壳聚糖、甲壳素应用

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。

甲壳素是自然界中来源广泛、储量丰富的一种天然含氮多糖，具有良好的生物相容性、可降解性等特性。

壳聚糖是甲壳素在碱性条件下脱乙酰化的产物，即脱乙酰甲壳素，又被称为可溶性甲壳质、甲壳胺［1］。

壳聚糖分子结构中存在游离的氨基，在特定条件下具有阳离子性，可以作为理想的织物改性剂，例如赋予织物抗菌性能，提升纤维染色性能，提高染料的利用率等。

因此，壳聚糖及其衍生物在纺织工业中具有广阔的应用前景。

壳聚糖由于分子质量大，易在分子内及分子间形成较强的氢键，几乎不溶于水、碱性溶液、稀硫酸和稀磷酸溶液，大大限制了壳聚糖的应用［2］。

壳聚糖分子中存在氨基、羟基等基团，可进行多种化学改性，降低结晶度，改善溶解性，制备其他功能化壳聚糖［3］，使壳聚糖的应用性能得到提升，应用范围得到拓宽，从而有更广泛的用途。

本文介绍了壳聚糖几种常见的化学改性方法，综述了壳聚糖及其衍生物在不同种类纤维染色加工过程中的应用，并对其未来的发展和应用进行展望。

1壳聚糖的改性方法目前对壳聚糖的改性研究主要集中在两方面：（1）对壳聚糖进行化学改性，制备出不同性能、不同用途的壳聚糖衍生物；（2）壳聚糖降解，制备低聚壳齐凡凡，邢建伟，徐成书（西安工程大学，陕西西安710048）摘要壳聚糖是一种天然的阳离子多糖，与纤维素结构相似，具有良好的生物相容性和可降解性。

将壳聚糖作为一种改性剂应用于纤维上，可以使纤维阳离子化，改善纤维的染色性能，也可以赋予纤维抗菌、抗皱等优良特性。

因此，壳聚糖及其衍生物在染整加工过程中的应用越来越受到人们的重视。

综述了壳聚糖化学改性方法以及壳聚糖及其衍生物在染整加工中的应用，对壳聚糖及其衍生物未来的进一步发展和应用作出展望。

关键词壳聚糖；改性；抗菌；抗皱中图分类号：TS195.2文献标志码:A 文章编号:1005-9350（2020）12-0006-05Application of chitosan and its derivatives in dyeing and finishingQI Fanfan,XING Jianwei,XU Chengshu(Xi′an Polytechnic University,Xi'an 710048,China)Abstract Chitosan was a natural cationic polysaccharide,which had similar structure with cellulose,and had good biocompatibility and biodegradability.Chitosan could be used as a modifier on the fiber,which could make the fiber cation-ic,improve the dyeing performance of the fiber,and also give the fiber anti-bacterial and anti-wrinkle and other excellent characteristics.Therefore the application of chitosan and its derivatives in dyeing and finishing process was attracting more and more attention.The chemical modification methods of chitosan and the application of chitosan and its derivatives in dyeing and finishing were reviewed,and the future development and application of chitosan and its derivatives were pros-pected.Key words chitosan;modification;anti-bacterial;anti-wrinkle壳聚糖及其衍生物在染整加工中的应用收稿日期：2020-03-20基金项目：西安工程大学纺织科学与工程学科建设与绿色印染加工创新团队支持项目（TD-13）；西安工程大学柯桥纺织产业创新研究院暨（柯桥）研究生创新学院2019年产学研协同创新项目（19KQZD10）作者简介：齐凡凡（1996—），女，硕士在读，研究方向为纺织品化学加工新材料、新工艺的理论及应用研究，*****************。

[精彩]甲壳素功效和应用甲壳素又名甲壳质、蟹壳素、壳多糖和几丁质等是一类广泛存在于甲壳动物和节肢动物以及细菌细胞壁中的多糖类化合物也是地球上仅次于纤维素的、数量最丰富的有机化合物之一作为性能优良的天然高分子材料甲壳素资源的开发与应用的研究受到了国内外学者的广泛重视仅近10年来公开发表的论文就在千篇以上其应用范围涉及工业、农业、医药卫生、食品保健、日用化工、环保、印染、金属的提取与回收以及功能膜材料等诸多领域。

医药方面的应用近年来的研究发现甲壳素和壳聚糖不仅无毒、可被生物降解而且具有显著抑制真菌繁殖等多种医学功能和药理作用作为一类无毒而有效的生物药剂应用在医药和卫生保健领域。

2.1 医药制剂将壳聚糖溶于1%乙酸溶液配成1%浓度 w/v 的壳聚糖溶液可用来治疗烂脚牙和被螨虫损害而发生皮炎的部位“脚气病” 也是一种真菌感染疾患如果用1%.壳聚糖乙酸溶液涂抹连续五六天就能止痒并治愈。

同样“灰指甲”也是霉菌感染非常顽固连灰黄霉素都很难见效但将“灰指甲”在1%壳聚糖乙酸溶液中浸泡几分钟坚持半个月以后会逐渐好转最后长出正常的新生指甲。

2.2 医用纤维和膜壳聚糖纤维制成的缝合线在预定时间内有很强的抗张强度在血清、尿、胆汁、胰液中能保持良好的强度在体内有良好的适应性尤其是经过一定时间壳聚糖缝合线能被溶菌酶所酶解而被人体自行吸收。

因此当伤口愈合后不必再拆线。

目前外科手术常用纸代替砂布贴于人体组织表面但用植物纤维或合成纤维纸易引起炎症。

研究发现利用甲壳素良的消炎、抗感染作用用其制造的纸既柔软又消炎是理想医用外科手术材料。

同样还可以将多肽溶液与甲壳素溶液混合均匀后涂在平板玻璃上凝固制成薄膜用作医用材料这种薄膜均匀、透明、手感柔软具有良好的弹性和强度。

人工肾是由高分子材料制成的渗透膜装在一定的容器中制成一个透析器其透析膜必须具有很高机械强度和对血液的稳定性。

目前用作透析膜的高分子材料有铜氨法制造的铜珞玢纤维素、骨胶原蛋白、聚砜、聚硫橡胶等。

甲壳素的应用甲壳素在纺织印染待业中的应用由来已久，甲壳素纤维于1936年在美国推出，其特点是纤度细，强度高，色白有光泽，用于纺织行业，能使纺织产品上档次，穿着质地柔软，透气吸湿性特强，穿着舒适，抗菌性强等特点。

甲壳素应用到农业，可制作复合液面肥，固体颗粒肥，能给农作物直接增加糖的浓度，促进农作物根系生长，有效的防治病虫害，提高农作物产品的质量和产量。

应用范围广泛 在工业上可做纺织品防霉杀菌除臭剂,可以通过后处理附着于纺织品纤维上,是纺织品提高附加价值的方法之一,用于制造内衣裤,袜子,家用特殊功能纺织品.医用手术衣/布,伤口敷料,烧伤创面敷料或深加工为人造皮肤用于大面积烧伤的治疗. 由于壳聚糖是阳离子型天然聚合物,有良好的扼制微生物/细菌/霉菌的作用,可以应用于食品保鲜,食品内包装,无毒无污染.将壳聚糖制成溶液喷涂于经清洗或剥除外皮的水果上,壳聚糖干后形成的薄膜无色无味通气,食用时不必清除薄膜. 也可应用于染料、纸张和水处理等。

在农业上可做杀虫剂、植物抗病毒剂。

渔业上做养鱼饲料。

化妆品美容剂、毛发保护、保湿剂等。

医疗用品上可做隐形眼镜、人工皮肤、缝合线、人工透析膜和人工血管等特殊生物功能1、降血脂作用 血脂是指血液中脂类的含量。

广义的脂类指中性脂肪（甘油和甘油三酯）和类脂质（胆固醇、胆固醇酯和磷脂）。

“甲壳质”可通过几个途径产生驱脂作用。

　1）“甲壳质”阻碍脂类的消化吸收：进入肠腔的脂类因难溶于水无法吸收，需经过胆汁酸的乳化作用，将脂肪变成很小的油滴，以此来扩大与胰脂酶的接触面积利于脂肪的消化。

肝脏生成的胆汁酸（带负电荷）经胆道排入肠腔非常容易与聚集它周围的甲壳质（带正电荷）结合，形成屏障而妨碍吸收，同时由消化道排出体外。

大量的胆汁酸被消耗，从而阻碍脂类的吸收，实现降低血脂。

2）“甲壳质”有利于胆固醇转化：人体内的胆固醇主要来自食物摄入和自身合成。

当人们一提到胆固醇往往会谈虎色变，认为胆固醇是造成心脑血管动脉硬化疾病的元凶，因而把胆固醇看成是对人体有害的物质。

壳聚糖能应用在什么地方？壳聚糖的妙用是什么？壳聚糖的应用1、食道癌——壳聚糖兑水，虫草兑水喷。

每小时交替使用。

2、降压——壳聚糖每天6粒。

3、拉肚子——孩子1粒壳聚糖抖在饭里。

4、孩子长的过快——肌肉裂断，加壳聚糖。

5、癌症——每天50粒，可以活命。

6、身上所有包块——均需壳聚糖。

7、肾衰竭——壳聚糖加虫草。

8、减肥——壳聚糖加银兰。

9、肠胃不好，便秘——壳聚糖。

10、白癜风——壳聚糖，虫草，金苓，五个月。

11、糖尿病——壳聚糖加虫草。

12、脑血栓——壳聚糖，银兰，虫草。

★被世界权威医学专家喻为“人体环保剂、软黄金、杀毒软件、免疫卫士”。

壳聚糖是目前自然界中发现的唯一可被人体降解吸收带正电荷的碱性动物纤维素。

壳聚糖不是药，不是保健品，但它却能起到药和保健品所不能起的作用，能消除自由基，清除体液和骨骼内的化学色素、有害毒素和重金属，对细胞有营养、修复和激活的独特作用。

它具有神奇的生理调节机能和生物活性作用。

对人体具有全方位、整体性、正向性的生理功能调节作用。

★被卫生部定为“天然食品”、“人体亲和性食品”、“非过敏性食品”★被国际医药学界食品营养学界定为“机能性调理食品，人体第6生命素”★被世界权威医学专家喻为“人体环保剂、软黄金、杀毒软件、免疫卫士”。

一、壳聚糖对人体的六大功能：1、促进新陈代谢、排毒；2、增强免疫力3、活化修复细胞；4、修复内外伤疤；5、清理血液；6、清理肠胃二、壳聚糖对人体的五大作用：1、三调：调节免疫功能，调节生理平衡，调节内分泌。

2、三降：降低血压，降低血脂，降低血糖。

3、三抑：抑制癌细胞生长，抑制癌症转移，抑制肠内有害物质4、三排：排除体内、血管内的有害物质,排除重金属,吸附放射性物质5、三耐：耐高旱热、耐极寒冷、耐极度疲劳壳聚糖经中国卫生部、日本厚生省与健康营养食品协会等多个国家的最高权威机构的核准认可，是目前世界上唯一应用微生物基因工程技术生产的甲壳质产品；唯一向消费者全面展示科研及生产工艺流程的甲壳质产品；唯一被日本政府批准可以宣传疗效的健康食品；唯一通过中、美、欧、日、俄等多个国家医学专家同时认可的产品。

作者简介:陈煜(1979-),男,甘肃天水市人,博士研究生,研究方向为甲壳素、壳聚糖的改性及应用,E mail:bityuchen@甲壳素和壳聚糖在伤口敷料中的应用陈 煜1,窦桂芳2,罗运军1,谭惠民1(1北京理工大学材料科学与工程学院,北京 1000812军事医学科学院野战输血研究所,北京 100850)摘要:天然高分子甲壳素和壳聚糖以其良好的生物相容性、生物可降解性、无毒、止血、止痛、抗菌、促进伤口愈合并减少疤痕等优点,在伤口敷料方面的研究正在引起人们的重视。

本文对甲壳素和壳聚糖适于作为伤口敷料的优异性能从机理上进行了讨论,并介绍了通过甲壳素、壳聚糖及其衍生物制备性能优异的伤口敷料的研究进展。

关键词:甲壳素;壳聚糖;伤口敷料;机理皮肤是人体的重要器官,它起着控制体温,防止感染及体液流失,免疫及传感的作用。

由于创伤、擦伤、皮肤溃烂和烧伤等原因,可能导致皮肤的大范围伤害。

皮肤的损伤容易造成细菌感染,体液流失并引起各种并发症[1]。

通常采用伤口敷料对伤口进行保护,防止伤口的感染和脱水,在伤口处维持有利于治疗的潮湿环境,改善治疗效果,促进伤口愈合。

通常对于伤口敷料有如下要求[2~7]:(1)具有与人体皮肤相近的柔软性能,在湿润时也能保持一定的形态和强度;(2)能保持创面的湿润环境,有较好的吸收伤口分泌物的能力,并有一定的透气性;(3)敷料无毒,对人体不发生有害的反应和刺激,而且必须能够阻止细菌进入创面以防止造成二次感染,避免伤口接触粒子和有毒的污染物,无热源;(4)最好有止血、止痛等作用,可促进肉芽生长和皮肤再生,加速愈合,减少疤痕;(5)贮存稳定性好,最好具有可降解性能,废弃物对环境不产生污染。

甲壳素是从虾、蟹等甲壳类动物的外壳以及菌、藻类低等植物的细胞壁中提取出的天然高分子材料,是自然界中仅次于纤维素的第二大生物衍生资源。

壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物,是自然界中唯一的碱性多糖。

一般来说,甲壳素的N -乙酰基脱去50%以上就可以称为壳聚糖[8]。