甲壳素和壳聚糖共37页

生物应用-----甲壳素殷晨雪生物医药性质⏹无毒性、无刺激性⏹大分子结构：既有植物纤维素相似的结构，又有类似人体骨胶原组织结构-----极好的生物特性（相容性、被人体内溶菌酶分解而被人体吸收）⏹具有消炎、止血、镇痛、抑菌、促进伤口愈合等特点甲壳质（Chitin）与壳聚糖（Chitosan）羟基乙酰氨基氨基制备纤维的成形甲壳质（Chitin）与壳聚糖（Chitosan）⏹用途⏹长丝：捻制或编织成可吸收缝合线⏹短纤维：纺纱织布成医用纱布成网，上浆，干燥或针刺成医用非制造布织物（透气量：1500l/m²·s，吸水性15%）---（裁剪消毒）----敷料医用缝合线suture医用缝合线suture⏹人体耐受性良好⏹具有一定的抗菌消炎作用．能促进伤口愈合，疤痕小⏹强度和柔韧性适中，表面摩擦系数小，易缝合和打结⏹植入后吸收均匀，强度衰减速率适中，能满足伤口愈合全过程对缝合线强度的要求⏹可进行常规消毒，还可以进行染色，防腐等特殊处理⏹空气中不分解，易保存⏹原料来源广，加工简便，成本低敷料⏹在敷料覆盖下细胞刺激皮肤层修复和组织结构重建，诱导创面快速而有序地愈合，生成良好的新皮肤组织。

⏹单纯甲壳素/壳聚糖敷料：膜的力学性能差，脆性较大，抗水性能较差⏹复合辅料：机械共混，多层材料复合，接枝共聚复合⏹衍生物敷料：壳聚糖的羟基和氨基活性基团可以进行形式多样的化学反应，通过特定的反应条件和方法，得到各种不同的壳聚糖衍生物。

⏹载药敷料敷料⏹载药敷料⏹负载药物：：Ag+,Zn2+,洗必泰,环丙沙星等。

⏹负载生长因子：碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)能加速成纤维细胞、血管平滑肌细胞和内皮细胞增殖，促进肉芽组织增生，并可通过刺激表皮细胞生长因子而促进表皮细胞的生长，从而推动创面主动修复，显著缩短创面愈合时间，诱导微血管的形成、发育和分化，刺激成纤维细胞及细胞外基质的蛋白合成，以形成胶原纤维，增加创面的抗张力强度。

什么是甲壳素甲壳素是几丁质和几丁聚醣（几丁胺醣）的合称。

几丁质(chitin)与几丁聚醣(chitosan)是一种天然无毒性高分子，并且具有生物可分解性，它的构造类似纤维素，由1000-3000个N-乙葡萄糖胺（N -Acetyl 2- Amino -2 Deoxy -d -D =Glucose或n- Acetyl -d -Glucosamine）单体以B-1,4键所构成的直链状高分子醣类。

不具有毒性且可以被生物体分解，具有生物活性，被视为最具有潜力的生物高分子。

在自然界中几丁质是地球上含量最丰富的胺基醣型式的多醣，含量仅次于纤维素；它主要存在于昆虫类及水生甲壳类等无脊锥动物的外壳上，以及真菌类的细胞壁，它在生物体中所扮演的角色主要是用来作为身体骨架及保护作用。

几丁聚醣是几丁质去乙基醯基产物，通常将几丁质去乙醯基程度达70%以上即可变成可溶于酸性的几丁胺糖产物。

21世纪医药领域的新材料：甲壳素（上）甲壳素又名甲壳质、壳聚糖，是一种化学结构与纤维类似的高分子多糖，它广泛存在于昆虫、甲壳类动物的硬壳以及菌类的细胞壁中。

近年来，研究人员对甲壳素及其衍生物进行了研究，提供了许多有价值的资料，展示了它广阔的应用前景。

本文对甲壳素在医药上的应用做一简介，以利于这一资源的开发和利用。

一、甲壳素的药理作用1.抗菌抗感染甲壳素及其多种衍生物均具有不同程度的抗感染作用，以甲壳素六聚糖为最强。

小分子的脱乙酰甲壳素具有质子化铵，质子化铵与细菌带负电荷的细胞膜作用，吸附和聚沉细菌，同时穿透细胞壁进入细胞内，扰乱细菌的新陈代谢及合成而具有抗菌作用。

夏文水、吴焱楠研究认为，相对分子量为1500的脱乙酰甲壳素对大肠杆菌的抑制效果最强，随着分子量增大，则抑菌作用下降。

正光华发现，脱乙酰甲壳素对金黄葡萄球菌、大肠杆菌、小肠结尖耶尔氏菌、鼠伤害沙门氏菌和李斯特单核增生菌，均有较强的抑制作用。

中国纺织大学吴清基教授已成功地将甲壳素制成无纺布、流延膜、涂层纱布等多种医用敷料用于临床，其中甲壳素与醋酸制成的无纺布透气透水性能极佳，用于大面积烧伤烫伤，抗感染和促进伤口愈合效果很好。

小龙虾壳中甲壳素的提取及壳聚糖的制备甲壳素（Chitin），又名几丁质，是一种氨基多糖，主要存在于节肢动物如虾、蟹的外壳和真菌及一些藻类植物的细胞壁中，是仅次于纤维素的第二大可再生资源。

壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物，是天然多糖中惟一的碱性多糖，具有许多特殊的物理化学性质和生理功能，被认为是继蛋白质、脂肪、糖类、维生素和无机盐之后的第六大生命要素。

目前，甲壳素/壳聚糖及其衍生物在食品、材料科学、医药科学、微生物学、免疫学、农业等方面有重要的应用价值，现已成为最热门的研究领域之一。

我国目前加工提取甲壳素和壳聚糖的主要原料是海虾和海蟹壳等，用淡水虾壳制备甲壳素和壳聚糖的报道尚不多见。

小龙虾学名为克氏原螯虾（Procambarus clarkii），也叫红螯虾，是一个淡水小龙虾种，原产于美国东南部，现广泛分布于长江中下游各省市。

小龙虾壳为虾仁加工或食用后的废弃物，长期以来未得到很好的利用，既浪费了资源，又污染了环境。

因此，以小龙虾壳为原料生产甲壳素类产品具有综合利用资源和保护环境的双重意义。

本研究以小龙虾壳为原料，采用酸碱法提取甲壳素，然后将甲壳素脱乙酰基制备壳聚糖，考察不同提取制备条件对甲壳素提取率和壳聚糖质量的影响，确定最佳工艺条件，旨在为虾壳的综合利用提供参考。

1 试验方法1.1 甲壳素的提取1.1.1 甲壳素的提取将收集于荆州市南门某大排档的新鲜小龙虾壳洗净，除去附着物，烘干并磨成粉，取小龙虾壳粉，室温下分别用不同浓度的HCl溶液浸泡，期间不断搅拌，除去虾壳中的矿物质，直至无气泡产生。

倾去酸液，水洗至中性；用不同浓度的NaOH溶液在90～100 ℃水浴中反应不同时间，水解除去虾壳中的蛋白质。

倾去NaOH溶液，水洗至中性，得甲壳素粗品。

甲壳素粗品用5 g/L的KMnO4溶液浸泡1 h，过滤，水洗除去KMnO4后用10 g/L的草酸水溶液于60～70 ℃搅拌进行脱色反应，直至全部变成白色，水洗至中性，于60～70 ℃干燥24 h，得白色的甲壳素。

甲壳素——（经脱乙酰化后称为）壳聚糖中文名称：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1：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。

应用学科：海洋科技（一级学科）；海洋技术（二级学科）；海洋生物技术（三级学科）定义2：由虾、蟹甲壳提取的含有氨基的多糖类物质。

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（Chitin）的概念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。

甲壳素和壳聚糖蛋白质检测方法（适用于含氮产品检测）1．标准溶液配制：1．1标准贮备液的配制：精密称定25.0mg牛血清蛋白V标准于50mL容量瓶中，加30mL 0.1moL/L的氢氧化钠溶液使其溶解，然后再加0.1moL/L的氢氧化钠溶液稀释至刻度并摇匀，冷藏后备用。

1．2系列标准的配制：分别精密移取1mL、2mL、3mL、4mL和5mL的标准贮备液至5个25mL容量瓶中，加0.1moL/L的氢氧化钠溶液稀释至刻度，标准浓度分别为20µg/mL、40µg/mL、60µg/mL、80µg/mL、100µg/mL。

2．样品溶液的配制：精密称定已经粉碎好的样品（甲壳素称取0.50g，阿拉斯加雪蟹和壳聚糖称取5.0g）于100mL容量瓶中，加约65℃ 0.1moL/L的氢氧化钠溶液至刻度并摇匀，置于水浴温度为65℃的水浴锅中，浸泡样品一小时后用定性滤纸过滤，弃去初滤液，取续滤液备用。

3．空白溶液为0.1moL/L的氢氧化钠溶液。

4．碱性酒石酸铜溶液的配制：4．1溶液A：精密称定酒石酸钾钠200mg于10mL容量瓶中，加5mL纯化水使其溶解，然后再加纯化水稀释至刻度并摇匀。

4．2溶液B：精密称定硫酸铜（CuSO4·5H2O）100mg于10mL容量瓶中，加5mL纯化水使其溶解，然后再加纯化水稀释至刻度并摇匀。

4．3溶液C：称取2.0g的无水碳酸钠于100mL容量瓶中，加60mL 0.1moL/L的氢氧化钠溶液使其溶解，再加0.1moL/L的氢氧化钠溶液稀释至刻度并摇匀。

4．4碱性酒石酸铜溶液：分别精密移取1mL溶液A和mL溶液B混合在干燥洁净的小烧杯中，将此混合液缓缓注入到100mL的溶液C中，摇匀即得。

（注：此溶液需现配现用，不可超过24小时使用）5．FOlin-酚溶液：精密移取市售的FOlin-酚试剂5mL于25mL容量瓶中，加纯化水稀释至刻度并摇匀。

谢长志:男,1979年生,硕士研究生,主要研究方向为功能高分子　刘俊龙:通讯联系人　Tel :0411281227868　E 2mail :junlongliu @甲壳素与壳聚糖的改性及应用谢长志,王　井,刘俊龙(大连轻工业学院化工与材料学院,大连116034) 摘要 甲壳素、壳聚糖及其衍生物是一种天然高分子,随着对其研究的深入发展,涉及的内容和应用范围越来越广泛。

概述了甲壳素、壳聚糖的结构、性质及其化学改性和共混改性的方法,简单介绍了它们的应用领域。

关键词 甲壳素　壳聚糖　化学改性　共混改性　应用Modif ication and Application of Chitin and ChitosanXIE Changzhi ,WAN G Jing ,L IU J unlong(School of Chemistry Engineering &Material ,Dalian Institute of Light Industry ,Dalian 116034)Abstract Chitin ,chitosan and their ramifications are nature macromolecules.With the investigation ,theircontents and applications are broad.The article summarizes the structures ,properties ,chemical modifications ,blend 2ing modifications ,applications of the chitin and chitosan 1K ey w ords chitin ,chitosan ,chemical modification ,blending modification ,application0　前言甲壳素(chitin )学名为:β2(1,4)222乙酰氨基222脱氧2D 2葡萄糖,为白色或灰白色无定型、半透明固体[1],广泛存在于海洋甲壳动物外壳、软体动物内骨骼、昆虫翅膀、菌类及藻类细胞壁内[2]。

壳聚糖：英文chitosan，也称几丁聚糖；甲壳胺；壳多糖等，学名为B-1，4-聚-D氨基葡萄糖（C6H11NO4)CAS RN. ：9012-76-4其它名称：甲壳胺、壳多糖、几丁聚糖等物理性质：外观为原白色或灰白色，无定形半透明的片状或粉末固体，不溶于水和碱溶液，甲醇等有机溶液，可溶于稀酸。

我司生产的食品级壳聚糖产品，以生长在阿拉斯加深海雪蟹为原料，经脱钙，脱蛋白，脱色，脱乙酰基等工艺加工而成。

具备良好的内在品质，是医药：保健；食品；饮料等产品的最佳选择。

壳聚糖被誉为除糖类，蛋白质，脂肪，维生素，矿物质之外的人体第六生命要素，在人体的调节上有非常重要的作用。

主要用途：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。

壳聚糖是自然界中唯一“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。

在医药、保健品领域：具有提高免疫、活化细胞、预防癌症、降血脂、降血压、调节血糖、抗衰老，调节机体环境，修复胃粘膜等多种功能作用壳聚糖与胃酸结合形成生物胃粘液，其结构和功能与人自体胃粘液惊人一致，而且活性更强5倍。

生物胃粘液弥补胃粘液缺损部分24小时保护胃壁，，阻止胃酸向胃壁方向弥散，并激活胃粘膜的再生！在食品领域：可做为食品增稠剂在农业领域：作为生物有机肥料（如生物叶面肥）；用于饲料添加、种子处理、土壤改良、水果保鲜等。

在化工领域：a. 在造纸领域，阳离子壳聚糖广泛应用于各种造纸助剂，具有优良的作用（1）线型水溶性聚合物，相对分子质量大，成膜能力强，对纤维有足够粘合强度；（2）与纤维素有好的相容性，不破坏纤维素分子间的氢键；(3)功能基团能充分接触纸纤维，且能通过离子键或氢键与之牢固结合；（4）无毒、可生物降解的天然产物。

b.烟草领域，壳聚糖是性能良好的烟草薄片胶，而且具有改善口感，燃烧无毒无异味等特点。