不同脱乙酰度对壳聚糖表面物理及吸附性能的影响

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1、第30卷第2期广州化学Vol.30，No.22005年6月GuangzhouChemistryJune，20051不同脱乙酰度对壳聚糖表面物理及吸附性能的影响*田冶，焦延鹏，陈义康，李立华，周长忍（暨南大学理工学院材料科学与工程系，广东广州510632）摘要：壳聚糖是甲壳素部分脱乙酰化的产物，脱乙酰度的大小对壳聚糖的性能影响很大。利用碱液法，通过对反应时间的控制，制备了不同脱乙酰度的壳聚糖并对其性能进行了研究。结果表明，随着脱乙酰度的增大，壳聚糖膜的吸水率增加，而对其表面接触角的变化则没有影响。同时，2＋壳聚糖海绵对Ca和牛血清蛋白（BSA）的吸附能力也随着脱乙酰度的增大

2、而增加。关键词：甲壳素；壳聚糖；脱乙酰度；性能中图分类号：O636.1文献标识码：A文章编号：1009-220X（2005）02-0020-06甲壳素又名甲壳质、几丁质、壳蛋白等，是一种在数量上仅次于纤维素而广泛分布的天然高分子化合物，主要来源于虾壳、蟹壳。壳聚糖是甲壳素部分脱乙酰化后的产物（图1），脱乙酰度达到55%以上时的甲壳素可称为壳聚糖。壳聚糖不溶于一般有机溶剂，但它能够[1]溶于稀酸溶液，例如谷氨酸、盐酸、乳酸、醋酸、甲酸和丁酸等。CH2OHCH2OHCH2OHCH2OHCH2OHCH2OHOOOOOOOH-OOOOOOOOOHOHOHOHOHOHNHCOCH3

3、NHCOCH3NHCOCH3NH2NH2NHCOCH3图1甲壳素部分脱乙酰化制备壳聚糖Fig.1Base-catalyzedN-deacetylationofchitintoproducechitosan近年来，壳聚糖作为一种生物材料，在组织工程中得到广泛的应用。与合成高分子材料[2~4]相比，壳聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性，它的溶液性质温和，可以被制备成多孔海绵、膜、纤维、微球等各种形状。壳聚糖分子链上有许多游离氨基，其氮原子上还有一对未结合电子，使氨基呈现弱碱性，能从溶液中结合一个氢质子，从而使壳聚糖成为带正电荷的聚电解质。壳聚糖分子上游离氨基的多少即脱乙酰

4、度对壳聚糖的物理化学性质影响很大。虽然国内外学者对甲壳素及壳聚糖性质及应用的研究非常多，但是对于脱乙酰度对其性质的影响的系统研究却不多见，因此在一定程度上影响了壳聚糖的应用，尤其是目前壳聚糖作为天然生物材料的应用日益广泛。不同的应用目的对于壳聚糖的亲水性、细胞粘附性等具有不同的要求。收稿日期：2004-12-19*通讯联系人基金项目：国家科技部高技术计划（863）项目（2001AA625050）；国家科技部重大基础研究（973）项目（G1999054306）作者简介：田冶（1978－），男，广东广州人，暨南大学硕士研究生，从事生物材料的研究。第2期田冶，等：不同脱乙酰度对

5、壳聚糖表面物理及吸附性能的影响21[5]目前由甲壳素制备壳聚糖的方法主要依靠碱法脱乙酰，包括碱熔法和碱液法以及在此基础上的一些改进方法，碱液法相对于其它方法来说，操作简便并且能获得相对分子质量较高的壳聚糖。本研究利用此方法，通过控制反应时间制备了不同脱乙酰度的壳聚糖，并对其表面物理及吸附性能进行了研究。2实验部分2.1主要试剂和仪器甲壳素、考马斯亮蓝-G250：上海伯奥生物科技有限公司。无水氯化钙：广州化学试剂厂。紫脲酸胺：上海三爱思试剂有限公司。牛血清蛋白：华美生物工程公司。MC-2L-60冻干机：德国UNICRYO公司。CAM-PLUS接触角测定仪：德国TANTEC公

6、司。723型可见光分光光度计：上海精密科学仪器公司。2.2不同脱乙酰度壳聚糖的制备及脱乙酰度的滴定采用碱液法制备壳聚糖，取10g甲壳素，加入质量分数为50%的NaOH溶液200mL，N2保护加热至140℃，控制反应时间分别是1h，2h，3h和4h。所得产物用蒸馏水反复冲洗浸泡至洗出液为中性，过滤烘干后得到四种不同脱乙酰度的壳聚糖。[6]采用酸碱滴定的方法测定壳聚糖的脱乙酰度，壳聚糖脱乙酰度的计算公式如下：[c(HCl)v(HCl)－c(NaOH)v(NaOH)]×0.016w(NH)＝×100％2m(样品)×[100−w(HO)]22.3壳聚糖膜及海绵的制备壳聚糖膜的制备

7、采用溶液浇铸法，壳聚糖海绵采用冷冻干燥法。分别称取定量不同脱乙酰度的壳聚糖样品，用2%的醋酸溶液溶解，得到2%的壳聚糖醋酸溶液。将此溶液分成两份，分别置于培养皿中，将其中一份放进低温冰箱（－40℃）中冷冻12h，然后放入冷冻干燥机中冷冻干燥24h，制成壳聚糖海绵，另一份则放进60℃烘箱中烘干成膜。将海绵和膜用20%的NaOH中和醋酸，再用水浸泡冲洗干净余碱，自然干燥后备用。2.4材料性能测试2＋对制备的壳聚糖膜的吸水率、亲水性，以及壳聚糖海绵材料对Ca和牛血清蛋白的吸附性能进行了测定。2.4.1吸水率测定剪取不同脱乙酰度壳聚糖