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农药按照来源可将其分为化学农药和生物源农药2大类，其中生物化学农药、植物源农药、微生物农药一般归属于生物源农药，也即平时称之为生物农药。
生物源农药在我国已有悠久的历史，也是最早应用植物源农药防治病虫害的国家之一；虽然生物源农药特性是药效偏低（与化学农药相比），其发展速度显得比较缓慢，但却是发展绿色农业重要的主力军。
生物源农药壳聚糖是甲壳素脱乙酰化处理的产物，壳聚糖的分子量为十几万至几十几，是迄今发现的唯一天然碱性多糖。
由于形成有序的大分子结构中大量2-氨基葡萄糖和部分2-乙酰氨基葡萄糖的存在，前者含量一般超过80%，其特殊的分子组成和结构赋予壳聚糖多种生物活性和功能，与甲壳素相比各种性能得以大大改观。
据文献报道，生物源壳聚糖具有杀虫、杀菌、调节作物生长、生物官能性和易于成膜等特殊性能，在农业中主要可以用作杀虫剂、杀菌剂、植物生长调节剂、农药缓释剂、果蔬保鲜剂以及可降解地膜和种子处理等应用；而使用的壳聚糖对作物无药害，对人畜无毒害、对环境无公害, 是一种对环境友好的、性能优良的生物源农药，具有广阔的应用前景。
壳聚糖已经在食品、医药、化妆品、其他工业方面使用都取得了一定的成果，在农业上则在近年来才得到应用。
壳聚糖是植物-病原体相互作用过程中的重要信号分子，不仅能抑制病原菌的生长，还能激活植物的多种抗病基因，诱导植物产生抗病性。
它作为植物体内的诱导物，能诱导各类植物产生抗性因子，有效地防治真菌、细菌和病毒性病害；同时又能有效地活化植物细胞，调节和促进植物生长，特别是对目前化学农药无法控制的某些农作物的特殊病害，如枯萎病、黄萎病和病毒病等，有明显而独特的效果，受到人们的关注。
1 壳聚糖的资源和制备壳聚糖（chitosan）是甲壳素的脱乙酰化处理的产物，是迄今发现的唯一天然碱性多糖。
甲壳素（Chitin）又名甲壳质或几丁质等，属于直链氨基多糖，分子式为（C8H13NO5）n，单体之间以β（1→4）甙链连接，分子量一般在106左右，理论含氨量6.9%。
水溶性的PEI化壳聚糖的合成陶凤【摘要】壳聚糖是天然聚多糖甲壳素的脱乙酰产物，具有生物兼容性、生物降解性、无毒性。
作为天然阳离子聚合物，壳聚糖具有正电性和特殊性能，因而壳聚糖及其衍生物可广泛用作药物和基因载体。
但是其水溶性不好，单纯壳聚糖转染效率也不高，这就大大限制其应用范围。
为了提高壳聚糖的溶解性和转染效率，对壳聚糖进行化学修饰极其必要。
聚乙二醇能够有效提高水溶性，当其与药物相连时能增大分子量，减少肾消除延长半衰期，增加药物稳定性，并且PEG链包裹在药物表面，能够遮蔽药物的抗原，降低药物的免疫原性。
我们通过合成了O-聚乙二醇单甲醚-N-马来酸酐-聚乙烯亚胺壳聚糖衍生物。
合成的最终产物，不仅提高壳聚糖的水溶性和稳定性，提高转染效率，而且由于引入大量的活性氨基，则便于壳聚糖的进一步修饰。
反应合成的中间体和最终产物都通过1HNMR和FTIR表征。
【期刊名称】《中国新技术新产品》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】2页(P48-48,49)【关键词】壳聚糖;基因载体;改性;聚乙二醇;聚乙烯亚胺【作者】陶凤【作者单位】四川化工职业技术学院，四川泸州 646005【正文语种】中文【中图分类】O636壳聚糖是天然聚多糖甲壳素的脱乙酰产物，具有生物兼容性、生物降解性、无毒性。
作为天然阳离子聚合物，壳聚糖具有正电性和特殊性能，因而壳聚糖及其衍生物可广泛用作药物和基因载体。
但是其水溶性不好，则大大限制其应用范围。
为此本课题通过对壳聚糖的修饰，旨在提高其水溶性。
与此同时，壳聚糖作为基因载体，其转染效率也不太理想。
为此我们也通过对壳聚糖的修饰，提高含氮量来提高转染效率。
所以，通过修饰得到的壳聚糖衍生物水溶性好，转染效率高，稳定性好，免疫原性低，可作为更加理想的基因载体使用。
在水溶性的PEI化壳聚糖的合成实验中主要使用的是分子量2000的聚乙二醇单甲醚，当聚乙二醇与药物相连时，能够增大药物的分子量，减少肾消除延长半衰期，增加药物稳定性，并且PEG链包裹在药物表面，能够遮蔽药物的抗原，降低药物的免疫原性。
壳聚糖的制备及改性唐杰斌 赵传山(山东轻工业学院制浆造纸科学与技术省部共建教育部重点实验室,山东济南市,250353)摘 要 壳聚糖作为一种绿色环保产品,其应用前景非常好。
介绍了壳聚糖的制备及性质;针对其难溶于水的缺点,叙述了对其降解改性的主要方法;并重点针对其在造纸中应用成本过高的问题,叙述了国内外对其进行接枝共聚或交联改性的研究情况。
关键词 壳聚糖 制备 改性 降解 接枝共聚 交联壳聚糖(chito san),学名为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-B -D-葡聚糖,是甲壳素(ch-i tin)脱乙酰的产物,而甲壳素是仅次于纤维素的第2大天然有机高分子物质,每年地球上甲壳素自然生成量高达百亿吨,其产量与纤维素相当,储量巨大[1]。
天然高分子甲壳素、壳聚糖及其衍其物具有与作为造纸原料的植物纤维素的结构相近的特性,与纤维素有极好的相容性,引起了造纸工作者的极大关注,并且已有很多学者对其作为造纸助剂进行了研究。
1 壳聚糖的制备1.1 壳聚糖的生产流程壳聚糖是由甲壳素通过脱乙酰制得,因此壳聚糖制备时都是先制备得到甲壳素。
制备甲壳素的原料有虾、蟹壳、蝇蛹壳、真菌、蚕蛹、蛆皮等[2],目前工业上主要以虾蟹为主要原料生产甲壳素。
以虾蟹壳为原料制备壳聚糖的生产流程为:虾蟹壳水洗 水净壳除盐 5%盐酸除盐甲壳质脱蛋白质 10%NaOH 粗甲壳素脱 色1%KM nO 4还 原 2%NaH SO 3不溶性甲壳素脱乙酰基 40%NaOH 壳聚糖图1 壳聚糖的生产流程1.2 壳聚糖的反应原理用浓碱处理甲壳素可以脱乙酰基而得到壳聚糖,脱乙酰化反应是非均相条件下在40%~60%的苛性钠溶液中于100~180e 下加热数小时,所得壳聚糖的脱乙酰度可达80%[2]。
由甲壳素反应制备壳聚糖的反应式为:OCH 2OH NH COCH 3OHn40%NaOHO CH 2OHNH 2OH n+CH 3COONa图2 壳聚糖的反应式1.3 壳聚糖的结构及性质甲壳素、壳聚糖的化学结构与纤维素十分相似,不同之处是每个纤维素葡萄糖单元二位C 上的-OH 基团相应地换成了-NH COCH 3或-NH 2基团(如图3所示)。
壳聚糖和聚丙烯酸1. 引言壳聚糖和聚丙烯酸是一类常见于生物医学领域的聚合物材料。
壳聚糖是一种天然多糖，来源于甲壳类动物的外壳和软骨中，而聚丙烯酸是一种合成聚合物。
壳聚糖和聚丙烯酸在医学和生物工程领域有着广泛的应用，如药物传输系统、组织工程、生物传感器等。
本文将介绍壳聚糖和聚丙烯酸的特性、制备方法以及应用领域。
2. 壳聚糖的特性和制备方法2.1 特性壳聚糖是一种阳离子性聚合物，具有以下特性： - 生物相容性：壳聚糖在生物体内具有良好的相容性，不会引起明显的免疫相应。
- 水溶性：壳聚糖在水中能够迅速溶解形成黏稠的溶液。
- 凝胶化能力：壳聚糖可以与一些阴离子聚合物结合形成凝胶。
2.2 制备方法壳聚糖可以通过酸碱法、酶解法和微生物法等方式制备得到。
其中，酸碱法是最常用的方法之一。
制备壳聚糖的具体步骤如下： 1. 骨架制备：将壳聚糖的原料（如甲壳类动物的外壳或软骨）进行处理，去除杂质并经过研磨得到粉末。
2. 筛选：将粉末进行筛选，去除过大或过小的颗粒。
3. 溶解：将壳聚糖粉末加入溶剂中（如醋酸等），并进行搅拌和加热使其充分溶解。
4. 沉淀：将溶解后的溶液加入大量的乙醇中，使壳聚糖沉淀。
5. 过滤和脱水：将沉淀后的壳聚糖进行过滤和脱水处理，得到干燥的壳聚糖。
3. 聚丙烯酸的特性和制备方法3.1 特性聚丙烯酸是一种阴离子性聚合物，具有以下特性： - 高吸水性：聚丙烯酸能够吸收大量的水分，形成水凝胶。
- pH敏感性：聚丙烯酸的吸水性能会随着环境的pH值的变化而改变。
- 生物相容性：聚丙烯酸在生物体内有着良好的相容性。
3.2 制备方法聚丙烯酸可以通过聚合反应得到。
具体制备方法如下： 1. 选择合适的单体：最常用的单体是丙烯酸和其衍生物。
2. 聚合反应：将单体与引发剂在适当的溶剂中进行反应，形成聚合物链。
3. 清洗和干燥：将反应产物进行清洗和干燥，得到聚丙烯酸。
4. 壳聚糖和聚丙烯酸的应用领域壳聚糖和聚丙烯酸作为生物医学领域的聚合物材料，具有广泛的应用前景。
水溶性壳聚糖的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（１）、原料处理：将壳体去除肉后，清水漂洗备用；（２）、稀酸处理：用壳体重２～４倍４～１０％的盐酸浸泡１～２天，再用清水漂洗；（３）、碱煮除蛋白脱脂：用２～４倍８～１２％氢氧化钠煮沸２～４小时，用清水漂洗；（４）、再脱钙处理：用２～４倍１０～１５％盐酸浸泡，以除去碳酸钙和磷酸钙，再用清水漂洗；（５）、脱色处理：用２～４倍清水调节ＰＨ值在５左右、在酸性条件下加入１％的ＫＭｎＯ↓［４］至紫红色不褪为止，以除去壳体的有机色素，再用清水漂洗；（６）、还原除去ＭｎＯ↓［２］：将脱色后的壳体浸泡于１～３％的ＮａＨＳＯ↓［３］溶液中，以除去ＭｎＯ↓［２］，再用１～４％的草酸漂白得到白净甲壳素；（７）、脱乙酰度：用２～４倍５５～７０％的浓氢氧化钠在７５～９５℃处理１０～２０小时，获得壳聚糖粗品；（８）、纯化分离：将粗品溶于８～１０倍３～６％稀醋酸，慢慢加入１０％左右的浓碱至出现粘液，冷却至５～２５℃，静置水解２～４小时，用稀盐酸中和至ＰＨ值在８～９，并产生絮状物，不断搅拌，至絮状物不再产生，过滤，洗涤除去氯化钠获得可溶性壳聚糖精品。
壳聚糖的结构、性质及其应用
张洁
海洋药学0844130
摘要：生物相容性好、可降解、对组织和细胞无毒副作用的生物材料一直是生物医学领域研究的热点。
壳聚糖(α(1-4)2-氨基2-去氧β-D葡聚糖)是甲壳素脱乙酰得到的天然多糖中惟一的碱性多糖,具有很多优良的特性。
本文就壳聚糖的结构、性质及其应用进行综述。
关键词：壳聚糖，结构，性质，应用
壳聚糖(Chitosan，简称CTS)，壳聚糖是由N-乙酰糖胺组成,其中糖胺的含量超过90%,具有黏多糖相似的结构特点,而黏多糖在组织中分布广泛,是细胞膜有机组成成分之一,故壳聚糖具有优异的生物相容性⑴~⑵。
表现为无毒、无刺激、无免疫抗原、无热原反应、不溶血,有抗菌消炎、促进伤口愈合,抗酸、抗溃疡、降脂和降低胆固醇的作用⑶~⑸。
而且具有直接抑制肿瘤细胞的作用,并可通过活化免疫系统显示抗癌活性,与现有的抗癌药合用可增强抗癌效果,近年来其作为药物微球材料的研究也受到了极大的重视⑹,是一种安全可靠的天然生物活性多糖。
本文就壳聚糖的结构、性质及其应用进行综述。
一．壳聚糖的结构与性质1.壳聚糖的来源—甲壳素
壳聚糖来源于一种自然资源十分丰富的线性聚合物一甲壳素，是甲壳素经脱乙酰化反应后得到的一种生物高分子Ⅲ。
甲壳素是一种天然多糖类生物高分子聚合物，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，将甲壳动物的外壳通过酸碱处理，脱去钙盐和蛋白质，即可得到甲壳素。
甲壳素化学名为[(1，4)一2一乙酰胺基一2一脱氧一B—D-葡萄糖]，分子式为(C8H13N05)。
，单体之间以B(1-4)糖苷键连接，分子量一般在lO6左右，理论胺含量为6．9％。
甲壳素的化学结构与植物中广泛存在的纤维素结构非常相似(见图l)，故又称为动物纤维素。
（a）甲壳素（b）纤维素
图1甲壳素和纤维素的结构
甲壳素是白色或灰白色无定型、半透明固体，不溶于水、稀酸、碱和一般的有机溶剂，可溶于浓的盐酸、硫酸、磷酸和无水甲酸。
采用不同的原料和方法制备的甲壳素，溶解度、分子量、乙酰基值和比旋光度等均有差别。
2.壳聚糖的结构和性质
壳聚糖，化学名为(1，4)．2-胺一2．脱氧一0．D一葡聚糖，是生物界中大量存在的唯一碱性多糖，结构如图2所示。
图2壳聚糖的结构
壳聚糖是白色无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体，因原料不同和制备方法不同，相对分子质量从数十万至数百万不等。
不溶于水和碱溶液，可溶于稀的醋酸、盐酸、硝酸等无机酸和大多数有机酸，不溶于稀的硫酸、磷酸。
在稀酸中，壳聚糖会缓慢水解，所以壳聚糖溶液一般是随用随配。
壳聚糖在密闭干燥容器中保存，常温下3年内不变质；吸湿或遇水引起分解反应，温度升高会加速分解反应。
壳聚糖在酸性溶液中加热到100。
C时可完全水解为胺基葡糖，而在比较温和的条件下则水解为胺基葡糖、壳二糖、壳三糖等低分子量多糖。
壳聚糖分子具有复杂的双螺旋结构，含有大量的羟基和胺基，还有N一乙酰胺基，易形成
多种分子内和分子间的氢键。
另外，壳聚糖分子中的羟基和胺基也会参与多种反应，如可通过修饰、活化和偶联等改性壳聚糖，形成性质不同的衍生物。
①通过羧基化反应在壳聚糖分子中的活性_NH2上导入羧基官能团，导入羧基后一方面能得到完全水溶性的高分子，更重要的是可得到含阴离子的两性壳聚糖衍生物。
羧甲基的壳聚糖具有水溶性、抑菌性和无毒性，在日用化学方面显示了一定的应用前景。
②壳聚糖分子中的--OH和--NH2可与交联剂进行交联，生成网状聚合物，改善其
溶酸性和机械性能，并为进一步接枝改性提供条件。
③壳聚糖分子中的--OH和一NH2具有配位螯合功能，可先与过渡金属离子形成配合物，再与交联剂进行交联，可制备具有“模板荆”的“记忆力”和选择吸附性能的
壳聚糖。
④壳聚糖分子中的--OH和--NH2可与多种有机酸的衍生物如酸酐、酰卤等发生酰
化反应，导入不同分子量的脂肪族或芳香族酰基，反应一般得到N一酰化产物，所得产物在有机溶剂中的溶解度大大改善。
⑤壳聚糖分子中的--OH可与烃基化试剂如甲基醚、乙基醚、苄基醚、羟乙基醚等进行醚化反应，生成醚。
此类反应可以开发出一些新型材料。
二、壳聚糖的应用
壳聚糖无毒、无害、安全可靠、易于生物降解、不造成二次污染，是典型的环境友好材料，因此壳聚糖在许多领域里都有重要的应用。
1、食品工业
食品工业中，壳聚糖可用作果蔬涂膜保鲜剂酿酒和果汁澄清剂、食品添加剂、食醋防沉淀剂、原料糖汁纯化剂、饮用水高效复台絮凝剂等。
2、医药方面
由于壳聚糖良好的生物和血液相容性以及极佳的安全性，在医学临床应用中作为免疫吸附剂和脱毒剂，以清除血液中的内源性或外源性致病物质。
在医药工业，壳聚糖用做药物载体缓释剂、血液凝固止血剂、体内重金属离子排泄剂、手术免拆缝合线，以及作为人造血管和人工肺基材等。
3、生化工程
生化工程壳聚糖主要作为酶蛋白吸附剂、固定化菌体法酶载体和产酶促进
剂，利用
不同壳聚糖衍生物的吸附差异性，有效地实现多种酶和抑制剂的吸附、分离和提纯。
4、环保方面
在环保和污水处理方面，由于游离胺基的存在，壳聚糖在酸性溶液中具有阳
离子型
聚电介质的性质，因此可作为凝聚剂。
Huang报道，壳聚糖能有效地凝聚膨润土悬浮液，可用于水的澄清。
壳聚糖是高性能的重金属离子吸附剂，因此可用于污水处理和贵金属的回收，或放射性元素铀的捕集和核工业污水的处理。
5、其他方面
另外，壳聚糖还可作为烟草薄片胶粘剂、造纸工业添加剂、印染助剂、牙膏防龋抑菌剂、饲料添加剂等，并在组织工程⑺、酶和细胞的固定化、生化药物的分离精制、农业、纺织⑻、
化工环保⑼、日用化学工业等工业中都显示了它保湿、透气、无毒、可生物降解、无二次污染等优良特性⑽。
三．研究进展与展望
从1859年发现壳聚糖到1910年期间，全世界仅有20篇论文发表，其开创性工作大多为法国人所做。
1934年在美国首次出现了关于制备壳聚糖、壳聚糖膜、壳聚糖纤维的专利，并在1941年制备出壳聚糖人造皮肤和手术缝合线。
1936年和1943年，苏联和R本人分别投入到壳聚糖的研究。
20世纪70年代以前主要是欧美国家的科学家在研究壳聚糖，从70年代开始其重心便转移到了同本，从80年代中期到90年代后期的十几年中日本几乎每三天就申请～项专利，他们的科学家和工程师对甲壳素和壳聚糖的研究、新产品的开发及产业化，做出了很大的贡献。
在英国工作的意大利科学家R．A．A．Muzzarelli对甲壳素和壳聚糖的研究做出了巨大的贡献，他发表的论文超过百篇，今天世界上许多国家对壳聚糖的重视与他的研究是息息相关的。
我们中国是从1952年开始进行甲壳素研究的，20世纪80年代上半期，国内逐渐开始宣传甲壳素和壳聚糖，影响较大的是谢雅明和严俊㈣的文章。
经过最近20年的发展，我国对甲壳素和壳聚糖的研究得到了空前的进展，特别是开发出了一批新产品，中国出现了一个以甲壳素和壳聚糖为原料生产新产品的新兴产业。
由于壳聚糖的众多优点与特性，在人类生活各个方面都有对其研究，特别是在医药方面。
现在壳聚糖纳米粒成为研究的热点，它是新开发的一种安全、有效的非病毒基因载体。
其不溶于水和一般的有机溶剂,但能溶于大部分有机酸的水溶液而形成一种玻璃状的胶状物。
部分有机酸的水溶液而形成一种玻璃状的胶状物。
由于壳聚糖在pH<6的酸性溶液中氨基可以质子化带正电荷,增强了壳聚糖的溶解性能,这种性质使壳聚糖在水相中与带有负电荷的DNA 通过快速混合形成纳米级的复合物⑿后者能浓缩质粒,使其免受DNaseⅠ的降解。
相信随着研究的深入和新剂型的开发,壳聚糖纳米粒作为一种安全有效的非病毒基因载体将会在基因治疗中发挥重要作用。
试验研究了不同有机酸及反应时间、温度、酸的浓度对壳聚糖降解速度的影响。
壳聚糖在不同的有机酸中降解速度有很大差别,在草酸、柠檬酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸中的降解速度以草酸中为最快,苹果酸中为最慢。
随反应时间延长,壳聚糖分子量减小的趋势变缓;降解速度随温度的升高而加快,在50～70℃条件下降解速度最快;随有机酸浓度的增加,壳聚糖降解速度也增加。
