殼聚糖改性研究與應(yīng)用

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1、殼聚糖改性研究與應(yīng)用趙朝霞（1142032224）四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院2011級本科摘要：甲殼素是一種天然多糖，脫除乙?；漠a(chǎn)物是殼聚糖，作為新型功能生物材料，它們已在水處理、日用化學(xué)品、生物工程和醫(yī)藥等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。本文綜述了近年來關(guān)于殼聚糖改性研究進(jìn)展，以及將其應(yīng)用到醫(yī)學(xué)、食品、化學(xué)工業(yè)等各個領(lǐng)域的概況，重點(diǎn)介紹了化學(xué)和物理修飾方法的應(yīng)用研究。關(guān)鍵詞：殼聚糖化學(xué)改性與修飾物理改性與修飾功能材料甲殼素的化學(xué)名稱為(1，4)一2一乙酰氨基一2一脫氧一β—D—葡聚糖，它是通過β-1-4糖苷鍵相連的線性生物高分子，分子量從幾十萬到幾百萬。甲殼素脫除乙酰基后

2、的產(chǎn)物是殼聚糖，其化學(xué)名稱為(1，4)一2一氨基一2—脫氧—β一D—葡聚糖。甲殼素和殼聚糖具有與纖維素很相近的化學(xué)結(jié)構(gòu)，它們的區(qū)別僅是在C位上的羥基分別被一個乙酰氨基和氨基所代替(如圖）但它們的化學(xué)性質(zhì)卻有較大差別。甲殼素和殼聚糖具有生物降解性、細(xì)胞親和性和生物效應(yīng)等許多獨(dú)特的性質(zhì)，尤其是含有游離氨基的殼聚糖，是天然多糖中唯一的堿性多糖[1-4]。因此，它們已在廢水處理、食品工業(yè)、紡織、化工、日用化學(xué)品、農(nóng)業(yè)、生物工程和醫(yī)藥等方面得到應(yīng)用。一、醫(yī)藥領(lǐng)域聚乳酸一羥基乙酸共聚物(PLGA)微粒廣泛用于蛋白、多肽、核酸等生物大分子給藥。由于PL-GA納米微

3、球表面缺乏可用于共價修飾的基團(tuán)，所以難以在表面負(fù)載生物活性物質(zhì)如DNA、配體和疫苗等，不易于通過受體或抗體進(jìn)行靶向給藥。因此，人們嘗試用不同方法將PLGA表層包裹不同的聚合物以達(dá)到物理改性PLGA微球表面的目的。如陽離子表面修飾是基于PLGA表層負(fù)電荷而設(shè)計的，這種方式使PLGA的表面活化成為可能。將殼聚糖(CHS)選做納米微球表面修飾材料是因為它具有陽離子電荷，生物可降解，黏膜黏附性等特性。閻曉霏等以溶菌酶為模型蛋白，將改性PLGA與溶菌酶通過化學(xué)鍵結(jié)合并以CHS修飾得到一種新型陽離子納米微球，達(dá)到增大納米微球的包封率、載藥量并促進(jìn)蛋白類藥物吸收的

4、目的[5]。殼聚糖在醫(yī)藥測定方面也有著十分積極的作用。Zhang等[6]首先制備了殼聚糖包覆的CdSe／ZrKS量子點(diǎn)作為Her2／neu基因小分子干擾RNA(smallinterferingRNA，siRNA)的載體。并通過跟蹤量子點(diǎn)的熒光信號證實(shí)藥物載體靶向傳送到乳腺腫瘤細(xì)胞，利用熒光索酶和酶聯(lián)免疫分析驗證導(dǎo)入細(xì)胞的siRNA的基因沉默效應(yīng)。鐘文英[7]等殼聚糖包覆的Ccrre量子點(diǎn)為熒光探針，基于熒光猝滅法建立了吉米沙星定量測定方法。以殼聚糖為載體合成新型疏水色譜填料[8]，有效分離提純枯草芽孢桿菌α一淀粉酶、雞卵粘蛋白、AS1.398中性蛋白

5、酶以及偽單孢桿菌脂肪酶[9]，以殼聚糖為載體的親和吸附劑和殼聚糖固定化蛋白酶均具有廣泛應(yīng)用價值．殼聚糖羧甲基化后，與磷酸鈣生成螯合物，它可促進(jìn)骨骼的礦化，在醫(yī)藥上可作為成骨的促進(jìn)劑[10]。二、化工領(lǐng)域武美霞[11]等以殼聚糖為絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑或保護(hù)劑，通過簡單的化學(xué)還原法制備了具有超小尺寸的非晶態(tài)NiB．CS催化劑，并且使活性組分Ni分散均勻。殼聚糖修飾炭黑負(fù)載Pt—Au催化劑，對原電極有相當(dāng)好的物理極化學(xué)性質(zhì)的改良作用。Sugunan[12]等認(rèn)為，殼聚糖之所以能夠捕獲并起到穩(wěn)定金納米粒子的作用，一是由于兩者之間存在靜電作用；二是殼聚糖具有足夠大的

6、立體位阻效應(yīng)，從而避免了金納米粒子的聚集并能使金納米粒子功能化。因此，可以認(rèn)為，殼聚糖中的多個NH基團(tuán)具有與金納米粒子相結(jié)合的能力，使得金粒子在該聚合物表面具有良好的分散，不易發(fā)生團(tuán)聚，金粒子粒徑較小.陳偉等[13]也通過實(shí)驗進(jìn)一步證實(shí)了這一點(diǎn)。殼聚糖(CS)作為一種天然高分子，具有良好的生物相溶和降解性及無毒副作用，具有增色和固色作用。殼聚糖的糖殘基在C2上有一個乙酸基或氨基，c3上有一個羥基，由于這些平伏鍵特殊結(jié)構(gòu)，對具有一定離子半徑的某些金屬離子在一定的pH值下具有一定的鰲合作用，也可吸附溶液中一些帶電荷的懸浮物和有機(jī)物等。劉靜等[13]利用殼

7、聚糖(CS)這些優(yōu)勢改性DSD-FBs，使其中的熒光活性組分同殼聚糖高分子鏈以共價鍵相連，改善其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、水溶性以及紙張耐光性，為開發(fā)綠色無毒、生物相容性好的殼聚糖類環(huán)保型熒光增白劑產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。殼聚糖作為一種新型功能單體已用于離子印跡技術(shù)中，它含有大量的氨基和羥基，可以同大多數(shù)過渡金屬形成穩(wěn)定的螯合物[14]。Li[15]等嗍將多孔硅膠與殼聚糖結(jié)合用于金屬離子的測定；李誠等[16]將碳納米管殼聚糖修飾電極測定cu2+，但將殼聚糖接枝到碳納米管上，用于金屬離子的分離富集則鮮有報道。楊瀟等[17]通過酰胺化反應(yīng)將殼聚糖接枝到碳納米管面，以乙烯化殼聚糖

8、(cs)為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)為交聯(lián)劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，在碳納米管表面接枝一層