拌法和高压均质法这两种乳化的方法的各种影响因素。对于离子凝聚法，考察的影响因素包括加入顺序、不同规格壳聚糖、药物曲尼司特、多聚磷酸钠的浓度和用量等。结果证明乳化交联法只能制备出微米级的粒子，而离子交联法只能制备出粒子浓度特别低的纳米粒溶液。 【关键词】壳聚糖，纳米粒，曲尼司特，离子交联法 1仪器与材料 1.1实验仪器 高压均质机Emulsiflex—CSAvestin 微米粒度仪Zetasizer Malvern instrument Ltd. BS110S型电子天平北京赛多利斯天平公司 KQ-250超声仪中国江苏昆山超声仪 纳米粒子测定仪Zetasizer 3000HSaMalvern 1.2实验试剂及药品 戊二醛溶液（25%）国药集团化学试剂有限公司 多聚磷酸钠（Polyphosphate Sodium，TPP）国药集团化学试剂有限公司 多种规格壳聚糖Zhejiang Aoxing Biotechnology 曲尼司特原料药中国药科大学制药厂 2实验方法和结果 本实验制备壳聚糖纳米粒主要采用了两种方法，一是乳化交联法[1]，另一个是离子凝聚法[2]。乳化交联法中影响壳聚糖纳米粒的主要因素有：乳化方法，搅拌方法，交联时间，交联剂的用量，壳聚糖的用量等。离子凝聚法制备壳聚糖纳米粒得主要影响因素有：壳聚糖的分子量，壳聚糖的浓度和用量，药物的浓度和用量，交联剂的浓度和用量等。
海洋科学学年论文 甲壳素及其衍生物的生产和应用 学院：海洋科学与工程 专业：海洋科学 姓名： 学号： 成绩： 指导教师： 20010 年12 月 甲壳素及其衍生物的生产和应用 姓名
单位 摘要：综述了甲壳素及其衍生物的生产方法及其用途 关键词：甲壳素及其衍生物生产应用 甲壳素(Chitin)又名几丁质,化学名称为(1, 4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡聚糖,是一种来自于甲壳类动物的天然高分子材料,在自然界的分布较为广泛,是目前市场中唯一商品化的碱性多糖[1]。与多数合成高分子化合物相比,甲壳素具有无毒、无味、可生物降解等优点,被大量用于食品工业中,作为食品填充剂、增稠剂、稳定剂、乳化剂、脱色剂、调味剂、香味增补剂等使用[2-4]。 甲壳素脱去分子中的乙酞氨基可以转化为可溶性甲壳素或称壳聚糖。壳聚糖的应用范围比甲壳素更为广阔，有极其广泛的用途。 1.甲壳素及其衍生物的生产 1.1 化学方法[5] 目前比较先进的方法是将甲壳干燥后粉碎，将微粉末置于0. 4~3. 0 mol·L-1的盐酸溶液中，常温处理10~25 h后水洗、过滤、千燥，得到粗甲壳素。 壳聚糖的制法由下列工序组成:将上述方法制得的甲壳素置于氢氧化钠溶液中在80~100℃下浸2~12 h，得到粗壳聚糖;将该粗壳聚糖过滤，水洗，去离子水中浸渍，过滤后在水与有机溶剂的棍合液中浸渍，再经过滤、洗涤、干燥制得甲壳素。 1.2 酶制备法 酶法制备壳聚糖是利用专一性酶对甲壳素进行脱乙酞基反应。这里介绍一种用黑曲霉电解法从菌丝体中提取甲壳素和碱法制备甲壳素的工艺，其工艺条件是:使用黑曲霉的最佳培养液YEPD培养菌体，最佳培养时间42 h，最终培养量0. 942 g干菌体，最终残糖质量浓度0. 627 mg·mL-1。黑曲霉湿菌体经质量分数为5%NaOH, 100℃处理6h。然后用45%NaOH溶液126℃处理2~ 3 h,用质量分数10%醋酸，95~100℃处理3 h, NaOH滴定，析出甲壳素。1.3微生物法 微生物培养法生产壳聚糖的研究比较活跃。其土要原理还是利用微生物本身存在的酶进行自身催化，从而脱去乙酞基。陈忻等用丝状真菌提取的壳聚糖的脱乙酞化度为85%~90%，用它制成的食品保鲜剂抗菌能力比从虾壳来源的壳聚糖高1 ~2倍。 2.甲壳素及其衍生物的应用 2.1在染整行业的应用 壳聚糖是一种多糖高聚物，由于分子结构中含有大量的羟基和氨基，当涤纶纤维表面形成一层壳聚糖薄膜后，涤纶纤维的吸湿性和抗静电性就得到了改善。为了进一步改善整理效果，通常还得在整理液中加入交联整理剂和添加剂[6]。 2.2在纺织行业的应用 甲壳素及其衍生物在纺织行业主要用在纤维制造、机织物的上浆或制成无纺织物等方面利用甲壳素和壳聚糖的抗菌性和成纤性，可将甲壳素及其衍生物制成甲壳素纤维、壳聚糖纤
2010年20(5)生 物 技 术 [6]封丽,阎瑞香,冯春雨,等.两种功能化磁性载体固定重组几丁质酶的研究[J].食品科学,2010,(03):173-176.[7]H.H.W eeta,l R .D .M ason .S t ud ies on i m m ob iliz ed papain[J].B-i o technology ,1973,15(3):455-466. [8]李红.壳聚糖微球制备及其固定木瓜蛋白酶的应用研究[D ].广东:华南农业大学,1999:35-50. [9]张寒飞.磁性固定化漆酶的制备及其应用研究[D].雅安:四川农业大学,2005:32-45.[10]陈石根,周润琦.酶学[M ].上海:复旦大学出版社,2001:154 [11]吴显荣.木瓜蛋白酶的开发与应用[J].中国农业大学学报,2005,10(6):11-15 [12]王秋雨,钦传光,张秋禹.自组装磁性聚苯乙烯微球固定化木瓜蛋白酶[J].应用化学,2009,5(5):557-561. [13]曾力希,刘琳琳,杨旭.新型磁性高分子多孔微球固定化木瓜蛋白酶活性与稳定性研究[J].湖南师范大学:自然科学学报,2007,30(1):101-106. 巯基化壳聚糖包裹人参纳米颗粒的制备 周纲 1,2 ,牛天水1,2,张龙1,刘勇1,3,杨建设 1 (1.中国科学院西北特色植物资源化学重点室和甘肃省天然药物重点室中科院兰州化学物理研究所,甘肃兰州730000; 2.西北师范大学生命科学学院,甘肃兰州730070; 3.中国科学院研究生院,北京100039) 摘要:目的:制备巯基化壳聚糖包裹的且具有良好的荧光敏感性的人参纳米颗粒。方法:采用分子嫁接法和溶剂挥发法,合成巯基化壳聚糖。利用得到的巯基化壳聚糖包裹人参纳米颗粒,制备巯基化壳聚糖人参纳米颗粒。加入对巯基敏感的荧光试剂,利用荧光显微镜对其荧光活性进行检测。结果:巯基化壳聚糖包裹的人参纳米颗粒形状规则,具有核-壳结构,湿态下平均粒径约为300n m;同时在生理p H 下具有很强的荧光活性。结论:巯基化壳聚糖包裹的人参纳米颗粒具有良好的缓释作用和荧光敏感性。 关键词:巯基化壳聚糖;分子嫁接;溶剂挥发;人参纳米颗粒;荧光标记 中图分类号:R944.1 文献标识码:A do:i 10.3969/.j i ss n.1004-311X .2010.05.172 Preparati on of G i nseng nano Particles Coated w ith M ercaptoacetic Chitosan Z HOU Gang 1,2,N IU T ian-shui 1,2,Z HANG Long 1,LIU Yong 1,3,YANG Jian-she 1 (1.Key Laboratory ofC he m i stry ofNorthw es t Plant Resou rce and K ey Laborat ory f or NaturalM ed i ci n e ofGan s u Prov i nce Insti tute of Che m ical Physics , C h i nese A cade m y of S ci ences ,Lan z hou 730000,C h i na ;2.L ife Sci en ce C ollege ofNorthw es tNor m alUn i versit y ,Lan z hou 730070,C h i na ; 3.G raduate School of Ch i nes e A cade m y of S ci en ces ,B eiji ng 100039,Ch i na) Abstrac t :Ob jec ti ve :Prepa ration o f G i nseng nano partic l es coa ted w i th m ercaptoaceti c ch it o san w it h fl uorescence sensiti v ity .M ethod :By usi ng mo lecu l es graft and solven t evaporati on m ethod ,achieved the m ercaptoacetic ch it o san ,then coa ted the m on t o the surface of g i nseng nano particles .furt her l y added fl uorescence reagent to the s ur face of chitosan-coated G i nseng nano parti c les .Resu lt :T he m ercaptoacetic ch it o san-coa ted G i nseng nano particles have regua lr sphere shape and co re-s he ll structure ,w it h the d i ame ter o f about 300n m under hu -m i dity cond iti on and w ith strong fl uorescent ac ti v ity at physi o log ical status .Conc l usion :T he m ercaptoacetic ch it o san -coated G i nseng nano parti c les own the w e ll capac ity of slow -re leased charac ter and fl uo rescence sensiti v ity .K ey word s :m ercaptoaceti c ch it o san ;m o l ecules g ra ft ;so l vent evaporati on ;G i nseng nano particles ;fl uorescence 收稿日期:2009-12-28;修回日期:2010-01-29 基金项目:中科院优秀人才计划项目(070430SRC 1);中科院西部之光项目(20090037);西北师范大学科技创新项目(NWNU -K J CXGC -03-57,NWNU -KJ CXGC -03-49)资助 作者简介:周纲(1988-),男,学士,从事纳米生物学、细胞生物学研究。*通讯作者:杨建设,博士,副研究员,硕导,从事天然产物化学、纳米生物学及化学生物学研究,T e:l 0931-*******,Fax :0931-*******,Em ai:l yangjs @i m pcas .ac .cn 。 近年来,中药现代化逐步加强,尤其是对纳米中药的研究与开发倍受重视[1,2]。有人对100多种中药进行研究,获得了平均粒径仅有17n m 的血竭、23n m 的蜂胶等的纳米颗粒[3]。 壳聚糖是一种天然聚阳离子碱性多糖,其研究侧重于生物医学及药物制剂等领域,证实了壳聚糖具有生物黏附性和多种生物活性,它能与活体组织相容,不会引起过敏反应和排斥现象,其被体内的溶菌酶、胃蛋白酶降解后,降解产物能完全地被人体吸收,无毒、无副作用,较适于作为缓控释辅料[4,5]。利用壳聚糖制备缓释、控释制剂已成为近年来新剂型 研究的热点[6] 。本文以巯基乙酸作为巯基供体,对壳聚糖进行化学修饰,并以人参纳米颗粒作为模型药物进行包裹,应用巯基敏感的荧光探针进行荧光标记,制备了荧光标记的巯基化的壳聚糖包裹人参纳米颗粒,对其进行了相关的性质的表征和检测。 1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 试剂 壳聚糖(Ch itosan):(C 6H 11NO 4)n ,脱乙酰度91%,上海中秦化学试剂有限公司;巯基乙酸:C 2H 4O 2S (AR ),天津市光复精细化工研究所;碘标准液配制:I 2,国药集团化学试剂有限 公司;中药颗粒:人参纳米颗粒,甘肃省天然药物重点实验室制备。三聚磷酸钠:N a 5P 3O 10,烟台双双化工有限公司;荧光探针:D y li ght 549马来酰亚胺,美国T he r mo 公司;对甲基苯磺酸:国药集团化学试剂有限公司; 淀粉指示剂(1g 可溶性淀粉:5m g 红色碘化汞);N,N -二甲基甲酰胺:天津市巴斯夫化工有限公司。其它试剂均为分析纯。1.1.2 仪器 JS M -6701F 冷场发射型扫描电镜,日本电子株式会社。O l ympus Bx51荧光显微镜,日本奥林巴斯仪器公司;飞鸽牌离心机上海安亭科学仪器厂。81-2恒温磁力搅拌器,上海司乐仪器厂;予华DZF -6020真空干燥箱,巩义市英峪予华仪器厂。1.2 方法1.2.1 巯基化壳聚糖制备的基本反应过程 使巯基乙酸的羧基与壳聚糖的伯氨基发生反应形成酰氨键,脱去1分子水,从而形成巯基化壳聚糖。基本反应过程见图1。1.2.2 巯基化壳聚糖制备的实验条件 巯基化壳聚糖采用分子嫁接法制备,具体过程如下:称取1g 壳聚糖,溶于40m l 乙酸溶液(0.1mo l/L ),利用加热或超声使壳聚糖完全溶解。再加入20m l 巯基乙酸和0.08g 对甲基苯磺酸作为催化剂。在25e ,磁力搅拌器以180r/m i n 条件下反应24h ,使壳聚糖和巯基乙酸能够充分反应。反应结束后用,低浓度的氨水溶液(0.1mo l/L )对上述混合液冲洗,此时溶液颜色变为粉红色并生成絮状沉淀。在4000r /m i n 条件下离心10m i n ,过滤,收集沉淀物,然后用蒸馏水将沉淀物冲洗,再次离心过滤收集沉淀物,重复多次,直至含有沉淀物溶液的p H 81
纳米技术发展史 【摘要】纳米技术是21世纪科技发展的制高点，是新工业革命的主导技术，它将引起一场各个领域生产方式的变革，也将改变未来人们的生活方式和工作方式，使得我们有必要认识一下纳米技术的发展史。纳米技术的发展史是一个很长的过程，同时也是一个广泛应用的过程。 【关键词】发展纳米技术纳米材料 纳米技术基本概念 纳米技术是以纳米科学为基础，研究结构尺度在0.1～100nm范围内材料的性质及其应用，制造新材料、新器件、研究新工艺的方法和手 段。纳米技术以物理、化学的微观研究理论为 基础，以当代精密仪器和先进的分析技术为手 段，是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物 理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)相结合的产物。在纳米领域，各传统学科之间的界限变得模糊，各学科高度交叉和融合。 纳米技术包含下列四个主要方面： 1、纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。
过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于 自然界，只是以前没有认识到这个尺度 范围的性能。第一个真正认识到它的性 能并引用纳米概念的是日本科学家，他 们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。2、纳米动力学，主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统,用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。3、纳米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，dna的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物，
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
四官能团巯基化合物工艺路线合成简介 一.概述： 是一种新型的高折射率和低色散的光学树脂单体。其反应机理：由环氧氯丙烷（ECH ）和巯基乙醇反应制得2,3-二羟基乙基-1-丙醇（DHEP ），然后将DHEP 经盐酸/硫脲法合成了分子结构中硫含量高，含有4个巯基的光学树脂单体。 单体通过均聚、共聚技术可制备性价比更高的新型的光学树脂，如BES-XDI 、BES-XDTI-XDI 等聚氨酯光学树脂，在光盘、光纤、建材、树脂镜片、精密透镜等方面得到广泛的应用。 二.合成路线： 1、第一步：开环加成 O SH OH OH Cl SCH 2CH 3OH 3 2、第二步： OH Cl SCH 2CH 2OH 2 SCH 2CH 2OH SCH 2CH 2OH OH S OH Na 2S·9H 2O 3、第三步： SCH 2CH 2OH SCH 2CH 2OH OH S OH s SH 2CH 2CS s HN H 2N HCl HN H 2N HCl S NH NH 2 HCl SCH 2CH 2S NH NH 2 HCl S NH 2 2 4、第四步：中和、酸解 s SH 2CH 2CS s HN H 2N HCl HN H 2N HCl S NH NH 2 HCl SCH 2CH 2S NH NH 2 HCl NaOH HCl 60S SH SH SCH 2CH 2SH 2CH 2SH 三.产品性能简介： 分子式：C 10H 22S 7 结构式：
分子量：366.74 外观：无色或透明微黄色粘性液体CAS No：553664-68-9 四.原材料物性参数： 六．合成工艺：见实验工艺1-3
文章编号:1001-9731(2014)06-06140-04 巯基化壳聚糖衍生物自组装纳米球的制备与表征? 刘英杰1,段瑞平1,刘玲蓉1,杜一博1,王静洁1,熊青青1,张其清1,2 (1.中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所,天津市生物医学材料重点实验室,天津300192; 2.福州大学生物和医药技术研究院,福州350002) 摘一要:一以N-羟基琥珀酰亚胺(N H S)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(E D C四H C l)为催化剂,将制备的双羧基聚乙二醇(C O O H-P E G-C O O H)和部分巯基化聚乙烯亚胺(P E I-S H x)先后接枝于壳聚糖分子,得到巯基化壳聚糖衍生物(C S-P E G-P E I)三利用傅立叶红外光谱仪(F T-I R)和核磁共振仪(1H NM R)对其结构进行表征;通过透析法制备自聚集纳米粒,透射电子显微镜(T E M)和动态激光粒度分析仪(D L L S)分析测试自聚集纳米粒显示,自聚集纳米粒为球状纳米胶束,该纳米球有望成为纳米药物及基因的载体三 关键词:一壳聚糖;聚乙二醇;巯基化聚乙烯亚胺;自组装 中图分类号:一O629文献标识码:A D O I:10.3969/j.i s s n.1001-9731.2014.06.030 1一引一言 巯基化合物是一类重要的医药中间体而受到人们的广泛研究,主要集中应用于纳米药物载体[1]二生物凝胶材料制备[2]二基因载体[3]以及与纳米金结合[4]等方面三巯基化壳聚糖因其良好的生物特性得到广大研究者的青睐三壳聚糖(C h i t o s a n,C S)又叫脱乙酰甲壳素,是自然界存在的唯一碱性多糖,具有良好的生物相容性二低毒性二可降解性及粘附性,被广泛应用于化工二食品二化妆品二生物医药等方面三但是壳聚糖在水中的溶解性小,限制了其在生物医药材料方面的应用,通过与壳聚糖分子中的活性基团反应引入改性基团如胆甾醇[5]二聚乙二醇[6]二巯基等可以改变其物理化学性能,有利于其在生物医学材料领域的应用三聚乙二醇(P E G)是一种应用广泛的水溶性聚醚,它可用于医药二卫生二食品二化工等行业三本课题组已报道了聚乙二醇单甲醚接枝壳聚糖自组装纳米球用于甲氨蝶呤缓释释放的研究[6],该研究表明壳聚糖经聚乙二醇改性后,壳聚糖水溶性增加并能够自组装成胶束三 低分子量聚乙烯亚胺(P E I)具有较低的生物毒性,其大分子链上拥有大量可与多种活性基团反应的氨 基三因此,本文将低分子量聚乙烯亚胺与巯基乙酸甲酯反应得到部分巯基化的聚乙烯亚胺,并用羧基化聚乙二醇和部分巯基化聚乙烯亚胺接枝到壳聚糖上,得到巯基化壳聚糖衍生物,利用其在水溶液中自组装的性质制备成纳米球三由于巯基化壳聚糖衍生物中含有丰富的羧基和氨基,可进一步与其他活性基团或药物反应,可作为一种新型的药物载体在药物制剂研究中得到应用三 2一实一验 2.1一主要原料与仪器 壳聚糖(C S,M w=200k D a,脱乙酰度为90.1%,浙江澳兴生物技术有限公司),采用先酸化溶解,再碱化沉淀的方法纯化;聚乙烯亚胺(P E I,M w=800D a, M n=600D a,S i g m a);5,5 二硫代双(2-硝基苯甲酸) (D T N B,S i g m a);4-二甲氨基吡啶(D MA P,F l u k a);N-羟基琥珀酰亚胺(N H S,F l u k a);1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(E D C四H C l,上海延长生化科技发展有限公司);巯基乙酸甲酯(F l u k a);聚乙二醇(P E G,M n=2000D a,上海生工生物工程有限公司);丁二酸酐(天津市福晨化学试剂厂),其它试剂均为市售分析纯,实验用水均为纯水三 探头超声仪(UH-500A,A u t o m a t i cS c i e n c eI n-s t r u m e n tC O.,L T D);透射电子显微镜(T E M,J E M-100C XⅡ,J a p a n);紫外-可见分光光度计(U V-V i s, L a m b d a35,P e r k i n e l m e r);冷冻干燥机(G O L D-S I M, S I M);透析袋(MW C O8000-14000,U S A);核磁共振仪(NM R,V a r i a n I n o v a500,U S A);傅立叶变换红外光谱仪(F T-I R,N i c o l e tN e x u s470-E S P,U S A);动态激光粒度分析仪(D L L S,M a l v e r nN a n o-Z S,U K)三2.2一聚乙二醇基壳聚糖(C S-P E G)的合成 按文献[7-8]方法制备双羧基聚乙二醇,再以双羧基聚乙二醇与壳聚糖为原料通过NH S/E D C催化反应[9-10]合成聚乙二醇基壳聚糖三称取0.2g(0.91m m o l N H2)纯化壳聚糖溶于磷酸盐缓冲液(0.1m o l/L, P B S,p H值=6.0)中,搅拌溶解过夜,充分溶解后向溶 0416 02014年第6期(45)卷 ?基金项目:国家自然科学基金资助项目(31271023,91323104);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目(院所1304) 收到初稿日期:2013-09-18收到修改稿日期:2013-11-10通讯作者:张其清,E-m a i l:z h a n g q i q@126.c o m 作者简介:刘英杰一(1989-),女,河南禹州人,在读硕士,师承张其清教授,主要从事纳米药物缓控释制剂方面研究三
纳米材料的自组装综述 专业：高分子材料与工程 摘要： 自组装技术是制备纳米结构的几种为数不多的方法之一。本文对最近几年自组装技术在纳米科技领域中的一些重大突破和成果进行较为系统地综述,主要包括以下几个方面:自组装单层膜、纳米尺度的表面改性、超分子材料、分子电子学与光子晶体。 关键词： 自组装; 纳米技术; 材料；超分子材料 1 引言 纳米科学与技术是一门在0. 1～100 nm 尺度空间研究电子、原子和分子运动规律和特性的高技术学科。它以现代先进科学技术为基础,是现代科学(混沌物理、量子物理、介观物理、分子生物学) 和现代技术(计算机技术、微电子技术、扫描隧道显微技术、核分析技术) 相结合的产物。它的最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子,制造具有特定功能的产品。纳米技术作为21 世纪新的推动力,将对经济发展、国家安全、人民生活、以至于人们的思维产生深远的影响[1 ] 。 自组装是在无人为干涉条件下,组元自发地组织成一定形状与结构的过程[2 ] 。自组装纳米结构的形成过程、表征及性质测试,吸引了众多化学家、物理学家与材料科学家的兴趣,已经成为目前一个非常活跃并正飞速发展的研究领域[3 ] 。它一般是利用非共价作用将组元(如分子、纳米晶体等) 组织起来,这些非共价作用包括氢键、范德华力、静电力等[1 ,4 ] 。通过选择合适的化学反应条件,有序的纳米
结构材料能够通过简单地自组装过程而形成,也就是说,这种结构能够在没有外界干涉的状态下,通过它们自身的组装而产生。因此,自组装是制备纳米结构的几种为数不多的方法之一[2 ] ,它已成为纳米科技一个重要的核心理论和技术。纳米材料因其尺寸上的微观性，从而表现出特殊的光、电、磁及界面特性。这些特性使得纳米材料广泛应用于各种领域：涂料 [5 ]、催化剂[6-7] 、电化学[8] 、光化学[ 9]及材料科学[10-12 ](如光电子器件)。 2 自组装单层膜 分子与生物分子膜正在被广泛应用到许多研究领域。自组装单层膜就是其中的一个研究重点。它是分子通过化学键相互作用,自发吸附在固/ 液或固/ 气界面,形成热力学稳定和能量最低的有序膜。在适当的条件下,自组装单层膜可以通过不同类型的分子和衬底来制备,常用的衬底有Au (111) 、Pt(111) 、Ag 、Al 、Si 、云母、玻璃等。 目前,研究最多的自组装单层膜可以分为三种类型[13 ] :由脂肪酸自组装的单层膜; 由有机硅及其衍生物自组装的单层膜;烷烃硫醇在金表面自组装的单层膜。它们的原理很简单,一个烷烃长链分子 (带有10～20 个亚甲基单元) ,其头部基团吸附到所用的衬底上,如硫醇(S —H) 头部基团和Au (111) 衬底已被证明可以进行完美的结合,它代表了一种控制表面性质的模式。硫醇分子在溶液中很容易吸附到金衬底上,形成一密集的单层,尾部基团从表面伸向外部,通过应用带有不同尾基的硫醇分子,化学样品的表面功能可以在很大范围内进行调节。自组装单层膜有着广泛的应用,如电子传输的研究、生物
东南大学学报(医学版)J SoutheastUniv (Med Sci Edi ) 2007,Jan;26(1):426 [基金项目]国家自然科学基金资助项目(30028012,30330530,30425009);教育部基金资助项目(TRAP OY199028418,SRF DP20030284040)。 [作者简介]张昊(1981-),女,江苏苏州人,理学硕士。E 2mail:zhangh6666@yahoo https://www.doczj.com/doc/58321401.html, [通讯作者]华子春 E 2mail:zchua@nju .edu .cn 壳聚糖纳米颗粒的制备及其质粒转染研究 张昊1 ,李淑锋 1,2 ,陈允梓1,舒娈1,华子春 1 (1.南京大学医药生物技术国家重点实验室,江苏南京 210093;2.东南大学基础医学院,江苏南京 210009) [摘要]目的:研究壳聚糖纳米颗粒在体外和体内实验中的转染能力。方法:用亚硝酸钠降解壳聚糖的方法制得低分子质量壳 聚糖,用zeta 电位仪测定粒径、多分散度、zeta 电位,并使用乌式黏度计法测定其相对分子质量;通过静电吸附复合绿色荧光蛋白表达质粒p I RES 2eGFP (报告基因),采用琼脂糖凝胶电泳分析载体与DNA 结合能力;用体外和体内基因转染实验,评价纳米颗粒的转染能力。结果:制得的壳聚糖粒径200～600n m,多分散度最好的达到01005,zeta 电位0189mV,相对分子质量717× 107 ,粒径250n m 。体外对3T3细胞的转染实验显示,该壳聚糖具有一定的转染效率;体内对Balbc57/BL6小鼠的股四头肌肌肉 的转染实验显示,肌肉组织中有大量绿色荧光蛋白的表达,并且在炎症部位尤为明显。结论:本研究制备的壳聚糖,能够在体外和体内均实现有效转染,为基因治疗提供了一种潜在的载体。 [关键词]壳聚糖;基因治疗;细胞转染;载体 [中图分类号]Q782 [文献标识码]A [文章编号]167126264(2007)0120004203 基因治疗的应用之一就是在体内由DNA 直接产 生相应的、有治疗作用的蛋白质。基因治疗可以通过控制细胞周期蛋白质或者细胞因子等蛋白质的表达,用 于肿瘤和免疫性疾病等许多获得性疾病的治疗[122] 。壳聚糖是一种氨基多糖,由几丁质经脱乙酰化后得到。几丁质是海洋产业的副产品,所以产量丰富。尤为重要的是,它具有良好的生物相容性、生物可降解性和低免疫原性。因此,它正作为一种继磷酸钙、脂质体之后 的新型非病毒载体,被人们广泛关注[324] 。壳聚糖等电点偏碱性,在生理条件下,带正电荷的壳聚糖可与带负电荷的质粒通过静电作用,形成复合物。低分子质量壳聚糖(l ow molecular weight chit osan,L MWC )比高分子壳聚糖(high molecular weight chit osan,H MWC )具有 更加优良的载体性能[5]。我们采用亚硝酸钠法[6] ,从高分子质量壳聚糖制备了低分子质量壳聚糖。本研究探讨壳聚糖作为非病毒载体在体外和体内的转染效果,为其在基因治疗中的应用作了有益的探索。 1 材料与方法 1.1 材料 质粒I RES 2eGFP 和宿主菌E .coli Top10由本实验 室保存,DME M 培养基,新生小牛血清为Hycl one 公司产品,脂质体转染试剂盒(L i pofect AM I N E )购自GI B CO 公司,壳聚糖购自青岛海普生物技术有限公司,3T3细胞株来自N I H,小鼠为Balbc57/BL6由南京大学模式动物中心提供。荧光倒置显微镜为ZE I SS 公司的 axi op lan2,zeta 电位仪为B r ookhaven I nstruments Cor po 2rati on 公司提供的90Plus Particle Size Analyzer 。1.2 方法 1.2.1 Na NO 2法降解壳聚糖 称取215g 壳聚糖,慢 慢加入到250m l 015%乙酸溶液中,保持室温搅拌,壳聚糖被浸润成棉絮状。称取75mg Na NO 2,加入到壳聚糖溶液中,不断搅拌,溶液黏度明显下降。分别在30、60、90、120m in 后,取出50m l 溶液,分别标记为A 、B 、C 、D 。使用zeta 电位仪测定A 、B 、C 、D 4份样品的 颗粒大小和zeta 电位值,再使用乌式黏度计法测定相对分子质量,以备后用。 1.2.2 细胞水平转染实验 使用壳聚糖,对细胞汇合 度约70%的3T3细胞进行转染实验,同时制备脂质体/DNA 复合物作为阳性对照,裸质粒DNA 作为阴性对照,共同培养36h,通过流式细胞仪检测绿色荧光蛋白的表达,定量检测转染效率。 1.2.3 动物体内转染实验 取Balbc57/BL6小鼠24 只,分为6组,每组4只,每组中1只为空白对照组,另 外3只为实验组,由10μg GFP 质粒(1μg ?μl -1)、30μl P BS 和20μg 壳聚糖(1μg ?μl -1)配成的复合物共60μl,孵育30m in,用注射器注入小鼠股四头肌肉 中,对照组注射10μg GFP 质粒和20μl P BS 的混合物,分别于注射1、2、3、4、5、6d 后,对6组小鼠进行解剖,取大腿股四头肌注射部位进行冰冻切片,在荧光显微镜下观察荧光表达强度。 ? 4?
中国实用口腔科杂志2011年7月第4卷第7期 甲壳素（chitin）是N-乙酰基-D-葡萄糖胺以β-l，4键结合而成的多糖，是蟹、虾等甲壳类、甲虫等的外骨骼及蘑菇等菌类的细胞壁成分，广泛存在于自然界。壳聚糖（chitosan）是甲壳素脱去乙酰基的产物，安全无毒具有良好的生物兼容性，与人体细胞有良好的亲和性，无免疫原性，具有抗癌和抗肿瘤的作用。壳聚糖及其衍生物因其特有生物活性对多种细菌、真菌具有广谱抗菌的功能，在口腔抗微生物方面的应用逐渐得到重视。本文就壳聚糖及其衍生物抗菌性能方面研究现状进行综述。 1壳聚糖的抗菌活性 1.1壳聚糖对细菌的抗菌作用壳聚糖具有广谱抗菌作用。近年来研究发现，壳聚糖可抑制大肠杆菌、沙门菌属、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、李斯特单核细胞增生菌、小肠结肠炎耶尔森菌、链球菌、霍乱弧菌、志贺痢疾杆菌、产气单胞菌属及某些真菌等的生长［1］。 邓婧等［2］采用纸片药敏试验法，在pH6.5时对不同浓度壳聚糖进行抑菌实验，发现其对变形链球菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、幽门螺杆菌、牙龈卟啉单胞菌均有抑制作用。2％壳聚糖对变形链球菌、金黄色葡萄球菌的抑制效果最好，1.5％、1.0％、0.5％对变形链球菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抑制效果优于幽门螺杆菌和牙龈卟啉单胞菌。有研究发现，在pH5.5时，1.0%壳聚糖（脱乙酰度为88.7%）对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌有强抑制作用［3］。 由于壳聚糖良好的成膜性和独特的抗菌性，它能有效抑制2种牙周致病菌——伴放线放线杆菌和牙龈卟啉菌的生长。Ikinci等［4］将壳聚糖凝胶或膜与洗必泰联用，证明壳聚糖对牙龈卟啉菌有一定的抑制作用，可避免洗必泰的不良反应，既可延长其作用时间，也能够明显抑制细菌生长。壳聚糖对促进血链球菌生物膜脱落有显著作用，且小分子量壳聚糖的作用效果最佳。壳聚糖对几种常见口腔致病菌不仅有抑制作用，而且经高温处理后其作用也很稳定，所以在治疗口腔感染方面壳聚糖将是有效药物［2］。1.2壳聚糖对真菌的抑制作用壳聚糖还具有抗真菌活性。壳聚糖可有效抑制皮肤浅表真菌的生长。刘晓等［5］研究壳聚糖凝胶对皮肤浅表真菌的抑制作用，发现壳聚糖凝胶剂对红色毛癣菌、断发毛癣菌均有较强抑菌作用，抑菌质量浓度为2.5～5g／L。Rhoades等［1］使用脱乙酰度为89%、质量浓度为1g／L的天然壳聚糖对念珠菌和白色隐球菌进行抑菌实验，发现其对2log cfu／mL念珠菌有明显的抑制作用，而对白色隐球菌却无抑制作用。Muhannad 等［6］在pH5.0条件下，使用0.5%壳聚糖（脱乙酰度92%）的乳剂对白色念珠菌的抗菌效果进行观察，发现24h后能使白色念珠菌数量减少达99%、黑曲霉菌减少达90%。可见壳聚糖对真菌也有很广泛的抑制作用，且作用效果与抗细菌作用类似。 作者单位：中国医科大学口腔医学院牙体牙髓科，沈阳110001 通讯作者：于静涛，电子信箱：Yjtao555@https://www.doczj.com/doc/58321401.html, 综述 壳聚糖及其衍生物抗菌性能研究进展 刘扬，于静涛，孙莹莹，宋雪莲 文章编号：1674-1595（2011）07-0437-03中图分类号：Ｒ78文献标志码：Ａ 提要：壳聚糖由天然多糖甲壳素经脱乙酰化处理而成，是生物相容性和水解性较好的低聚糖，具有较好的广谱抗菌性。近年来，壳聚糖及其衍生物的抗菌性是医药、保健、食品和化妆品等领域的研究热点，本文就壳聚糖及其衍生物抗菌性能方面研究进行综述。 关键词：壳聚糖；壳聚糖衍生物；抗菌性；抗菌机制 Research on antibacterial action of chitosan and chitosan derivatives.LIU Yang，YU Jing-tao，SUN Ying-ying，SONG Xue-lian.Department of Endodontics，School of Stomatology，China Medical University，Shenyang 110001，China Summary：Chitosan，made by dehydration of natural polysaccharide chitin，is a biocompatible and soluble oligosaccha?ride and a good broad-spectrum antimicrobial.In recent years，antibacterial activity of chitosan and its derivatives is of special interest of research in the field of medicine，health，food and cosmetics，etc.This paper is a review on anti-bacte?rial performance of chitosan and its derivatives. Keywords：chitosan；chitosan derivatives；antibacterial action；antibacterial mechanism 437
新型巯基化合物近红外BODIPY类荧光试剂的合成与应用研究谷胱甘肽(GSH)和半胱氨酸(Cys)等小分子巯基化合物(RSH)广泛分布于生物体中,在新陈代谢活动中起着关键作用。作为主要的还原物质,RSH可清除活性氧和自由基,维持机体的氧化还原平衡；RSH还可与一氧化氮(NO)反应生成S-亚硝基硫醇(RSNO),作为NO的“储存池”,从而间接参与信号转导。 当RSH含量出现异常时,会导致肝损伤、阿尔茨海默病、癌症、艾滋病等疾病。鉴于巯基化合物在生物体内独特的生理病理功能,检测其在生物体内的含量、含量变化及其动态分布意义重大。 荧光分析法因其灵敏度高、选择性好、直观、可视化等优势,在化学、生命科学、医学和环境科学等领域应用广泛。近红外(NIRF,>600nm)荧光由于背景干扰少、组织穿透力强、对生物损伤小等优点逐渐成为人们关注的焦点,而性能优异的有机小分子荧光试剂在近红外荧光中的应用最多。 然而,理想的有机小分子荧光试剂仍然较少。二氟化硼-二吡咯甲烷(Boron dipyrromethene, BODIPY)荧光团的摩尔吸光系数大、荧光量子产率高,荧光不受溶剂、pH值及光照影响。 因此,本论文通过在其3-、5-位引入苯乙烯基扩大共轭体系的方式,设计合成了新型的近红外荧光试剂1,7-二甲基-3,5-二苯乙烯基-8-苯基-(2’-马来酰亚胺基)-二氟化硼-二吡咯甲烷(DMDSPAB-o-M)和1,7-二甲基-3,5-二苯乙烯基 -8-苯基-(4’-碘乙酰胺基)-二氟化硼-二吡咯甲烷(DMDSPAB-I)。结合荧光光度计、高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳(CE)、荧光显微镜等分析手段,利用新合成的近红外荧光试剂,建立了多种测定血液、细胞、组织等动植物样品中巯基化合物及含量变化的新方法,包括可视化同时监测RSH和NO的荧光成像法。
壳聚糖及其衍生物的护肤作用 何芷筠 （仲恺农业工程学院化学化工学院化学工程与工艺072广东广州510225） 摘要：壳聚糖及其衍生物是一种资源丰富、用途广泛的天然高分子材料。甲壳素、壳聚糖已经被广泛应用于日用化工、环保、食品工业、农业和医疗等行业。本文主要综述壳聚糖及其衍生物的保湿护肤作用与发展前景。 关键词：壳聚糖壳聚糖衍生物保湿护肤 1.引言 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基的存在，其溶解性大大优于甲壳素，而且兼具有甲壳素的天然性、无免疫原性、无毒无味、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，在食品、环保、医药、化工等领域具有广阔的应用前景[1,2]。人们对壳聚糖的研究十分活跃，其应用领域也不断拓宽。 壳聚糖及其衍生物溶于酸性溶液形成直链聚阳离子，成膜性好，可附于角蛋白与类脂质上，有一定的水分调节功能。配入化妆品中具有保湿、抑菌作用，又不引起任何的过敏刺激反应[3,4]，是良好的护肤品原料之一。 2.1壳聚糖及其衍生物的护肤原理 壳聚糖来源于生物体结构物质，与人体细胞有很强的亲和性，可被体内的酶分解而吸收，对人体无毒性和副作用[5,6]。另外，虽然壳聚糖分子内和分子间存在许多氢键，使其分子比较僵硬和缠结在一起，在水中的溶解度降低。然而，对壳聚糖结构上的羟基、活泼的氨基等基团进行化学改性后得到的衍生物，由于分子中含有羟基、羧基等易溶于水的基团，使其在水中的溶解度大大提高[7]，从而使其具有良好的吸湿性、保湿性、纺丝性和成膜性。 此外，壳聚糖及其衍生物具有抑制细菌、霉菌生长的活性，是抗菌谱较广的天然抗菌物质，运用在护肤品上可起到保护皮肤的作用。 2.2壳聚糖及其衍生物在护肤品中的应用优势 壳聚糖及其衍生物在化妆品方面的应用主要是利用其优良的保湿增湿性能。壳聚糖本身具有成膜功能，又具有良好的透气性能，是一种强的吸湿剂与保湿剂，与传统的保湿增湿剂相比，壳聚糖及其衍生物的保湿增湿