壳聚糖微球的制备及研究-开题报告
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毕业论文开题报告高分子材料与工程壳聚糖负载α-半乳糖苷酶纳米粒子的制备及在食品中的应用一、选题的背景和意义壳聚糖基质材料在药物控释体系制备中的应用研究颇为广泛和深入。
为了满足临床医学对药物及其剂型的理想要求—高效、无(低)毒、易操作(无创伤)和舒适性,药物新剂型的研究已成为高分子材料科学的一个重要研究方向。
纳米粒子具有超微小体积,能穿过组织间隙并被细胞吸收,可通过人体最小的毛细血管,还可通过血脑屏障。
这些特有的优异性能,使其在药物和基因输送方面具有其它药物载体无法比拟的优越性。
由于壳聚糖纳米粒子具有更长的存储寿命以及相对较高的负载能力,因而有望替代脂质体成为多肽、蛋白、抗原、寡聚核苷酸和基因的控释载体。
然而,在一些领域,尤其是药品和食品工业中,由于壳聚糖是高分子量的结晶多糖,很难溶于趋于中性的生理环境;另一方面,在中性pH 条件下很难对壳聚糖进行化学修饰,而促使壳聚糖溶解的酸性环境易对具有生物活性的敏感大分子诱发毒性。
目前,有关壳聚糖基负载纳米微粒制备的研究方兴未艾。
可以预料,运用现代分子设计思想和先进合成技术,利用性能优异的壳聚糖为基材,制备纳米载药体系,以提高对药物的生物利用度和治疗效果。
二、研究目标与主要内容(含论文提纲)本实验以壳聚糖为研究对象,部分采用三聚磷酸钠(TPP)作交链剂制备纳米粒子,并选择α-半乳糖苷酶作为负载药物,根据它的浓度变化研究壳聚糖对α-半乳糖苷酶载药性能及在不同pH的缓冲液下的释放性能。
本论文主要内容在研究三个方面:(1)壳聚糖纳米粒子的制备及其负载α-半乳糖苷酶药物的性能。
着重研究随着α-半乳糖苷酶浓度、CS/TPP比例以及pH值的变化,纳米粒子的载药量和包封率的变化;(2)不同pH缓冲溶液中的体外释放性能;(3)对纳米粒子进行表征分析,研究其负载原理。
三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等1、壳聚糖纳米粒子的制备及配比试验。
制备壳聚糖醋酸溶液:将CS溶于1%的HAC溶液,分别配制2mg/l,4mg/l的CS 醋酸溶液。
开题报告题目:果胶-壳聚糖复合水凝胶的制备及性能研究参考文献[1] WU J,WEI W,WANG L Y,et al.A thermosensitive hydrogel based on quaternized chitosan andpoly ( ethylene glycol) for nasal drug delivery system[J].Biomaterials,2007,28(13):232. [2] CHEN L Y,TIAN Z G,DU Y M.Synthesis and pH sensitivity of carboxymet hyl chitosan2based polyampholyte hydrogels for protein carrier matrice s[ J].Biomaterials,2004,25( 17) : 3725-3732.[3] MAJET I N V,RAVI K.A review of chitin and chitosan applications[J].Reactive andFunctional Polymers,2000,46(1):1227.[4] Liu LS,Won YJ,Cooke PH.(2005).Pectin/poly(lactide-co-glycolide) composite matrices forbiomedical applications.Biomaterials,24,3201-3210.[5] 丁小斌,孙宗华,万国祥,等.热敏性高分子包裹的磁性微球的合成.高分子报,1998,5:628.[6] Kwon I C,Bze Y H,Okano T,et al.Dru from electric current sensitive polymers.Rel,1991,17(2):149.[7] 李文俊,王汉夫,卢玉华,等.壳聚糖.聚丙烯酸配合物半互穿聚合物网络膜及其对pH和离子的刺激响应.高分子学报,1997,1:106.[8] 卓仁禧,张先正.温度及pH敏感聚(丙烯酸) /聚( N-异丙基丙烯酰胺)互穿聚合物网络水凝胶的合成及性能研究.高分子学报,1998,1:39.[9] 顾雪蓉,朱育平.凝胶化学.北京:化学工业出版社,2005.1.[10] 邹新禧.超强吸水剂.北京:化学工业出版社,2002.473.[11] 吴季怀,林建明,魏月琳,等.高吸水保水材料.北京:化学工业出版社,2005.1.[12] Wichterle O,Lim D.Hydrophilic gels in biologic use.Nature,1960,185:117.[13] 刘锋,卓仁禧.温度pH敏感水凝胶的合成及其在生物大分子控制释放中的应用[J].高分子材料科学与工程,1998,14(2):54257.[14] COVIELLOA T, GRASSIB M,LAPASIN R,et al.Scleroglucan / borax: Biomaterials, 2003,24(16):278922798.characterization of a novel hydrogel system suitable for drugdelivery[J].[15] LIU Y Y,SHAO Y H,LV J.Preparation,properties and controlled release behaviors of pH:induced thermosensitive amphiphilic gels[J].Biomaterials,2006,27(21) : 4016-4024.[16] NICOLE J E, KELLY R S,WEIYUAN J K.Synthesis and physicochemical analysis of gelati n: based hydrogels for drug carrier matrices [J].Biomaterials,2003,24(3): 509-522.[17] Liu SQ,Tong YW,Yang YY (2005).Incorporation and in vitro release of doxorubicin inthermally sensitive micells made from poly (N-isopropylacrylamide-co-N,N-dimethyl-acrylamide)-b-poly(D,L-lactide-co- glycolide) with varying compositions.Biomaterials,26: 5064-5074.[18] Lee ES,Na K,Bae YH (2003).Polymeric micelle for tumor pH and folate-mediated targeting.JControl Release,91:103-113.[19] Chaterji S,Kwon IK,Park K.(2007).Smart polymeric gels: Redefining the limits of biomedicaldevices.Progress in Polymer Science,32:1083-1122.[20] Lin Shuliu,Marshall L Fishman,Joseph Kost (2003).Pectin-based systerns for colon-specificdrug delivery via oral route.Biomaterials,(24)19: 3333.。
壳聚糖的物化性质及基础应用研究的开题报告
一、研究背景
壳聚糖是一种天然生物高分子,是葡萄糖聚合而成的多糖。
由于壳
聚糖结构特殊,所以,在应用中具有广泛的应用前景。
比如:在医药、
食品、农业等领域,壳聚糖都广泛应用。
目前已发现很多壳聚糖的生理
功能和物化性质,深入了解壳聚糖的生物学、化学和物理学性质,对于
进一步挖掘壳聚糖的潜力及应用具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在通过对壳聚糖的物化性质及基础应用进行深入研究,了
解其结构、性质和应用的相关知识,为壳聚糖的实际应用提供科学依据
和理论支持。
三、研究内容
(1)壳聚糖结构及其属性的研究:对壳聚糖的分子结构、物化性质、功能特性等进行研究和分析。
(2)壳聚糖的基础应用:针对壳聚糖在医药、食品、农业等领域中的应用,进行深入研究分析,探索新的应用领域。
(3)壳聚糖的制备与改性:研究壳聚糖的制备方法,并对其进行改性以提高应用性能。
四、研究方法
本研究采用文献调查法和实验研究相结合的方法。
文献调查法主要
是对相关文献进行系统性阅读和资料收集,对壳聚糖的基础知识进行深
入了解;实验研究则是选取适当的实验方法,对壳聚糖的物性及其应用
进行实验研究。
五、研究意义
本研究对于用户充分认识壳聚糖的综合性能和应用前景有着重要意义,有助于从根本上改善壳聚糖的应用质量和安全性,并为壳聚糖在日常生活中的应用提供理论和实践支持,也有助于为其他材料的研究提供一定的参考借鉴。
多功能壳聚糖衍生物的合成及其应用性能研究的开题报告一、研究背景壳聚糖是一种天然多糖,广泛存在于甲壳类动物、真菌等生物体内。
由于其良好的生物相容性、生物可降解性以及生物活性等特点,壳聚糖已成为制备生物医用材料的重要基础材料之一。
近年来,研究人员不断探索壳聚糖的衍生物,为其应用范围的拓展提供了新的途径。
二、研究内容本研究旨在合成一系列多功能壳聚糖衍生物,并对其应用性能进行评价。
研究内容包括以下几个方面:1.合成多功能壳聚糖衍生物:利用化学合成方法,对壳聚糖进行改性,引入不同的官能团,如羟基、胺基、甲基、羧酸等,获得一系列壳聚糖衍生物。
2.对壳聚糖衍生物进行结构表征和性质分析:使用核磁共振、红外光谱、热重分析等手段对壳聚糖衍生物的结构和性质进行分析,确定其结构特点和物理化学性质。
3.评价壳聚糖衍生物的应用性能:利用各种方法评价壳聚糖衍生物的应用性能,包括生物相容性、生物降解性、吸附性能、药物控释性能等。
4.讨论壳聚糖衍生物的应用前景:根据研究结果,探讨壳聚糖衍生物在生物医用材料、环境治理、食品添加剂等领域的应用前景,推动壳聚糖衍生物的工业化应用。
三、研究意义和创新点本研究通过合成多功能壳聚糖衍生物,获得了一系列性质独特、应用前景广阔的材料,为生物医用材料、环境治理、食品添加剂等领域的开发提供了新的选择。
此外,本研究还通过对壳聚糖衍生物的性质分析和应用性能评价,探索其在不同领域的应用潜力,并为全面深入地研究壳聚糖衍生物的性质和应用提供了新的思路和方法。
本研究的创新点在于:1)引入多种官能团,获得多功能壳聚糖衍生物;2)通过对衍生物的应用性能评价,发现其在吸附、控释等方面具有良好的性能;3)探讨壳聚糖衍生物在生物医用材料、环境治理、食品添加剂等领域的应用前景。
以上三点为本研究的核心创新点。
四、预期成果本研究预期取得以下成果:1)合成多功能壳聚糖衍生物,并对其进行结构表征和性质分析;2)评价壳聚糖衍生物的应用性能,获得其在吸附、控释等方面的数据;3)探讨壳聚糖衍生物在生物医用材料、环境治理、食品添加剂等领域的应用前景,提出研究建议和发展方向。
聚乙二醇化壳聚糖制备、评价及应用的研究摘要:壳聚糖(Cs)具有良好的抗病毒性、组织黏附性、生物相容性和生物可降解性等,在生物医学领域具有广阔的应用前景。
CS不溶于水和一般的有机溶剂,因此,对CS进行化学接枝改性是CS研究中的一个重要课题。
而聚乙二醇(PEG)化壳聚糖是一类新型功能性聚合物,较未修饰的壳聚糖而言,PEG化壳聚糖在水溶液和有机溶剂中的溶解性均明提高,同时聚合物的细胞毒性降低,生物相容性得以改善。
关键词:壳聚糖,接枝共聚物,聚乙二醇1研究背景壳聚糖是一种重要的生物功能性材料,然而由于其分子结构结晶性较高,不溶于一般的有机溶剂和水,极大地限制了其应用[1]。
对壳聚糖进行化学改性,既可以改善壳聚糖的水溶性,又能赋予壳聚糖一些新的性能,常见方法有酰化、羧甲基化、巯基化、季胺化以及聚乙二醇(PEG)接枝等。
Harris等[2]于1984年首先采用还原氨基化反应将PEG醛接枝到壳聚糖上的氨基,合成了PEG壳聚糖接枝共聚物。
因在壳聚糖中引入亲水性的基团,破坏了壳聚糖分子链排列的规整性,削弱了壳聚糖分子链间的氢键作用,从而使溶解性能得到改善。
近年来随着国内外对PEG化壳聚糖的研究逐渐深人,发现PEG修饰不仅能提高壳聚糖的溶解性,而且还可以改善壳聚糖以及壳聚糖衍生物的细胞毒性,从而使聚合物的生物相容性增加,促进了PEG化壳聚糖在多肽药物、基因药物传输以及生物功能材料上的应用。
将PEG链引入壳聚糖分子结构,不仅增加其亲水性,还降低了结晶性,使其在两相中的性能都得到改善。
Jeong等[3]制备了PEG-g-壳聚糖,并用紫外分光光度计法测定了壳聚糖,多种相对分子质量PEG-g-壳聚糖在不同pH值水溶液和不同有机溶剂中的溶解性能。
结果表明,壳聚糖溶液在pH为6.0时开始出现混浊;当pH值升至7.4时,则完全析出,且不溶于DMSO、二甲基酰胺、乙醇等有机溶剂。
而PEG-g-壳聚糖在pH为4.0~11.0时均可溶解,而且在DMSO、二甲基酰胺中也有良好的溶解性。
低聚壳聚糖类功能化合物的制备及其性能研究的开题报告题目:低聚壳聚糖类功能化合物的制备及其性能研究一、研究目的和意义低聚壳聚糖是天然多糖物质,具有广泛应用前景,已被广泛用于药物开发、食品添加剂等领域。
但在实际应用中,低聚壳聚糖在性质和结构上仍存在一定的局限性,需要进行分子结构修饰和功能化改性。
本研究旨在通过合成不同数量的低聚壳聚糖,进一步研究低聚壳聚糖的物理化学性质和生物活性,并探究其在医药和食品工业中的应用前景,拓宽低聚壳聚糖的应用范围。
二、研究内容和方法本研究分为以下几个方面:1、选择适当的壳聚糖酶或化学方法,合成9-20聚壳聚糖。
2、通过FTIR、NMR、GPC等技术手段,对产物进行表征,探究低聚壳聚糖的结构和性质。
3、研究不同长度的低聚壳聚糖的生物活性,如抗菌、抗氧化等。
4、探究低聚壳聚糖在医药和食品工业中的应用前景,如药物缓释、伤口敷贴、肉制品防腐等。
三、研究进展和预期结果目前已经进一步完善了9-20聚壳聚糖合成方法,并对产物进行了初步的表征和性质分析。
预计进一步研究不同长度的低聚壳聚糖的生物活性,并在医药和食品工业中进行应用前景的探究。
预期结果是合成出具有特定长度和较强生物活性的低聚壳聚糖,并发掘出其在医药和食品工业中的应用前景,为其进一步应用提供科学依据。
四、研究计划计划分为以下几个阶段:1、文献调研和材料准备(2个月)。
2、低聚壳聚糖的合成、表征以及性质分析(8个月)。
3、对低聚壳聚糖的生物活性进行研究(6个月)。
4、探究低聚壳聚糖在医药和食品工业中的应用前景(4个月)。
五、参考文献1. W. Gao et al., Replacement of chitosan by eight-arm-polyethylene glycol grafted chitosan for nanoparticle delivery: Facile synthesis, complexation stability, prolonged release and enhanced in vitro anticancer activity. Journal of Materials Chemistry B, 5 (2017)2692-2702.2. X. Liu et al., Advances in the properties and applications of chitosan-based blends and composites. Progress in Polymer Science, 86 (2018) 1-41.3. Y. Yang et al., Chitosan and its derivatives: Synthesis, biotechnological applications, and future challenges. Applied Microbiology and Biotechnology, 105 (2021) 47-58.。
壳聚糖微球制备
壳聚糖微球的制备方法有多种,以下是其中一种常用的方法:
1. 首先将壳聚糖溶解在酸性溶液中,调节pH值至2-4之间。
2. 然后加入一定量的乳化剂(如十二烷基硫酸钠),并充分搅拌使乳化剂均匀分布在溶液中。
3. 接着将油相(如大豆油)缓慢滴加到水相中,同时不断搅拌,形成微小的油滴。
4. 将上述混合物加热至70-90°C,保持一段时间,使油滴内部的水分蒸发出来,形成空心结构。
5. 最后通过过滤、洗涤等步骤去除未反应的物质和杂质,得到纯净的壳聚糖微球。
需要注意的是,在制备过程中需要控制好各种参数,如pH值、乳化剂用量、温度等,以确保微球的大小、形状和分布均匀性符合要求。
本科学生毕业论文壳聚糖磁性载药微球的研究及性能分析院系名称:材料与化学工程学院专业班级:应用化学10-1班学生姓名:唐宇佳指导教师:王晓丹职称:讲师黑龙江工程学院二○一四年六月The Graduation Thesis for Bachelor's Degree Magnetic Chitosan Microspheres Research and Performance AnalysisCandidate:Tang YujiaSpecialty : Applied ChemistryClass : 10-1Supervisor:Lecture Wang XiaodanHeilongjiang Institute of Technology2014-06·Harbin摘要近些年随着人们的生活水平及科技的提高,普通的药物已经不能满足人类的需求,因此在此基础上科学家们研究了新型的药物。
壳聚糖(Chitosan)能使血液迅速地被凝固,我们通常用它来止血。
由于它具有生物相容性所以还可以用它作为填埋伤口,其还能摧毁细菌、加快伤口的好转、吞噬分泌物、不受水的干扰等作用,磁流体是利用Fe3+和Fe2+以在碱性的条件下制取的。
以壳聚糖、姜黄素、磁流体为原料采用复乳化交联法获得磁性载药壳聚糖微球。
最后对磁性壳聚糖载药微球的磁性、形貌、药物缓释进行研究。
实验表明,最佳反应条件是壳聚糖醋酸溶液的浓度为 1.5%,适量的姜黄素和磁流体,乳化剂的量是壳聚糖醋酸溶液的20%,液体石蜡为200%,交联剂为50%,转速300r/min,反应温度在60℃时反应2h得粒径均匀的黄色的沉淀,即壳聚糖磁性载药微球,其外貌光滑,粒径在10~20μm之间,能在较长的时间里进行药物缓释,时间长达6小时以上。
关键词:壳聚糖;磁流体;姜黄素;载药微球;药物缓释ABSTRACTIn recent years with the improvement of people's living standards and technology,common drugs have been unable to meet human needs,therefore,on this basis,scientists have studied the novel drug.Chitosan blood can be rapidly solidified,we usually use it to stop the bleeding. Because of its biocompatible so you can use it as a landfill wounds,It can also destroy bacteria and accelerate wound improved,swallowed secretions,interference and other effects from water,MHD is the use of Fe3+and Fe2+under alkaline conditions in preparation for.Chitosan,curcumin,magnetic fluid as raw materials using a complex emulsion cross linking method to obtain magnetic chitosan microspheres containing the drug,finally,the magnetic Chitosan microspheres magnetic morphology,drug delivery research.Experiments show that The optimal reaction conditions for the concentration of chitosan was 1.5% acetic acid solution and the right amount of curcumin and magnetic fluids,the amount of emulsifier is 20% of chitosan acetic acid solution,liquid paraffin was 200%,crosslinking agent is 50%,the speed of 300 r/min,the reaction temperature of the reaction have a uniform particle size of the yellow precipitate 2h at 60℃,the chitosan magnetic carrier drug microsphere is.Its appearance is smooth,particle size between 10~20μm,the drug release can be a long time,he time up to more than six hours.Key words: Chitosan; magnetic fluid; curcumin; microspheres; drug deliver目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1本课题的选题背景 (1)1.2研究目的及意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.3.1国外研究现状 (2)1.3.2国内研究现状 (3)1.4壳聚糖载药微球微球的简介 (4)1.4.1载药微球 (4)1.4.2壳聚糖简介 (5)1.4.3壳聚糖应用 (5)1.5主要研究内容 (7)第2章壳聚糖空白微球的制备 (8)2.1实验药品与仪器 (8)2.1.1实验药品 (8)2.1.2实验仪器 (8)2.2空白微球 (8)2.2.1壳聚糖空白微球的制备 (8)2.3试验方法 (10)2.3.1实验内容 (10)2.3.2样品的表征 (10)2.4结果与讨论 (11)2.4.1反应温度对产物性能的影响 (11)2.4.2对产物性能的影响 (11)2.4.3联时间的影响 (11)2.5本章小结 (12)第3章壳聚糖磁性载药微球的制备 (13)3.1壳聚糖磁性载药微球的合成 (13)3.2.1磁性微球 (13)3.2.2磁流体 (13)3.2.3姜黄素 (14)3.3实验药品与仪器 (14)3.3.1实验药品 (14)3.3.2实验仪器 (14)3.4技术路线 (15)3.5壳聚糖磁性载药微球的合成 (15)3.5.1实验内容 (15)3.5.2样品的性质与表征 (16)3.6壳聚糖磁性载药微球的药物释放 (17)3.6.1标准曲线的建立 (18)3.6.2药物缓释 (18)3.7本章小结 (19)结论 (20)参考文献 (21)致谢 (24)附录 (25)第1章绪论1.1本课题的选题背景近些年随着人们的生活水平及科技的提高,普通的药物已经不能满足人类的需求,因此在此基础上科学家们研究了新型的药物,现在各国都对特殊药物载体进行研究,将生命安全和预防疾病等作为研究的主要目的。
催化降解壳聚糖制低分子量水溶性壳聚糖的开题报告1. 研究背景与意义壳聚糖是一种来源广泛的天然高分子化合物,具有广泛的生物活性和生物相容性,可用于制备药物缓释材料、生物材料等方面。
然而,由于壳聚糖的高分子量和部分结构,其在应用过程中会存在一些问题,如难以溶解、难以扩散和固定,限制了其广泛的应用。
因此,在现有壳聚糖的基础上,开发低分子量、水溶性和活性的壳聚糖是目前研究的热点和难点。
2. 研究目的和内容本文旨在通过催化降解方法制备高活性、低分子量和水溶性壳聚糖,具体研究内容包括:(1)构建壳聚糖催化降解反应体系,优化反应条件;(2)对反应产物进行分析和表征,确定其化学结构和分子量;(3)研究所制备的壳聚糖对于荧光探针分子的吸附及在荧光探针检测中的应用;(4)测试所制备的壳聚糖对于大肠杆菌生长的影响,并探讨其应用于抗菌和抑菌材料的研究。
3. 研究方法和技术路线研究方法主要包括化学催化降解法和化学分析技术。
具体技术路线如下:(1)制备壳聚糖催化降解反应体系,通过优化反应条件,调控反应过程中的催化剂用量、反应时间、反应温度等参数,探究壳聚糖分解反应的适宜条件;(2)对分解后的壳聚糖产物进行表征,包括分子量分布、核磁共振谱、红外光谱等分析方法,确定所制备的壳聚糖的化学结构和分子量;(3)研究所制备的壳聚糖对于荧光探针分子吸附的影响,探讨所制备壳聚糖在荧光探针检测中的应用;(4)测试所制备壳聚糖对于大肠杆菌生长的影响,探讨其在抗菌和抑菌材料中的应用。
4. 预期结果与意义预计通过催化降解方法制备高活性、低分子量和水溶性壳聚糖,其具有良好的应用前景,对壳聚糖的应用和推广会具有重要意义。
同时,所制备壳聚糖对于荧光探针的吸附,以及对大肠杆菌的抑制作用的研究,对壳聚糖的生物学和生物医学应用也将有所贡献。
从米根霉菌丝体中提取壳聚糖的工艺研究的开题报告一、选题背景壳聚糖是一种天然的生物活性多糖,具有广泛的生物活性和应用价值。
其中,从真菌中提取壳聚糖是目前研究的热点之一。
米根霉菌是一种来源广泛、生长迅速、易于培养的真菌,具有较高的壳聚糖含量,因此米根霉菌丝体作为壳聚糖的来源备受关注。
二、研究目的本研究旨在研究从米根霉菌丝体中提取壳聚糖的工艺,包括酸碱处理、酵素解聚和重组等步骤,以寻求最优的工艺条件。
三、研究内容1. 建立米根霉菌丝体提取壳聚糖的实验方法。
2. 探究不同pH、温度、时间等条件下的酸碱处理对米根霉菌丝体壳聚糖提取效率的影响,并确定最优条件。
3. 研究不同酶种、酶量、时间等条件下的酵素解聚对提取壳聚糖的影响,并确定最佳酶解条件。
4. 对提取的壳聚糖进行重组,探究重组的方法和条件。
5. 对提取的壳聚糖进行理化性质和生物活性的测试。
四、研究意义1. 可以为壳聚糖的生产提供新的来源和途径,丰富壳聚糖的品种和应用领域。
2. 可以为米根霉菌的资源开发提供新的思路和方法。
3. 可以为提高壳聚糖的产出率和纯度提供参考。
4. 可以对壳聚糖的生物功能和应用进行深入研究。
五、研究方法1. 收集米根霉菌的菌株及相关文献。
2. 采用酸碱处理和酵素解聚相结合的方法提取壳聚糖,对不同条件下的提取效率进行比较分析,确定最优工艺条件。
3. 对提取得到的壳聚糖进行理化性质和生物活性测试。
六、预期成果1. 确定从米根霉菌丝体中提取壳聚糖的最优工艺条件。
2. 制备出壳聚糖样品,并测试其理化性质和生物活性。
3. 为壳聚糖的应用提供新的来源和途径。
不同pH值的PEG化壳聚糖质粒纳米粒的制备及其对大鼠主动脉内皮细胞转染的研究的开题报告一、研究背景随着基因工程和生命科学技术的不断发展,基因治疗已成为世界各国生物医学研究领域的重要方向之一。
质粒是基因治疗的主要载体,但由于其自身的物理化学性质和作用机制,难以达到理想的转染效果和拥有长久的稳定性。
在此背景下,利用纳米技术制备质粒纳米粒已成为研究的热点之一。
PEG化壳聚糖(PEG-CS)作为一种常用的纳米粒材料,具有生物相容性好、低毒性、高稳定性、易于修饰等优点。
在此基础上,不同pH值的PEG-CS质粒纳米粒对转染效果及安全性的影响尚未得到深入研究。
二、研究目的本研究旨在制备不同pH值的PEG-CS质粒纳米粒,并系统研究其对大鼠主动脉内皮细胞转染效果及安全性的影响。
具体目的包括:1.利用化学交联法制备PEG-CS质粒纳米粒。
2.测定不同pH值PEG-CS质粒纳米粒的粒径、粒度分布等物理化学性质。
3.比较不同pH值PEG-CS质粒纳米粒对大鼠主动脉内皮细胞的转染效果。
4.评价不同pH值PEG-CS质粒纳米粒对大鼠主动脉内皮细胞的安全性。
三、研究方法1.制备PEG-CS质粒纳米粒:利用化学交联法合成PEG-CS纳米粒,采用高速旋转离心法分离纳米粒和游离PEG-CS。
2.测定PEG-CS质粒纳米粒的粒径、粒度分布等物理化学性质:采用ZetaPlus纳米粒分析仪测定PEG-CS纳米粒的粒径、分散度、表面电荷等。
3.比较不同pH值PEG-CS质粒纳米粒对大鼠主动脉内皮细胞的转染效果:采用荧光染料法检测PEG-CS纳米粒对细胞的内部化和转染效率。
4.评价不同pH值PEG-CS质粒纳米粒对大鼠主动脉内皮细胞的安全性:采用细胞毒性试验和流式细胞仪检测PEG-CS纳米粒对细胞的毒性及细胞凋亡率。
四、研究意义本研究将探讨不同pH值PEG-CS质粒纳米粒对转染效果及安全性的影响,为基因治疗的临床应用提供理论支持。
同时也为PEG-CS纳米粒材料的优化改良提供新思路。
环氧蓖麻油基聚氨酯/壳聚糖的合成与血液相容性的
开题报告
一、研究背景与意义
随着生物医用材料研究的不断深入,合成新型材料以满足特定需求
的要求变得越来越重要。
环氧蓖麻油基聚氨酯(ERU)是一种具有优异生物相容性、生物可降解性和生物降解性的材料,同时,通过改变聚氨酯
制备条件和原料比例可以调节其力学性能,使之成为一种与组织和器官
结构相似的材料,因此受到广泛关注。
壳聚糖(CS)是一种可生物降解、生物相容性较好的材料,因此在生物医学领域有着广泛的应用前景。
现
有研究表明,将壳聚糖与环氧蓖麻油基聚氨酯复合可以提高生物相容性
和降解性能,有望在实践中产生应用价值。
二、研究方法
本研究将采用原位聚合、溶液相混合和化学交联等方法,以取得连
续的聚氨酯相和壳聚糖相结构,以期提高制备样品的均一性和比表面积,并优化其力学性能和生物相容性。
本研究还将以体外和动物实验的方式
对样品生物相容性进行评估,进一步验证其在生物医用领域的实际应用
价值。
三、研究预期结果
1、成功合成新型环氧蓖麻油基聚氨酯/壳聚糖复合材料,并优化其
制备参数,以提高其物理、机械性能及生物相容性;
2、通过体外和动物实验,评估其生物相容性和生物降解性能,并探讨适宜的应用场景和条件。
四、研究意义
1、开发新型生物医用材料,为生物医学领域的临床治疗提供新技术支持;
2、为壳聚糖的应用和改性提供新思路和方法;
3、为其他生物降解材料的深入研究提供范例和借鉴。
实验一 壳聚糖载药微球的制备一、目的要求1. 掌握离子交联法制备壳聚糖载药微球的机理及基本操作。
2. 学会使用紫外分光光度计测量微球的载药量。
二、实验原理壳聚糖是一种多糖,自然界中第二大糖类,由甲壳素经脱乙酰反应得到的,而甲壳素是虾或螃蟹的外骨骼以及真菌的细胞壁的主要组成部分。
壳聚糖的结构与纤维素相似但是与纤维素不同的是在其糖苷链上连接着2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖,正是因为壳聚糖有了这个氨基使其广泛的应用于药物制备与研发当中。
同时壳聚糖还是无毒的,具有生物可降解性和生物相容性并且不会引发免疫排斥反应的材料。
更重要的是壳聚糖还具有粘膜吸附性,这可以是其在体内停留更长的时间,正是因为以上特点壳聚糖成为了药物载体的理想原材料。
焦磷酸钠分子式Na 4P 2O 7·10H 2O,为无色或白色结晶性粉末,相对密度1.82.易溶于水,不溶于乙醇,对热极稳定。
是一种常见的食品添加剂。
壳聚糖与焦磷酸钠反应的原理:壳聚糖在酸性条件下产生NH 3+(如图2-1)。
3图2-1 壳聚糖在酸性条件下产生自由氨基自由氨基带有正电荷,而三聚磷酸钠在水溶液中产生阴离子(如图2-2)。
OP P O -Na ++Na -OO -Na ++Na -O O O图2-2 三聚磷酸钠在水溶液中产生阴离子壳聚糖的自由氨基阳离子与三聚磷酸钠上的阴离子发生静电吸附反应,紧紧的吸附在一起。
OP P O -Na +-OO -+Na -O OO 3OH+HO图2-3 壳聚糖与焦磷酸钠的静电吸附反应三、实验方法(一)载药微球的制备先称取0.5 g 的壳聚糖并溶于50 ml (2% v/v )醋酸溶液中,制得1 % (w/v)的壳聚糖醋酸溶液,然后用循环水式真空泵抽滤除去壳聚糖中的杂质。
在室温下,向壳聚糖醋酸溶液中滴加NaOH 溶液(0.1 mol/L ),调节pH=4.5值在一定范围。
加入0.2 g 的布洛芬,搅拌30 min 使其成为均一、稳定的悬浊液。
壳聚糖-明胶-聚乳酸复合薄膜的制备及其性能研究的开题报告一、研究背景目前,随着环保意识的不断加强,人们对于可降解材料的需求越来越大。
而在薄膜材料领域中,壳聚糖、明胶和聚乳酸都具有良好的可降解性和生物相容性,因此被广泛应用于食品包装、医用材料以及环保材料等领域。
本研究旨在通过将壳聚糖、明胶和聚乳酸复合制备成薄膜,探究其物理、化学、力学和热学等性能,为其在相关领域的应用提供支持和依据。
二、研究内容和方法1. 研究内容(1)制备不同比例的壳聚糖、明胶和聚乳酸复合薄膜;(2)研究复合薄膜的物理、化学性质,包括表面形貌、结构、组成、热稳定性和吸水性等方面的特性;(3)研究薄膜的力学性能,包括拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率等方面的性能;(4)通过实验优化薄膜的制备条件,提高薄膜的性能。
2. 研究方法(1)壳聚糖、明胶和聚乳酸的制备和复合工艺:采用溶液混合法和溶液浇铸法制备壳聚糖、明胶和聚乳酸的薄膜,然后将其复合制备成复合薄膜;(2)表面形貌、结构和组成分析:采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)等技术对复合薄膜进行表面形貌、结构和组成的分析;(3)热稳定性和吸水性测试:采用热重分析(TGA)和水接触角测试技术对薄膜的热稳定性和吸水性进行测试;(4)力学性能测试:采用万能材料试验机对复合薄膜的拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率进行测试。
三、研究意义和预期结果1. 研究意义(1)该研究将壳聚糖、明胶和聚乳酸等生物可降解材料复合制备成薄膜,可以提高材料的性能,并在环保材料领域中得到更广泛的应用。
(2)该研究可以对壳聚糖、明胶和聚乳酸等生物可降解材料的复合制备和性能进行深入探究,为材料制备和应用提供技术支持和科学依据。
2. 预期结果(1)成功制备出壳聚糖、明胶和聚乳酸复合薄膜;(2)探究复合薄膜的物理、化学、力学和热学等性能特性;(3)优化薄膜的制备条件,提高薄膜的性能;(4)为生物可降解材料的研究和应用提供新的思路和方法。
壳聚糖与羧甲基壳聚糖的分离分析及在毛细管电泳中的应用的开题报告一、研究背景和意义壳聚糖是一种广泛存在于海洋生物、菌类、昆虫等天然生物体内的多聚糖,具有良好的生物相容性、生物可降解性、生物活性等特点,因而被广泛应用于食品添加剂、医药、纺织、造纸等领域。
而羧甲基壳聚糖则是通过化学修饰而得到的壳聚糖衍生物,具有更广泛的应用潜力和更好的性能和稳定性。
因此,对壳聚糖及其衍生物进行分离分析和深入研究,不仅能够拓展其应用领域,也能够为相关领域的研究提供支撑和基础。
二、研究内容和方法本研究将采用色谱法、电泳法等分离技术对壳聚糖和羧甲基壳聚糖进行分离,并考虑采用不同的检测手段(如紫外吸收检测、荧光检测等)进行分析。
同时,基于对分离结果的分析和对样品组成特点的研究,结合毛细管电泳技术的优点,将开展壳聚糖和羧甲基壳聚糖在毛细管电泳中的应用研究,探讨其在毛细管电泳分离和定量分析中的潜在优势和应用前景。
三、研究目标本研究旨在建立壳聚糖和羧甲基壳聚糖的分离分析方法,并探讨其在毛细管电泳中的应用潜力,为未来的相关研究提供基础和参考。
四、研究计划第一年:制备壳聚糖和羧甲基壳聚糖标准样品,选用色谱法对其进行分离,考察不同检测方法的灵敏度和准确性。
第二年:建立壳聚糖和羧甲基壳聚糖在毛细管电泳中的分离方法,并考虑采用荧光检测技术进行定量分析。
第三年:对毛细管电泳方法进行优化和改进,探究壳聚糖和羧甲基壳聚糖在毛细管电泳中的最佳条件,并评估其在实际样品中的应用效果。
五、预期成果本研究将建立起壳聚糖和羧甲基壳聚糖的分离分析方法,并运用毛细管电泳技术进行检测分析,从而深入分析其在不同领域中的应用潜力和应用效果,为壳聚糖及其衍生物的进一步研究和开发提供技术支持和价值参考。
壳聚糖复合物的制备及对水中重金属离子去除的开题报告一、研究背景水是人类生存必需的重要资源,然而随着工业化、城市化的发展,水体中的污染物愈加严重。
其中导致水中污染最严重的是重金属离子,例如铅、汞、镉等,这些重金属离子不仅会对环境造成损害,还会对人体健康产生严重威胁。
因此,重金属离子的去除十分迫切。
当前,处理水中重金属离子的方法主要包括化学法、生物法和物理法等。
其中化学法最为常用,但存在着对环境的污染和损害等缺点。
因此,研究制备环境友好的重金属离子去除材料对环保事业具有重要意义。
壳聚糖因其生物可降解、低毒性、低成本等特点成为一种重要的生物材料,被广泛应用于制备各种复合材料。
壳聚糖复合物具有比各单一材料更好的物化性能,有可能有效提高重金属离子的去除率。
二、研究目的本研究旨在制备一种壳聚糖复合物,探究其对水中重金属离子去除的效果,并研究其对重金属离子去除的影响因素和机理,为制备更高效、环保的水处理材料提供理论支持。
三、研究方法本研究将采用壳聚糖、纳米氧化铁、硅溶胶等材料制备一种壳聚糖复合物,通过实验研究其对水中重金属离子的去除效果。
同时,利用扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等技术分析复合物的物化性质,并研究不同因素(如pH值、离子浓度等)对其去除效果的影响。
最后,通过分析去除机理,探究壳聚糖复合物的重金属离子去除机制,并对其应用前景进行讨论。
四、研究意义本研究旨在研究制备壳聚糖复合物并探究其对水中重金属离子去除的效果,为水处理材料的研发提供理论支持。
研究结果将对水污染治理和生态环境保护有着重要的意义。
壳聚糖微球的制备及研究(开题报告) 第 1页 壳聚糖微球的制备及研究 摘要:壳聚糖是性能优良的天然黏膜黏着剂,常用于多肽类药物的黏膜给药。壳聚糖微球除具有壳聚糖本身特点外,在性能上又有新的改善,利用壳聚糖制成的微球可以延长药物在吸收位置的保留时间,达到控释目的。实验以戊二醛,多聚磷酸钠为交联剂制备微球,通过单因素法考察微球制备工艺。 关键词:微球,壳聚糖,戊二醛,多聚磷酸钠
1 研究背景
1.1 微球 微球是近年来发展的新剂型,它是以清蛋白、明胶、聚乳酸等材料制成的球状载体给药系统,微球中的药物分散或包埋在材料中而形成球状实体,微球直径大小一般为0.3~100μm。不同粒径范围的微球针对性地作用于不同的靶组织。这类剂型的开发,对于发展缓控释和靶向给药系统具有重要的意义。
1.1.1 微球的特点 药物制备成微球后可达到下述目的:掩盖药物不良气味及口味,如鱼肝油、生物碱类等;提高药物的稳定性,如易氧化的β-胡萝卜素、对水气敏感的阿司匹林等;使液态药物固体化便于应用与储存,如油类、香料、脂溶性维生素等;对缓释或控释药物,可采用惰性基质、薄膜、可生物降解材料、亲水性凝胶等制成微球或微囊,可使药物控释或缓释;使药物浓集于靶区,如治疗指数低的药物或细胞毒素药物(抗癌药)制成微球或微囊的靶向制剂,可将药物浓集于肝或肺等靶区,提高疗效,降低毒副作用;除药物外,可将活细胞或生物活性物质包囊,如胰岛、血红蛋白等包囊,在体内生物活性高,而具有很好的生物相容性和稳定性[1]。
1.1.2 各种微球的制备研究 1.1.2.1 清蛋白微球 清蛋白微球制剂是人或动物血清清蛋白与药物一起制成的一种球状制剂。清蛋白是体内的生物降解物质,注入肌体后,在肌体的作用下逐渐降解后清除,性能稳定、无毒、无抗原性,因此清蛋白微球制剂是理想的控缓释靶向制剂之一。其制备方法有:热变性法;化学交联法(即用化学交联剂同清蛋白发生交联反应使之变性);聚合物分散法和界面缩聚法等。
1.1.2.2 聚乳酸、聚乳酸乙醇酸微球 壳聚糖微球的制备及研究(开题报告) 第 2页 聚乳酸(PLA)是一种无毒可生物降解的聚合物,具有很好的生物相容性。目前,大部分PLA和PLGA微球均采用乳化分散法和相分离凝聚法制备。其中相分离法适合于水溶性药物微球的制备,乳化分散法对水溶性、脂溶性药物均适宜。
1.1.2.3 明胶微球 以明胶作载体材料,无不良反应,无免疫原性,具有生物可降解性,是目前动脉栓塞的主要材料,应用广泛。丁红等[2]用乳化化学交联法制备阿霉素明胶微球,对其粒径及分布、体外释放药物进行了研究,并在此基础上进行了动物栓塞效果的初步实验。
1.1.2.4 壳聚糖微球 壳聚糖无毒,具有很好的生物相容性和生物可降解性。壳聚糖曾被提出制成微球,包封小分子抗炎药物。壳聚糖微球的制备有乳化交联、蒸发溶剂、喷雾干燥等方法。Nishioka Y[3]等考察了抗癌药顺氯氨铂-壳聚糖微球的释放特性,结果表明药物包藏量随壳聚糖含量增大而显著增加,壳聚糖的掺入对微球初始破裂有抑制作用,药物释放速度明显减少。
1.1.2.5 聚羟基丁酸酯微球 聚羟基丁酸酯(PHB)为微生物合成的新型可降解材料,生物相容性好,具有中长期降解周期。其化学结构式为:[-CH(CH)3-CH2-CO-O-] ,它比PLA、PLGA降解周期长,生物相容性更好,较适合作为中长期控释药物的载体。与目前已有的其他可生物降解材料相比,有易纯化、无残留催化剂等优点。实验研究结果与同剂量的原药组相比,延长抗生育效果更显著,不良反应小,安全性高。
1.1.2.6 磁性微球 目前,磁性微球作为一种新型的生物分离技术和靶向药物的载体,受到人们的广泛关注和研究。磁性微球根据其组成材料的不同可分为磁性高分子微球、磁性生物大分子微球和磁性无机物微球。磁性微球给药载体的特点是减少用药剂量,增强药物对靶组织的特异性,提高疗效,减少不良反应。
1.1.2.7 生物黏附微球 生物黏附微球是指药物与黏附材料分散在载体中。这类微球在到达黏膜表面时,其中的黏附材料可与生物黏膜产生黏附作用,从而在黏膜表面滞留较长时间,并持续释放药物。其制备方法有喷雾干燥法、溶媒干燥法[4]等。
1.1.3 壳聚糖微球的应用 1.1.3.1 缓控释给药 壳聚糖是一种弱碱,在中性和碱性条件下不溶。在酸性介质中,其氨基在溶液中被壳聚糖微球的制备及研究(开题报告) 第 3页 质子化,成为带正电的多聚糖,故通常使用pH值1~3的醋酸缓冲液作为壳聚糖溶液的溶剂。壳聚糖分子内具有活性基团氨基,可与含双官能团的醛类或酸酐类药物发生化学交联,使药物大量分布于交联结构内,缓慢释放,包封在壳聚糖微球内的药物具有明显的缓释、控释或延时释药[5]的特征。
1.1.3.2 靶向给药 壳聚糖本身具有一定的黏膜黏附性,通过控制壳聚糖微球的大小、形状,选择适当的给药方法,能够提高壳聚糖微球的靶向效果。
1.1.3.3 生物大分子给药 随着生物技术的发展,疫苗、蛋白质这类药物具有活性高、疗效稳定、毒副作用小、用量少等突出优点,但是疫苗、蛋白质类药物还具有分子质量大,在体内外的稳定性差,容易受体内酶、微生物、体液所降解,生物膜通透性差,半衰期短等缺点,使得疫苗、蛋白质类药物的临床应用大受限制。而将疫苗、蛋白质类药物制成微球系统给药,不仅能够有效防止药物在体内的很快降解,还能将药物缓慢释放并靶向送达体内的作用部位,从而达到长效缓释靶向目的。
1.1.3.4 黏膜黏附给药 壳聚糖具有较好的黏膜黏附性,在酸性环境下黏附力最强,且具有一定的促渗作用。壳聚糖的黏附机制主要是与黏液中的糖蛋白产生非共价键,如氢键、范德华力、离子间的相互作用等。
1.1.3.5 降低药物的毒副作用,提高疗效 载有药物的壳聚糖微球随血液循环到达靶区周围释放药物,使靶区周围很快达到有效的治疗药物浓度,而在机体其他部位药物的分布量较小,从而减少了对机体正常组织的毒副作用。同时由于载体壳聚糖自身具有一定的生理活性,与药物可产生协同作用增强疗效。
1.1.3.6 提高疏水性药物对细胞膜的通透性 壳聚糖微球溶胀引起的扩散释药过程可以增加药物在吸收部位的浓度梯度,对药物的吸收具有协同促进作用。同时壳聚糖分子可以改变膜转运机制,打开细胞通道,有利于提高药物在细胞间瞬间渗透的能力,促进药物在细胞内发挥药效。壳聚糖微球可以改变膜转运机制,增加药物对生物膜的通透性,有利于药物在细胞内发挥药效。
1.1.3.7 提高药物的稳定性 抗生素口服给药时存在作用部位浓度低、滞留时间短,在酸性胃液中不稳定等问题。壳聚糖微球作为抗生素药物的载体,能提高药物稳定性,保持药物活性。另外,随着生物技术的发展、基因重组肽和蛋白质药物不断涌现,且越来越多地应用于临床。与化学壳聚糖微球的制备及研究(开题报告) 第 4页 合成药物相比,肽类药物[6]具有毒副作用轻,吸收快的特点,但由于此类药物在胃肠道内极易被酶降解,因而临床上一般采用注射方式给药;因其普通注射剂半减期较短,为维持体内有效治疗浓度,需要长期频繁注射给药,如采用皮下或肌肉注射,生物利用度也不高;此外,多数肽类药物不易透过生物膜屏障,从而使疗效受到影响。若考虑将这类药物用壳聚糖包覆后可明显提高药物的稳定性。
1.1.3.8 基因治疗 壳聚糖是一种并不多见的无生物毒性的碱性多糖,具有良好的组织相溶性,易于生产和储存,成为一种高效载体应用于基因治疗[7]领域。1995年,Mumper等人首次进行了壳聚糖-DNA复合物的制备。这种复合物是壳聚糖以溶液的形式与DNA自聚集形成沉淀,从而制备得到大小为150-500nm的微球,使它在基因治疗领域作为载体成为可能。壳聚糖作为一种具有广泛应用的基因治疗载体,对其应用目前仅限于实验室研究,有待进一步系统深化。
2 文献综述
2.1 壳聚糖 甲壳素(chitin)是广泛存在虾、蟹和昆虫甲壳中的物质,也存在于低等植物中,如:菌、藻类的细胞壁中,自然界每年生物合成的甲壳素有数十亿吨之多,在自然界的含量仅次于纤维素,壳聚糖(CS)是甲壳素的脱乙酰产物。由于壳聚糖分子内存在大量的游离胺基,使其溶解性能提高,反应活性增强,从而应用范围也大大拓宽,所以壳聚糖在化工、轻工、医药、食品及环境保护等领域中的开发应用研究十分活跃[8]。
2.1.1 壳聚糖的性质 壳聚糖,学名为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖,是自然界存在的唯一碱性多糖,通常甲壳素的脱乙酰度超过55%时就叫壳聚糖,而作为工业品的壳聚糖,N-脱乙酰度在70%以上,不溶于水和有机溶剂,可溶于pH<6.5的稀酸。在稀酸中,其葡萄糖氨基转化为R-NH3+ ,形成聚阳离子凝胶溶液[9]。具有良好的生物相容性和生物可降解性,不仅无毒无味,而且有抗菌消炎、促进伤口愈合、抗酸、抗溃疡、降脂、降低胆固醇及直接抑制肿瘤细胞的作用。
2.1.2 壳聚糖在化工、生物领域的应用研究 甲壳素及其衍生物的应用很广泛,可以用作纺织品的防缩、防皱整理剂,涂料印花固着剂以及防雨布上浆剂。利用壳聚糖制成的高效絮凝剂能够有效地改善水质,对工业废水的金属离子有着良好的吸附性能,并可以从海水中吸附铀,在造纸工业上可以制成纸张整理剂,提高纸张的抗拉、抗撕强度以及电绝缘性能等。在医疗方面也有着广泛的