壳聚糖的介绍--课程ppt

壳聚糖（chitosan）叶客诚Page2目录IIIIIIIV定义、来源结构特征理化性质制备方法Ⅴ应用Page31.定义、来源壳聚糖（chitosan），又名脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的,属高分子直链型多糖，是自然界唯一的碱性多糖。壳聚糖作为一种天然、绿色的环保高分子物质，具有可生物降解性、可食用性及生物相容性等特点，且安全无毒，对环境无公害。Page41.定义、来源壳聚糖是甲壳素脱N-乙酰基的产物，一般而言，N-乙酰基脱去55%以上的就可称之为壳聚糖，或者说，能在1%乙酸或1%盐酸中溶解1%的脱乙酰甲壳素，这种脱乙酰甲壳素被称之为壳聚糖。事实上，N-脱乙酰度为55%以上的甲壳素，就能在这种稀酸中溶解。JolantaKumirska.ApplicationofSpectroscopicMethodsforStructuralAnalysisofChitinandChitosan，Mar.Drugs2010,8,1567-1636Page51.定义、来源节肢动物的外骨骼软体动物的壳自然界中的甲壳素硅藻的刺其他无脊椎动物真菌、霉菌、酵母的细胞壁Page62.结构特征123456463215β(1→4)linkedN-acetyl-D-glucos-2-amineunitsβ(1→4)linkedD-glucos-2-amineunitsDegreeofDeAcetylation60%β(1→4)linkedD-glucosunitsPage72.结构特征研究证实，甲壳素与其他多糖一样，其分子链也是螺旋形，X射线衍射照片给出的螺距为0.515nm,一个螺旋平面由6个糖残基组成ChitosansecondarystructuresasdeterminedbysolidX-raycrystallography.A)two-fold;B)3-fold;C)4-fold;D)5-fold;and,E)two-relaxed-fold.FrancaEF,LeiteFL,CunhaRA,OliveiraON,FreitasLCG.Designinganenzyme-basednanobiosensorusingmolecularmodelingtechniques.PhysicalChemistryChemicalPhysics.2011，13:8894-8899.Page83.理化性质主要物理性质1不能完全溶解于水和碱溶液中，但可溶于稀酸(pH6)，游离氨基质子化促进溶解。溶于稀酸呈黏稠状，在稀酸中壳聚糖的B一1，4糖苷键会慢慢水解，生成低相对分子质量的壳聚糖。2壳聚糖在溶液中是带正电荷多聚电解质，具有很强的吸附性。3壳聚糖的溶解性与脱乙酰度、相对分子质量、黏度有关，脱乙酰度越高，相对分子质量越小，越易溶于水4壳聚糖具有很好的吸附性、成膜性、通透性、成纤性、吸湿性和保湿性脱乙酰度（deacetylationdegree，DD）和相对分子质量（molecularweight，MW）为最重要结构参数Page93.理化性质壳聚糖生物学性能与结构表征的关系生物学性能（Biologicalproperties）DDWM作用（Fuction）生物降解性DDWM降解速率与DD成负相关，与MW成正相关生物相容性DD----DD35%时，毒副作用较小；DD35%时，毒副作用与DD成量效依存关系黏附性DDWM黏附强度与DD、MW均成正相关抗肿瘤活性DDWM-NH3+可与肿瘤细胞表面的负电荷相互作用，抑制细胞活性和迁移行为；低MW的壳聚糖更易与细胞相互作用。其降解产生的六聚体产物有较强的抗肿瘤活性抑菌活性DDWM壳聚糖中有效-NH3+的数量是决定其抑菌活性的关键因素。随着DD的增加，壳聚糖与细胞膜的结合能力增强，渗透能力增强；而较高的MW会减少有效-NH3+的暴露量以及壳聚糖向细胞的渗透能力抗氧化活性DDWM随着DD的增高，壳聚糖的抗氧化能力增强；但对自由基的清除能力和对金属离子的螯合力则随MW的增加而降低ChineseJournalofReparativeandReconstructiveSurgery,October2010,Vol.24,No.10Page103.理化性质Page113.理化性质主要化学反应主要化学反应酰化反应甲壳素和壳聚糖通过与酰氯或酸酐反应，在大分子链上导入不同分子量的脂肪族或芳香族酰基，所得的产物在有机溶剂中的溶解度可大大提高。羧基化反应羧基化反应是指用氯代烷酸或乙醛酸，在甲壳素或壳聚糖的6-羟基或胺基上引入羧烷基基团，研究最多的是羧甲基化反应烷基化反应羧基化反应是指用氯代烷酸或乙醛酸，在甲壳素或壳聚糖的6-羟基或胺基上引入羧烷基基团，研究最多的是羧甲基化反应醚化反应甲壳素与聚氧乙烯反应生成的醚化物具有良好的保水性能，几乎与透明质酸相当。酯化反应常见的酯化反应有硫酸酯化和磷酸酯化[22]。用含氧无机酸作酯化剂，使甲壳素或壳聚糖中的羟基形成有机酯类衍生物。其他化学反应Shiff碱反应接枝共聚反应交联反应Page124.壳聚糖的制备化学法壳聚糖的制取通常采用化学法，制备工艺程序为：甲壳一脱钙—脱蛋白质一脱色一甲壳质一脱乙酰基一壳聚糖。JournalofScientific&IndustrialResearch，Vol.63，January2004，，pp20-31.微甲壳素是绝大多数真菌细胞壁的主要组成成分，许多制药企业和酶制剂的发酵过程产生的下脚料中含有真菌的菌丝体，可从中提取甲壳素。如黑曲霉、雅致放射毛霉鲁氏毛霉等微波法比常规法达到相同的脱乙酰度所需的反应时间可以缩短9/10，壳聚糖的黏度也有提高化学法微生物法微波法Page134.壳聚糖的制备壳清洗和粉碎盐酸脱盐NaOH脱蛋白质甲壳素粉末真菌收割、洗涤、晒干粉碎然后用NaOH处理用LiCl/DMAc提取水中沉淀，干燥KohrE.Chitin:fulfillingabiomaterialspromise.ElsevierScience,2001Page145.应用应用（application）举例化妆品化妆粉、指甲油生物工程酶和细胞固定化、蛋白分离、色层分析葡萄糖电极.农业种子/叶涂层、培养液/肥料、农药控制释放食品去除染料和酸、防腐剂、颜色稳定剂、动物的饲料薄膜萃取分离、磁导率控制水处理去除金属离子、絮凝剂/混凝剂、过滤/筛选制浆造纸表面处理、相纸、无碳复印纸医学绷带、海绵、人造血管、血液中胆固醇的控制、肿瘤抑制、治疗烧伤、人造皮肤、眼睛的玻璃体、隐形眼镜、药物控制释放GoosenM.inApplicationsofChitinandChitosan.TechnomicPublishingInc,PA.1997Page155.应用Chitosansoap,lotion,··®fibersandchitinsocks(2005)38Fungicideseedcoating(杀菌剂种子涂层)://matsyafed.org/img/chi.jpg透水性反应墙蓄水层弱透水层thankyou