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壳聚糖及其衍生物在组织工程中的应用及前景展望

壳聚糖及其衍生物在组织工程中的应用及前

景展望

壳聚糖是一种天然多糖,是由葡萄糖和乙酰胺基交替连接而成的聚合物。它具

有多种优良的特性,如生物相容性、低毒性、可生物降解性等,使得它在组织工程领域中有着广泛的应用前景。本文将介绍壳聚糖及其衍生物在组织工程中的应用,并展望其未来的发展方向。

壳聚糖的生物相容性使得它成为一种理想的生物材料,可以用于构建人工组织

和器官。壳聚糖及其衍生物可以被细胞黏附并促进细胞增殖和分化,从而成为组织工程的良好基质。研究表明,壳聚糖可以用于修复骨组织、软骨组织和神经组织等。在骨组织工程中,壳聚糖可以被用作支架材料,帮助骨细胞生长并促进骨再生。在软骨组织工程中,壳聚糖可以用于构建人工软骨,用作软骨缺损的修复和重建。在神经组织工程中,壳聚糖薄膜可以被用于神经再生,促进损伤神经的修复。因此,壳聚糖在组织工程中的应用具有广阔的发展前景。

除了作为支架材料外,壳聚糖还可以作为控释载体用于药物输送。壳聚糖具有

良好的薄膜形成性能和多孔性,可以将药物包裹在内,并以缓慢释放的方式进行药物输送。壳聚糖薄膜和微球可以被用于局部药物治疗,如抗生素的局部输送,从而减少药物的副作用,提高疗效。壳聚糖还可以被用于基因治疗,通过包裹基因载体并将其送入细胞内,实现基因的传递和表达。因此,壳聚糖在组织工程中的药物输送方面有着广泛的应用前景。

近年来,为了提高壳聚糖在组织工程中的性能和功能,许多研究人员对其进行

了修饰和功能化。壳聚糖的修饰可以改变其物化性质和生物活性,并赋予其特定的功能。例如,壳聚糖可以与其他物质进行交联,形成复合材料,提高其力学性能和稳定性。壳聚糖还可以通过引入特定的功能基团,如胶原蛋白结构域、生物活性肽

等,赋予其特定的生物活性,如抗菌、抗炎、促进细胞黏附等。这些修饰和功能化的壳聚糖将进一步扩展其在组织工程中的应用领域。

此外,壳聚糖的仿生合成技术也是近年来研究的热点之一。通过仿生合成技术,可以合成具有特定结构和功能的壳聚糖衍生物,如壳聚糖酶和壳聚糖硫酸酯。这些仿生合成的壳聚糖衍生物具有广泛的应用前景,可以用于抗菌、抗炎、抗凝血等领域。此外,壳聚糖的仿生合成还可以通过调控壳聚糖链的结构和功能,设计出具有特定性质的壳聚糖材料,如可溶性壳聚糖、弹性壳聚糖等。

总而言之,壳聚糖及其衍生物在组织工程中具有广泛的应用潜力。它们在修复

和重建组织缺损、药物输送和基因治疗等方面都具有重要的作用。随着对壳聚糖的深入研究和进一步的技术进步,相信壳聚糖在组织工程中的应用将会得到更大的突破和发展,为人类健康事业做出更大的贡献。

国内外壳聚糖开发应用及市场概况

国内外壳聚糖开发应用及市场概况 甲壳素是自然界第二丰富的生物聚合体,第二大再生资源,分布十分广泛,每年的生物合成量约为100亿吨以上。同时甲壳素也是自然界中除蛋白质外数量最大的含氮天然有机高分子。 壳聚糖(chitosan)是一种由甲壳素脱乙酰基后的产物。鉴于壳聚糖及其衍生物具有优良的生理活性和功能保健作用。在食品,医药方面显示出非常诱人的应用价值,近年来在国内外对甲壳素以及壳聚糖的开发研究十分活跃。 一、壳聚糖的特性 壳聚糖是由大部分D-氨基葡萄糖和少量的N-乙酰-D-氨基葡萄糖组成,以β- (1,4)糖苷键连接起来的直链多糖,化学名为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖,其结构类似于纤维素。 壳聚糖因其独特的分子结构,是天然多糖中惟一大量存在的碱性氨基多糖,因而具有一系列特殊功能性质。壳聚糖有αβγ三种构象,其分子链是以螺旋形式存在,α-型研究的较多,因为这种构象的壳聚糖存在最多也最易制得。 β-型则关注的相对较少,然而这种构象的特征是具有很弱的分子间作用力,并且被确定在不同的调节反应中会显示出比α-型更高的反应能够活性和对溶剂的更高的亲和力。在壳聚糖结构中存在四种类型的糖苷键,但由于C2-氨基或乙酰氨基的存在而使得糖苷键都较难水解。壳聚糖分子中含有羟基,乙酰氨基和氨基,决定了壳聚糖可进行多功能基化学反应。 低分子量的壳聚糖及其衍生物在水溶液中的构象变化理象对其生理活性及功能性质有极其重要的影响。壳聚糖分子量与水溶液性质的研究,壳聚糖衍生物的液晶行为的研究,均受到了国内外的关注。 二、壳聚糖的制备方法 甲壳素经脱乙酰化反应后便得到壳聚糖。常见的制备法有化学法和酶法。一般情况下,影响脱乙酰化程度的主要因素有原料的种类(晶型)。甲壳素的制备方法,甲壳素颗粒的大小和密度,碱液的浓度,反应的气氛,温度和时间等。衡量壳聚糖产品性能的主要指标是脱乙酰化度和分子量(或黏度)等。一般提高反应温

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。通过对壳聚糖进行改性研究,可以进一步提高其性能和应用范围。目前,壳聚糖的改性研究已经取得了显著的进展,但仍存在一些问题和挑战。未来,随着壳聚糖改性技术的不断发展,相信其将在更多领域得到应用,并为人类带来更多的益处。 壳聚糖是一种天然生物高分子材料,由于其具有良好的生物相容性和生物活性,在医疗、环保、食品等领域得到了广泛的应用。然而,壳

基于壳聚糖的纳米材料在骨组织工程与再生医学中的研究进展

基于壳聚糖的纳米材料在骨组织工程与再生医学中的研究进展李晓静;王新木;董研;苟中入 【摘要】壳聚糖是目前发现的唯一与细胞外基质糖胺聚糖的化学结构相似的天然阳离子多聚糖,具有极为优良的生物相容性、生物可降解性和生物学活性.近年来,基于壳聚糖的纳米材料在组织工程中的研究较为广泛.对壳聚糖的纳米材料、壳聚糖复合纳米材料、壳聚糖纳米纤维和壳聚糖纳米粒子等在骨组织工程与再生医学中的研究进展进行回顾和阐述.近年来的研究显示,壳聚糖复合纳米材料生物支架、壳聚糖纳米纤维支架及包载具有骨诱导性的生物活性因子,以及外源基因的壳聚糖纳米粒子及纳米纤维,在骨组织工程与再生医学中具有良好的应用前景. 【期刊名称】《中国生物医学工程学报》 【年(卷),期】2013(032)005 【总页数】6页(P620-625) 【关键词】壳聚糖;纳米材料;骨组织工程 【作者】李晓静;王新木;董研;苟中入 【作者单位】浙江大学医学院附属第二医院口腔修复科,杭州310009;杭州市第一人民医院口腔科,杭州310006;浙江大学医学院附属第二医院口腔修复科,杭州310009;浙江大学浙江加州国际纳米技术研究院,杭州310029 【正文语种】中文 【中图分类】R318

引言 骨组织工程与再生医学,是指体外构建人工骨组织或者利用生物装置、植入生物材料来刺激骨原细胞或干细胞分化,维持和促进成骨细胞增殖,以重建缺损的骨组织。骨组织工程与再生医学依赖于多个因素,主要包括细胞、生长因子、生物支架和稳定的机械环境[1]。自体骨和同种异体骨移植可满足以上要求,但两者均存在不足之处:自体骨骨量极为有限,并且增加了手术部位和伤口愈合期并发症[2];同 种异体骨移植可能引发慢性炎症,甚至产生免疫排斥反应。因此,骨移植修复术的不足促进了人工骨修复生物材料的发展。譬如,已对羟基磷灰石 (HA)、A-W玻璃陶瓷、壳聚糖、胶原以及复合材料等已在骨损伤修复中的应用开展了广泛研究[3-4]。 甲壳素,又名甲壳质、几丁质,化学名称为聚N-乙酰葡萄糖胺,主要存在于甲壳 类动物虾、蟹、昆虫的外壳及高等植物的细胞壁中,是世界上第二丰富的天然生物聚合物[5-6]。壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的衍生物,又名几丁糖,具有良好的 生物相容性、生物可降解性。大量研究已证实,壳聚糖还具有抗菌[7]、止血、促进伤口愈合[8]、促进骨再生[9]等优良的生物学效应,也可与胶原、HA、二氧化硅等复合制备成为薄膜、海绵、可注射型水凝胶形式,应用于骨组织修复领域[10-11]。 但是,采用常规方法制备的壳聚糖多孔支架的不足之处在于材料的综合力学性能差,对成骨细胞生长刺激效应以及促进成骨细胞分化相关生长因子表达的效应低[12]。为了弥补这些缺陷,纳米材料逐渐应用于骨损伤修复领域。纳米材料指 某一维度具有1~100 nm尺寸的材料,具有高表面积体积比,在骨损伤修复领域具有广泛的应用前景[13]。基于目前壳聚糖纳米材料在骨损伤修复中的广泛研 究及取得的相关成果,下面就壳聚糖以及所涉及的纳米纤维支架、纳米粒子和纳米

壳聚糖及其衍生物在组织工程中的应用及前景展望

壳聚糖及其衍生物在组织工程中的应用及前 景展望 壳聚糖是一种天然多糖,是由葡萄糖和乙酰胺基交替连接而成的聚合物。它具 有多种优良的特性,如生物相容性、低毒性、可生物降解性等,使得它在组织工程领域中有着广泛的应用前景。本文将介绍壳聚糖及其衍生物在组织工程中的应用,并展望其未来的发展方向。 壳聚糖的生物相容性使得它成为一种理想的生物材料,可以用于构建人工组织 和器官。壳聚糖及其衍生物可以被细胞黏附并促进细胞增殖和分化,从而成为组织工程的良好基质。研究表明,壳聚糖可以用于修复骨组织、软骨组织和神经组织等。在骨组织工程中,壳聚糖可以被用作支架材料,帮助骨细胞生长并促进骨再生。在软骨组织工程中,壳聚糖可以用于构建人工软骨,用作软骨缺损的修复和重建。在神经组织工程中,壳聚糖薄膜可以被用于神经再生,促进损伤神经的修复。因此,壳聚糖在组织工程中的应用具有广阔的发展前景。 除了作为支架材料外,壳聚糖还可以作为控释载体用于药物输送。壳聚糖具有 良好的薄膜形成性能和多孔性,可以将药物包裹在内,并以缓慢释放的方式进行药物输送。壳聚糖薄膜和微球可以被用于局部药物治疗,如抗生素的局部输送,从而减少药物的副作用,提高疗效。壳聚糖还可以被用于基因治疗,通过包裹基因载体并将其送入细胞内,实现基因的传递和表达。因此,壳聚糖在组织工程中的药物输送方面有着广泛的应用前景。 近年来,为了提高壳聚糖在组织工程中的性能和功能,许多研究人员对其进行 了修饰和功能化。壳聚糖的修饰可以改变其物化性质和生物活性,并赋予其特定的功能。例如,壳聚糖可以与其他物质进行交联,形成复合材料,提高其力学性能和稳定性。壳聚糖还可以通过引入特定的功能基团,如胶原蛋白结构域、生物活性肽

壳聚糖单体结构式

壳聚糖单体结构式 一、简介 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,是地球上含氮量最高的多糖。壳聚糖分子中大量的氨基和羟基使其具有多种化学活性,尤其在碱性介质中显示出优良的成膜性、可交联性和生物相容性。这些特性使得壳聚糖在食品工业、生物医学、材料科学等多个领域得到了广泛应用。壳聚糖的单体结构式,即壳二糖,也具有特殊的结构和性质,是研究壳聚糖及其衍生物的重要基础。 二、结构特点 壳聚糖单体结构式,即壳二糖,是一种由两个葡萄糖胺分子通过β-1,4-糖苷键连接而成的二糖。每个葡萄糖胺分子都含有两个自由氨基,其中一个参与了β-1,4-糖苷键的形成,另一个则保留了化学活性。壳二糖的这种结构使其在化学反应中具有多种可能性,例如可以发生硝化反应、磺化反应、氧化反应等。 三、物理性质 壳聚糖单体结构式具有无毒、无味、水溶性等特点。其在不同pH值的水溶液中表现出不同的溶解行为。在酸性条件下,壳聚糖溶解于水形成阳离子型高分子电解质,而在碱性条件下则形成阴离子型高分子电解质。此外,壳聚糖还具有良好的成膜性和生物相容性,使其在食品包装、生物医学工程等领域具有广泛的应用。 四、化学性质 壳聚糖单体结构式的化学性质主要表现在其能够进行硝化反应、磺化反应、氧化反应等。这些化学反应使得壳聚糖可以制备出多种衍生物,如硝化壳聚糖、

磺化壳聚糖、氧化壳聚糖等。这些衍生物在药物传递、组织工程、生物传感器等领域具有重要的应用价值。例如,硝化壳聚糖可以作为药物载体用于抗肿瘤药物的靶向传递;磺化壳聚糖可以作为生物材料用于组织工程;氧化壳聚糖可以用于制备功能性的生物传感器。 五、制备方法 壳聚糖单体结构式的制备主要通过脱乙酰作用将几丁质转化为壳聚糖。常用的脱乙酰剂包括盐酸盐酸和,,其中盐酸盐酸是最常用的脱乙酰剂。制备过程包括将几丁质与脱乙酰剂混合,在一定温度和压力下反应一定时间,然后用乙醇沉淀得到壳聚糖。此外,为了得到高纯度的壳聚糖单体结构式,还需要进行进一步的提纯和结晶。 六、应用领域 壳聚糖单体结构式由于其特殊的结构和性质,在多个领域具有广泛的应用。首先,在食品工业中,壳聚糖可以作为食品添加剂用于提高食品的口感和营养价值,还可以用于食品包装材料。其次,在生物医学领域,壳聚糖及其衍生物可以作为药物载体和组织工程材料使用。此外,壳聚糖还可以用于环保和化妆品等领域。随着研究的不断深入和技术的发展,壳聚糖及其衍生物的应用领域还将不断拓展。

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。 姚力芬,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、复原、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范围。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正确工艺条件。 1.5调节作用。壳聚糖可激活体内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

壳聚糖的应用及发展

壳聚糖的应用及发展 壳聚糖是一种天然的多糖类物质,由于其良好的生物相容性、生物降 解性和生物活性,具有广泛的应用前景。以下是关于壳聚糖应用及其发展 的一些内容: 1.食品工业:壳聚糖作为食品添加剂、包装材料或食品保鲜剂具有广 泛应用。它可以作为凝固剂、稳定剂、乳化剂和保湿剂等在食品中使用, 用于改善口感、增加稳定性和延长保质期。 2.药物传递系统:壳聚糖可以作为药物纳米载体,用于改善药物的溶 解度、稳定性和生物利用度。它可以通过改变壳聚糖颗粒的尺寸、形状和 表面性质来优化药物的吸收和传递。此外,壳聚糖还可以用于控制药物的 释放速度和靶向输送。 3.医疗器械和组织工程:壳聚糖可用于制备各种医疗器械,如注射器、导管和人工关节等。此外,壳聚糖还可用于制备组织工程支架,用于修复 受损的组织或器官。 4.环境保护:壳聚糖可以用于水处理、废水处理和废弃物处理。它可 以作为吸附剂和沉淀剂,用于去除水中的重金属和有机污染物。此外,壳 聚糖还可以用于制备环境友好型材料,如可降解塑料和生物质材料。 5.农业应用:壳聚糖可以作为植物生长调节剂和保护剂,用于改善作 物的产量和质量。它还可以用作农药的包被剂或稳定剂,用于提高农药的 效果和持久性。此外,壳聚糖还可以用于土壤修复,改善土壤结构和养分 保持能力。

壳聚糖的发展前景非常广阔。随着人们对环境保护和可持续发展的关 注增加,壳聚糖作为一种环境友好型材料受到越来越多的重视和广泛应用。未来的发展方向主要包括以下几个方面: 1.新型壳聚糖材料的研制:研究新的壳聚糖衍生物以及壳聚糖与其他 功能性材料的复合物,以提高其性能和应用范围。 2.生物医药领域的应用:进一步研究壳聚糖在肿瘤治疗、组织工程和 药物控释等方面的应用,开发新型的壳聚糖基药物传递系统。 3.食品安全和功能食品的开发:利用壳聚糖的保湿性、抗氧化性和抗 菌性等特点,研究开发功能性食品和食品保鲜剂。 4.环境保护领域的应用:进一步将壳聚糖应用于水处理、固体废弃物 处理和土壤修复领域,提高其在环境保护中的效果和应用范围。 5.农业领域的应用:研究土壤修复剂、农药包被剂和植物生长调节剂 等壳聚糖相关产品,用于提高农产品的产量和质量。 总之,壳聚糖具有广泛的应用前景,并在多个领域取得了重要的进展。随着科学研究和技术的不断发展,壳聚糖的应用将会得到进一步拓展和优化,为人类的生活和环境保护提供更多的贡献。

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 王浩 【摘要】Research progress of chitosan modification in recent years was reviewed.The applications of chitosan and its derivatives as new functional materials in medicine, environmental protection, textile, food, daily cosmetics and other fields were introduced.The development trend of the research and application of chitosan was prospected.%综述了近年来壳聚糖 改性的研究进展,介绍了壳聚糖及其衍生物作为新型的功能材料在医药、环保、纺织、食品及日用化妆品等领域的应用,展望了壳聚糖研究应用的发展趋势. 【期刊名称】《成都纺织高等专科学校学报》 【年(卷),期】2017(034)001 【总页数】8页(P187-194) 【关键词】壳聚糖;改性;衍生物;应用 【作者】王浩 【作者单位】安徽农业大学轻纺工程与艺术学院,安徽合肥 230036 【正文语种】中文 【中图分类】TS102 壳聚糖是自然界中含量仅次于纤维素的第二大丰富的生物多糖,主要来自于低等节肢类动物如虾、蟹、昆虫等外壳以及低等植物如藻类、菌类的细胞壁中。壳聚糖是已知的唯一的天然碱性阳离子聚合物,具有优异的生物官能性、生物相容性、无毒、

抗菌性和生物降解性等特点[1-2],已成为一个新型的生理功能材料而广泛应用于 医药、环保、纺织、食品及化妆品行业等领域。随着壳聚糖及其衍生物的研究工作不断深入广泛,其应用领域也随之不断扩展,有着巨大的潜在市场。 甲壳素由于其分子内、分子间强的氢键作用,构成紧密的晶态结构,其溶解性差,不溶于一般溶剂。壳聚糖是甲壳素在碱性条件下脱去55%以上的N-乙酰基而得到的一种氨基多糖,相对分子量从数十万到数百万不等[3]。壳聚糖的化学名称为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖,其结构式如图1所示。 壳聚糖分子结构与植物纤维素相似,分子呈直链状、易结晶,晶态结构呈紧密状态,不溶于水、碱和大多数有机溶剂。但由于其分子中含有大量的游离氨基,在酸性条件下,氨基发生质子化,可溶于水,因此壳聚糖可以溶于稀的盐酸等无机酸和大多数有机酸[4],使其应用比甲壳素的应用更为广泛。 壳聚糖具有复杂的双螺旋结构,其分子链中氨基葡萄糖单元上的伯羟基、仲羟基以及氨基等基团具有较强的反应活性,可通过功能化修饰或改性方法使壳聚糖在改善其溶解性的同时,并被赋予各种不同的功能特性,制备开发出新颖的具有优良性能的壳聚糖衍生物。为了适应更多应用领域功能性的需要,壳聚糖的改性已成为最活跃的研究领域之一。 酰基化反应主要是壳聚糖和多种有机酸的衍生物发生反应,其分子链中导入了不同分子量的脂肪族或芳香族酰基。由于酰基的存在使得壳聚糖分子内或分子间的氢键遭到破坏,其结晶度变小,因而所得壳聚糖酰基化产物在有机溶剂中的溶解度大大改善。壳聚糖的酰化反应既可在游离氨基上也可在羟基上进行,分别可制得壳聚糖的N-酰基化和O-酰基化衍生物,但实际上往往得不到单一的酰化产物。 早期的酰化反应在酸酐或酰氯中进行,其产物降解严重。近年来研究发现在甲磺酸中可进行一系列的酰化反应,甲磺酸既是溶剂又是催化剂[5],反应在均相中进行,其中反应温度非常重要,应该控制在0℃左右。壳聚糖衍生物得到的酰化度都在

壳聚糖的制备及其应用进展

壳聚糖的制备及其应用进展 几丁质是由N-乙酰氨基葡萄糖聚合而成的一种天然高分子黏性多糖,广泛存在于虾壳,蟹壳中及许多节肢动物外壳、低等植物体内。相关数据显示,每年几丁质产量在天然聚合物和含氮有机化合物中均位列第二,仅海洋生物体内的几丁质储量就高达0.1亿t。壳聚糖是几丁质脱乙酰化的产物,是一种碱性多糖,高黏、具有强吸潮性与良好的生物活性,如消炎、抗氧化等,因此被广泛应用于农业、食品、医药、环境保护等诸多领域。 壳聚糖的大多来自于节肢动物、真菌和藻类。一些甲壳类昆虫体内的壳聚糖含量较高,但不易提取,而工业废料虾壳、蟹壳等因易富集、含量高等优点成为壳聚糖的制备的首要原材料。 1 壳聚糖的制备方法 1.1酸碱水解法 几丁质脱掉乙酰基后就是壳聚糖,酰胺键可被强酸或强碱水解。目前,经过浓酸浓碱脱乙酰法在工业上占主导地位。在实验室研究中,孙丽发现甲壳素在低温条件下的主反应为降解反应;浓酸一般选用浓盐酸,而石国宗则用硫酸,制备过程中无酸雾产生,对此法有了一定的创新。但此法仍存在诸多缺陷:获得的壳聚糖不稳定,又消耗了大量的酸碱,几丁质碳链也易被浓酸破坏,环境污染严重,且后续工艺复杂,增加了成本。 1.2 EDTA法 EDTA络合生物体内的金属离子而使其沉降以纯化甲壳素。王婷将克氏原螯虾壳内的无机盐用EDTA除去,蛋白质用NaOH处理来制备甲壳素;张士康等以虾蛄壳为原料,研究了EDTA法提取甲壳素的最佳条件;孟凡欣使用响应面分析拟合期望函数对此法进行了工艺优化,提取率增加了1/5。EDTA溶解 钙盐但不破坏甲壳素的碳链,显得更为安全,且其可以循环利用。

1.3 酶解法 几丁质酶来源广、制备壳聚糖效果好,因此壳聚糖的酶解法广受关注,自1905年几丁质酶被发现后起,酶解法就成为研究的热点。研究发现混合酶解法效果更佳,另一方面,付博等用纳豆菌水解虾壳中的蛋白质,并探究了不同条件下纳豆菌蛋白酶的活性。相较于前两种方法,酶法反应条件更为温和,且酶的来源广泛,生产过程也可控,但获得几丁质酶需要大量地投入资金,耗时长。 1.4 生物发酵法 微生物发酵时会分泌蛋白酶和有机酸,此二者分别分解蛋白质和无机盐,从而提纯壳聚糖。自从首次用生物发酵法提取了甲壳素以来,微生物发酵法被广泛关注。目前研究最多的是细菌发酵法,陈亚等以克氏原螯虾虾壳为原料,利用乳酸菌发酵来提取甲壳素。此外,霉菌也是良好的选择,肖丽凤等研究了蓝色犁头霉的虾壳发酵,发酵过程产生的几丁质酶水解几丁质得到壳聚糖。生物发酵法反应条件较为温和,但此法耗时长,并且需添加额外的营养物质,目前还停留于实验室研究阶段。 2 壳聚糖的应用 2.1 在农业方面的应用 壳寡糖有植物生长调节的作用。研究表明在瓜果作物种植时,低浓度的壳寡糖可以防止果蔬干旱、促进植株生长、延缓植株衰老;壳聚糖可以作为植物的灭菌剂。在西红柿果实表面喷洒壳聚糖溶液,能够抵抗烟草斑纹病毒的感染,以增强环境适应力。研究表明一定浓度的的壳寡糖对多种叶病毒都有良好的预防作用,如蔟叶病毒、花叶病毒等。 2.2 在食品方面的应用 壳聚糖与酸性多糖反应可生成酸性多糖络盐,可用于组织填充材料,被制成保健型仿生肉;甲壳素的性能优于纤维素,还有增稠、乳化等用途,可作为食品添加剂;它有优良的抑菌活性,可阻止微生物侵染,保证食品品质,可用于食品防腐;它还有良好的抗氧化性能,

壳聚糖在国内外食物中的进展现状及其应用前景

壳聚糖在国内外食物中的进展现状及其应用前景 马正然江南大学食物学院食科0804班04 摘要: 壳聚糖是一种可被生物体降解而对人体无毒的物质,不仅在食物领域有普遍的应用,在饲料行业、医药行业、和环境爱惜等许多领域都有普遍的应用。本文要紧概述了壳聚糖在国内外食物中的进展现状,并介绍了壳聚糖的性质、在食物中的应用及其化学改性,说明了壳聚糖在食物开发方面的广漠前景。 关键词:壳聚糖,添加剂,改性,复合纳米粒子 Chitosan in the development situation of food at home and abroad and its application prospects Ma Zhengran ; Class 0804, School of Food of Science and Technology, Jiangnan University; 04 Abstract: Chitosan is a biodegradable and non-toxic substances on the human body. It's not only widely used in food industry, but also in feed industry, pharmaceutical industry, environmental protection and many other areas. This article is mainly about chitosan in the development situation of food at home and abroad,and describes the nature of chitosan, the application in food industry and chemical modification of chitosan and set out the broad development prospects of chitosan. Key words:chitosan; additives; modification; composite nanoparticles

羟丙基壳聚糖 羧甲基壳聚糖

羟丙基壳聚糖羧甲基壳聚糖 摘要: 1.羟丙基壳聚糖与羧甲基壳聚糖的定义与性质 2.羟丙基壳聚糖与羧甲基壳聚糖的应用领域 3.羟丙基壳聚糖与羧甲基壳聚糖的优缺点对比 4.我国在羟丙基壳聚糖与羧甲基壳聚糖研究方面的进展 5.结论 正文: 羟丙基壳聚糖与羧甲基壳聚糖是两种常见的壳聚糖衍生物,它们在许多领域有着广泛的应用。 羟丙基壳聚糖是一种天然多糖,具有良好的生物相容性和生物降解性,广泛应用于医药、食品、化妆品等行业。在医药领域,羟丙基壳聚糖被用作药物载体,可以提高药物的稳定性和生物利用度。在食品工业中,羟丙基壳聚糖可用作增稠剂、稳定剂和口感改善剂。此外,羟丙基壳聚糖还具有良好的保湿性能,在化妆品行业中有着广泛的应用。 羧甲基壳聚糖是一种改性壳聚糖,具有更高的稳定性和溶解性。羧甲基壳聚糖广泛应用于废水处理、环境保护、生物材料等领域。在废水处理方面,羧甲基壳聚糖可以有效地去除废水中的重金属离子和有机污染物。在生物材料领域,羧甲基壳聚糖可以作为生物医用材料,如制备组织工程支架等。 虽然羟丙基壳聚糖与羧甲基壳聚糖在许多方面具有相似的应用,但它们在某些方面存在差异。例如,羟丙基壳聚糖在医药领域的应用更为广泛,而羧甲

基壳聚糖在环保领域的应用更具优势。此外,羧甲基壳聚糖的改性使其在某些方面具有更好的性能。 我国在羟丙基壳聚糖与羧甲基壳聚糖研究方面取得了显著进展。近年来,我国科研人员在壳聚糖衍生物的制备、性能研究以及应用方面取得了一系列突破。同时,我国政府也加大了对相关领域研究的投入,推动了一系列产业化应用项目。 总之,羟丙基壳聚糖与羧甲基壳聚糖作为壳聚糖衍生物,在许多领域具有广泛的应用前景。

壳聚糖基海洋生物医用材料周长忍

壳聚糖基海洋生物医用材料周长忍 1.引言 1.1 概述 壳聚糖基海洋生物医用材料是近年来兴起的一种新型生物医用材料,在海洋生物资源的基础上,通过壳聚糖材料的改性和应用开发而成。壳聚糖是一种天然高分子多糖,具有良好的生物相容性、可降解性和生物活性效应,因此被广泛应用于医学领域。 随着海洋资源的逐渐被开发利用,壳聚糖基海洋生物医用材料的研究也蓬勃发展。这种材料不仅可以利用海洋生物资源中的壳类动物骨骼、贝壳等天然材料,还能通过壳聚糖的改性和功能化,赋予其更多的特性和应用功能。 壳聚糖基海洋生物医用材料具有许多独特的优势。首先,壳聚糖具有良好的生物相容性,能够与人体组织相容并且不会引起明显的免疫反应。其次,壳聚糖是一种可降解的材料,可以在人体内逐渐降解并被代谢排出,减少了二次手术的需求和伤口感染的风险。此外,壳聚糖还具有一定的生物活性效应,如促进伤口愈合、抗菌、抗炎等,对于一些特殊的医疗需求具有重要的意义。 壳聚糖基海洋生物医用材料在医学领域有着广泛的应用前景。目前已经在骨科、神经学、皮肤组织工程、药物输送系统等多个领域取得了一定的研究进展。例如,壳聚糖可以作为骨组织修复和再生的支架材料,用于治疗骨折、骨缺损等骨科疾病。此外,壳聚糖还可以制备成微球或纳米粒子,用于药物的控释和靶向输送,提高药物的疗效和减轻不良反应。

然而,发展壳聚糖基海洋生物医用材料也面临着一些挑战。首先,壳聚糖的提取和纯化工艺相对复杂,需要解决提取效率和纯度的问题。其次,壳聚糖材料的力学性能和稳定性还有待进一步提高,使其更适用于实际的医学应用场景。此外,壳聚糖基海洋生物医用材料的临床验证和应用也需要更多的研究和实践。 综上所述,壳聚糖基海洋生物医用材料具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力,但在开发和应用过程中仍需解决一系列的技术和工艺问题。通过持续的创新研究和跨学科合作,相信壳聚糖基海洋生物医用材料将为人类的健康事业带来更大的贡献。 文章结构部分的内容可以如下编写: 1.2 文章结构 本文分为引言、正文和结论三个部分。 引言部分首先概述了壳聚糖基海洋生物医用材料的研究背景和重要性,随后介绍了本文的结构和各个部分的内容概要。通过引言部分的阐述,读者可以初步了解本文的整体架构和论点。 正文部分主要包括两个子部分,分别是壳聚糖基海洋生物医用材料的定义和特点以及其应用领域和前景。在2.1节中,我们将详细介绍壳聚糖基海洋生物医用材料的定义,并对其特点进行系统的阐述。这部分将包括壳聚糖基海洋生物医用材料的来源、制备方法、物理化学性质等方面的内容。在2.2节中,我们将重点探讨壳聚糖基海洋生物医用材料在不同领域的应用前景,包括组织工程、药物传递、伤口愈合等方面。我们将通过实例和研究成果来支持我们的论点,展示壳聚糖基海洋生物医用材料在这些

壳聚糖及其衍生物在黏膜免疫中的应用与展望

壳聚糖及其衍生物在黏膜免疫中的应用与展望 作者:刘洪斌杨万秋宇璐康宏赵凯 来源:《兽医导刊》 2015年第6期 刘洪斌杨万秋/ 哈药集团生物疫苗有限公司 宇璐康宏赵凯/ 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 免疫途径可分为肌肉注射、皮下注射、口服和鼻腔等,产生的免疫应答类型包括细胞免疫,体液免疫及黏膜免疫。在当今临床中,疫苗的接种方式主要还是通过肌肉注射给药,该给药途 径虽可以刺激免疫系统在血清中产生抗体,但是抗原表达量低,不能产生黏膜免疫反应,免疫 效果并不理想。壳聚糖是一种有免疫调节作用的葡聚糖,壳聚糖作为黏膜免疫的载体,能够增 强疫苗的免疫原性,提高机体的体液免疫和细胞免疫的水平。佐剂是指能够增强机体的抗原免 疫应答或改变了免疫应答类型的物质。它主要通过免疫调节、抗原呈递、细胞毒性T 淋巴细胞 诱导、抗原靶向等方式诱发机体产生了高效、长期的免疫反应,来提高对机体的保护能力,同 时又减少了免疫物质的用量,进而降低疫苗的生产成本。因为壳聚糖无抗原免疫性、生物相容 性优良、来源广泛、价格低廉等特点,使其成为一种理想的疫苗佐剂载体。本文围绕对壳聚糖 及其衍生物相关的载体和佐剂在黏膜免疫方面的应用进行综述。 (一)壳聚糖及其衍生物的理化性质 1. 壳聚糖的理化性质。壳聚糖是甲壳类动物(如虾、蟹)、昆虫和其它无脊椎动物外壳中的甲壳质在碱性条件下经脱乙酰化制得的一种天然高分子多糖体。这会出现一系列的脱乙酰程 度和不同相应的相对分子质量。一般来说,脱乙酰度大于50% 时,就可成为壳聚糖。壳聚糖本 身是一种弱碱,Pka 为6.2 ~ 7.0,在酸性条件下,壳聚糖氨基经质子化后可溶于水,并带有 正电荷,使其电荷密度大。在碱性和中性环境下不溶解,但可能与有机或无机酸形成盐。壳聚 糖是由葡糖胺和N-乙酰基葡糖胺组成的多糖,是带阳电荷的线性多糖,有良好的生物相容性和 生物可降解性,其分子中的葡糖胺基荷正电,与荷负电的DNA可产生静电作用,凝聚为多聚体 复合物。壳聚糖的分子量可为几万甚至几十万,其阳离子特性可以很好的结合带负电的蛋白或 者DNA,所以被认为是一个很好的蛋白,既能结合蛋白/DNA,又能避免蛋白/DNA 的降解。壳聚 糖骨架上丰富的羟基和氨基使其易于化学修饰,能增加其增加其靶向性,除此之外壳聚糖还有 很好的吸附性、成膜性、通透性、成纤性和保湿性。 2. 壳聚糖衍生物的理化性质。 壳聚糖通过化学改性,可以得到具有一定官能团的壳聚糖衍生物。衍生物的性能,与壳聚 糖相比,往往有较明显的改善。对壳聚糖的衍生物研究较多的有,壳聚糖的酰基化、烷基化、 硫酸酯化、羟基化、季铵化、羧甲基化等,其中硫酸酯化、季铵化、羧甲基化的产物由于具有 良好的水溶性而备受重视。 (1)酰基化。壳聚糖可与多种有机酸的衍生物如酸酐、酰卤等反应,引入不同分子量的芳香族酰基(苯甲酰、邻苯二甲酰基等)或脂肪(丁酰、十二烷酰及马来酰等),可大大改善产 物在邮寄溶剂中的溶解度。 酰化反应既可在羟基上发生,生成脂,也可在氨基上发生,生成酰胺,酰化产物的生成与 溶剂、酰基结构及催化条件有关。

壳聚糖在医学领域的应用前景

壳聚糖在医学领域的应用前景 作者:张潮姜宇乘李冬巩亚明张沓文崔琳琳 来源:《新经济》2016年第03期 摘要:壳聚糖具有无毒,无害,化学稳定性好,生物形容性强等特点,是天然多糖中少见的带正电荷的高分子化合物。多年来,壳聚糖及其衍生物一直是医药研发领域的热点之一,本文综述了壳聚糖及其衍生物在医用材料、抗菌材料、抗肿瘤、组织工程、药物载体、药物缓释等方面的应用研究。简单介绍壳聚糖的制备方法并展望了其发展方向和发展前景。 关键词:壳聚糖医学应用 壳聚糖(chitosan)是甲壳素的脱乙酰衍生物,是自然界中仅次于纤维素的天然生物高分子聚合物。壳聚糖是自然界存在的惟一碱性多糖,它的胺基形成四级胺正离子可以和有弱碱性的阴离子交换作用,对金属离子有良好的螯合作用,是一种很有发展前景的天然高分子。壳聚糖有很好的成膜性、通透性,并富有良好的生物相容性、可再生性、易化学修饰性等优越的性能,还具有抗癌、降脂、抗血凝、抗酸、抑菌、抗溃疡、增强免疫等生物活性,能够被广泛地应用于生物工程、医药、化学化工、食品等各个领域。 1、壳聚糖的研究现状 壳聚糖( Chitosan,CTS)是天然类多糖甲壳素的重要衍生物,其化学结构为 1,4-2-氨基-2脱氧-β-D 葡萄糖,广泛存在于甲壳类动物如虾蟹及昆虫等的外壳以及许多低等植物如菌藻类的细胞壁中,是自然界中储量仅次于纤维素的最丰富的天然高分子材料。壳聚糖是由甲壳素经脱乙酰化处理后得到。 壳聚糖分子结构中存在大量游离氨基,是天然多糖中少见的带正电荷的高分子化合物。壳聚糖是一种高效的阳离子型絮凝剂,能有效地沉淀溶液中的有机物,并能抑制细菌生长发育,其净水效果优于活性炭。甲壳素和壳聚糖有重要的生物活性,特别是壳聚糖大分子链上分布着许多氨基,还有部分N-乙酰基,这些基团的存在使壳聚糖表现出许多独特的化学性质,其溶解性能提高,反应活性增强。壳聚糖作为易于降解的天然高分子材料,已在化妆品、纺织、印染、医药、食品、生物以及环保等众多领域内均有较广泛的用途。 2、壳聚糖的医学应用前景 2.1 在医用材料上的应用

壳聚糖

文献综述 钟士亮 041511130 壳聚糖(chitosan)是甲壳素N-脱乙酰基的产物,是由β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖单元和β-(1,4)-2-乙酰胺基-2-脱氧-D-葡萄糖单元组成的共聚体[1]。而甲壳素是地球上最丰富的高分子化合物之一,每年的天然产量达上百亿吨,仅次于纤维素。甲壳素与Ca2+是虾、蟹、昆虫的外壳、藻类、菌类细胞壁的主要构成成分[2]。 壳聚糖是迄今发现的唯一具有明显碱性、带正电荷的天然多糖类有机高分子。壳聚糖分子结构中含有氨基、羟基、氧桥以及富含电子的吡喃环活性基团,通常在生物体内表现出极强的亲和性,同时具有抗菌活性等,但是,壳聚糖结构上大量的羟基和氨基,使得壳聚糖分子间与分子内有强烈的氢键作用,所以壳聚糖不溶于一般溶剂和水,但可以溶解于稀酸,如醋酸,盐酸等,这使得壳聚糖的推广应用受到很大程度上的限制,因此改善壳聚糖的溶解性能特别是改善其水溶性,是壳聚糖改性研究中最重要的方向之一[3-4]。 壳聚糖在生物学和医学上都具有潜在的应用价值。据报道壳聚糖单体,有许多独特的生理活性,促进脾脏抗体生长,抑制肿瘤细胞[5];强化肝脏功能,降低血压,吸附胆固醇;在微酸环境中具有较强的抗菌作用和显著的吸湿保湿力;活化植物细胞,促进植物快速生长[6]。壳聚糖能促进血液凝固,可用作止血剂。它还可用于伤口填料物质,良好的生物相容性和生物可降解性,还具有消炎、减少创面渗出和促进创伤组织再生、修复和愈合的作用。 壳聚糖结构如下图1.1:

图 1.1 壳聚糖的结构式 它分子链上的胺基和羟基都是很好的配位基团。 1 壳聚糖的性质 1.1壳聚糖物理化学性质 1811年法国科学家Braconno提取得到的甲壳素,甲壳素通过脱乙酰化得到壳聚糖,从此人们对它的研究越来越多。壳聚糖呈白色或灰白色,略有金属光泽,为透明且无定形固体。在185 ℃下开始分解,不溶于水和稀碱,可溶于大多数有机酸和部分无机酸中,壳聚糖分子中同时存在大量的氨基和羟基,因此可以进行相应的修饰、接枝、以及活化等[7]壳聚糖以其氢键相互交联成网状结构,利用适当的溶剂,可制成透明的的薄膜,壳聚糖的溶液具有粘性是一种理想的成膜物。 1.2壳聚糖生物学性质 1.2.1促进止血,医学应用 壳聚糖具有促进血液凝固的作用,可用作止血剂。它还可用于伤口填料物质,具有灭菌、促进伤口愈合、吸收伤口渗出物、不易脱水收缩等作用。1983年,Malette等人首次发表关于壳聚糖具有止血功能的研究,此后学者在这方面的研究越来越多,壳聚糖可以促进红细胞的聚集从而形成红色血栓或凝血块,达到止血的效果[8,9]。研究发现,伤口处能分泌溶菌酶、壳三糖酶等,它们吞噬壳聚糖分子,从而达到降解壳聚糖的作用[10]。壳聚糖和甲壳素混合后可制成高强度的丝状纤维,用作手术线。这种手术线能被生物体内的溶菌酶降解,伤口愈合后不需拆除就能被机体充分吸收,不会产生过敏反应。 1.2.2抑菌性

原位形成基于某药物传送和组织再生的壳聚糖水凝胶

原位形成基于药物传送和组织再生的壳聚糖水凝胶 原位形成水凝胶的简单溶胶-凝胶法过渡是更切实可行的可注射水凝胶作为药物传递和组织再生。先进的原位凝胶系统可以轻松高效地形成由不同的机制在原地。壳聚糖是一种广泛用于生物医学应用中由于其良好的生物相容性、低免疫原性和特定的生物活性的天然多糖。基于壳聚糖的原位凝胶系统早已得到重视作为智能材料发展的几个生物医学应用程序,如药物传递系统和再生医学。在此,我们审查基于壳聚糖和机制参与水凝胶形成,典型的原位凝胶系统和报告的壳聚糖基原位凝胶在药物释放和组织再生中的应用研究进展。最后,还简要介绍基于壳聚糖的原位形成水凝胶的发展前景。 1.介绍 水凝胶是高分子材料具有三个三维网络,有越来越多的注意,在生物医学领域中作为载体的药物、蛋白、细胞,和其他,由于其良好的生物相容性、溶质渗透率和可调节的释放特性[1]。大量的水在它在高水含量和软表面性质的结果是字符,使它们在周围组织上妥协和良好的生物相容性会导致其结构支护能力。自水凝胶的发展在20 世纪60 年代,已经被众多研究适应水凝胶作为生物材料。特别是,原位形成凝胶,通常显示在原位站点在哪里他们管理成体,溶胶-凝胶过渡展览有前途电位的临床应用。它是更切实可行的围,适用于热带给药的原位形成水凝胶,注射植入,组织工程支架[2-5]。药物/单元格可以混入水溶胶为像注射药方便,然后封装药物/细胞凝胶油库形成原位。原位凝胶系统可能可以缓解与当代再生医学方法和支架相关的几个缺点。为主,他们尽量减少侵袭性开放的外科技术,可以符合复杂的三维几何形状,这是植入给药系统,修复的创伤和再生后肿瘤切除术的关键。更重要的是,这样可能会导致更快和完整再生的细胞和生长因子本地交货

壳聚糖原始文档2

甲壳素和壳聚糖之所以具有重要的理论研究意义和商业价值,在于其分子结构和组成的独特性,它是自然界唯一的碱性多糖,是地球上数量最大的含氮有机化合物。甲壳素及其衍生物不但具有良好的生物相容性、低毒和生物降解性,还具有许多生物医学功能和药物作用,壳聚糖被誉为人体所需的第六大生命要素。许多甲壳素及其衍生物产品业已商业化,关于甲壳素/壳聚糖的国际会议每两年召开一次,关于甲壳素的国际性学术专刊“Advance in Chitin Science”也于上世纪九十年代创刊。甲壳素及其衍生物已经在生命科学、功能材料等领域形成了新的研究和开发热点。甲壳素和壳聚糖具有较复杂的双螺旋结构,螺距为0.515nm,一 个螺旋平面由6个糖残基组成。甲壳素的结构单元是甲壳二糖,壳聚 糖的结构单元是壳二糖。甲壳素大分子链上分布着许多羟基,N.乙酰 氨基和氨基,它们形成各种分子内和分子问的氢键。甲壳素的结构由 于氢键类型不同而有三种结晶体:a一甲壳素,由两条反向平行的糖 链组成,通常与矿物质沉积在一起形成坚硬的外壳,如虾蟹的外壳; B一甲壳素由两条同向平行的糖链组成;Y一甲壳素由三条糖链组成, 两条同向一条反向。B和Y一甲壳素与胶原蛋白相联结,表现出一定 的硬度、柔韧性和流动性,具有与支承体不同的许多生理功能,如电 解质的控制和聚阴离子的运送等。壳聚糖也存在这样的三种结晶状 态。B一甲壳素在6mol/L的盐酸中会转变为a一甲壳素,a一甲壳素的 酰胺I带在1660cm-‘和1630cm-1有特征吸收峰,而B一甲壳素在 1630cm-1没有红外吸收峰,因而可用红外吸收光谱便捷的区分两者。’。 甲壳素中大分子具有稳定的晶体结构,且大分子间存在较强的 氢键。因而具有稳定的物理化学性质。常温下既不熔融,也不溶于水、 稀酸、稀碱和一般的有机溶剂,这给甲壳素产品的加工造成了不便。 目前所发现的甲壳素的溶剂主要有氯化锂/N,N一二甲基乙酰胺 (LiCl/蹦Ac)、氯化锂/N_甲基砒咯烷酮(LiCl/N姬)、四氧化二氮/N,N- 二甲基甲酰胺(N20/DMF)、六氟异丙醇/六氟丙醇、甲酸/二氯乙酸、 氯乙醇/硫酸、三氯乙酸/二氯乙烷、甲烷磺酸和三氟醋酸等。最近日 本Tokura S.发现甲壳素在水合氯化钙的甲醇饱和溶液中具有良好的

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