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新型双亲性O-季铵盐-N,N-双烷基壳聚糖的合成及其性能研究

作 者: 周景润
导 师: 李明春
学 校: 华侨大学
专 业: 高分子化学与物理
关键词: 壳聚糖 季铵盐 π-A等温线 泡囊 抗菌性能
分类号: O636.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
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内容摘要


壳聚糖季铵盐是一类重要的壳聚糖衍生物。它不仅具有典型的季铵盐的性质,如抗菌性和保湿性,而且保持了壳聚糖原有良好的成膜性、生物相容性和生物降解等性能,在医用材料、食品工业和纺织品加工等领域有广泛的应用价值。本文合成O-季铵盐-N,N-双烷基壳聚糖,并对其单分子膜性质、自组装泡囊药物释放行为和抑菌性能进行了研究。在合成O-季铵化壳聚糖的基础上,再对其进行N,N-双烷基化改性,得到O-季铵盐-N,N-双烷基壳聚糖(QADCS)。采用FTIR、1H NMR、EA等表征证明了所合成的产物为目标产物。合成产物可溶于氯仿、四氢呋喃和冰醋酸,热溶于N,N-二甲基甲酰胺。QADCS与N,N-双烷基壳聚糖(DCS)相比,与水的表面接触角降低,亲水性能明显提高,表现出更明显的双亲性。O-季铵盐-N,N-双烷基壳聚糖在水面能够形成稳定的单分子膜。季铵化的N,N-双烷基壳聚糖与未季铵化的N,N-双烷基壳聚糖相比,单分子膜的崩溃压πc升高,极限分子占据面积Aex更小,最大压缩模量Cs, Max-1更大,说明O-季铵盐-N,N-双烷基壳聚糖容易形成凝聚性能和稳定性能更好的单分子膜。相同主链分子量和季铵化度相近的条件下,其单分子膜的πc、Aex和Cs, Max-1随着侧链长度的增大而增大。O-季铵盐-N,N-双烷基壳聚糖在超声作用下能够形成自组装纳米泡囊。季铵化后的N,N-双烷基壳聚糖,不同亲水/疏水链的相互作用得到了更好的发挥,更容易形成稳定的、结构更为致密的泡囊。其载药囊泡的释放速率变慢,达到平衡的释放百分率也较低。在相同壳聚糖主链分子量和季铵化度相近的条件下,侧链烷基越长,释放速率越小,释放百分率也越低。O-季铵盐-N,N-双烷基壳聚糖对于大肠杆菌、金黄葡萄球菌和白色念珠菌具有一定的抑菌作用,其抑菌性能主要来源于分子链上带正电荷的季铵基团。O-季铵盐-N,N-双烷基壳聚糖对大肠杆菌的抑菌效率最好,对金黄葡萄球菌次之,对白色念珠菌略差。在相同分子量和季铵化度季相近的条件下,随着烷基侧链的增加,O-季铵盐-N,N-双烷基壳聚糖的抗菌性能也随之增加。

全文目录


摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
第一章 绪论  8-41
  1.1 甲壳素、壳聚糖简介  9-10
  1.2 壳聚糖的化学改性  10-27
    1.2.1 酰化改性  11-13
    1.2.2 羧甲基化改性  13-16
    1.2.3 烷基化改性  16-19
    1.2.4 季铵化改性  19-24
    1.2.5 其它改性及其产物  24-27
  1.3 壳聚糖及其季铵盐的功能及其应用  27-39
    1.3.1 生物医学和制药  28-31
    1.3.2 抑菌抗菌  31-33
    1.3.3 食品保鲜  33-34
    1.3.4 薄膜和吸附絮凝  34-36
    1.3.5 纺织和化妆品  36-38
    1.3.6 其它方面的应用  38-39
  1.4 论文的提出及主要研究内容  39-41
第二章 O-季铵盐-N,N-双烷基壳聚糖的合成与表征  41-50
  2.1 实验部分  41-44
    2.1.1 实验材料及仪器  41-42
    2.1.2 O-季铵盐-N,N-双烷基壳聚糖的合成  42-43
    2.1.3 产物的FTIR、~1H NMR 和EA 测定  43
    2.1.4 QADCS 的溶解性能  43
    2.1.5 QADCS 的表面接触角的测定  43-44
  2.2 结果与讨论  44-49
    2.2.1 QADCS 的结构表征  44-48
    2.2.2 QADCS 的溶解性能  48
    2.2.3 QADCS 的表面性能分析  48-49
  2.3 本章小结  49-50
第三章 O-季铵盐-N,N-双烷基壳聚糖的单分子膜性质  50-58
  3.1 LANGMUIR 膜和LB 膜  50-52
    3.1.1 LB 膜技术简介  50-51
    3.1.2 LB 膜的π-A 等温线  51-52
    3.1.3 单分子膜π-A 曲线测试的基本工作原理  52
  3.2 实验部分  52-53
    3.2.1 实验材料、仪器和方法  52-53
    3.2.2 QADCS 的单分子膜π-A 等温线测定  53
  3.3 结果与讨论  53-57
    3.3.1 季铵化对QADCS 单分子膜性质的影响  53-56
    3.3.2 侧链长度对QADCS 单分子膜性质的影响  56-57
  3.4 本章小结  57-58
第四章 O-季铵盐-N,N-双烷基壳聚糖自组装纳米囊泡的研究  58-67
  4.1 自组装纳米泡囊药物释放体系简介  58-60
  4.2 实验部分  60-62
    4.2.1 实验材料、仪器和方法  60-61
    4.2.2 O-季铵盐-N,N-双烷基壳聚糖自组装囊泡的制备  61-62
    4.2.3 维生素B_(12) 载药泡囊的体外药物释放测定  62
    4.2.4 维生素B_(12) 载药泡囊的载药量和包封率  62
  4.3 结果与讨论  62-66
    4.3.1 季铵化对QADCS 泡囊药物释放行为的影响  62-64
    4.3.2 侧链烷基对QADCS 泡囊体外药物释放行为的影响  64
    4.3.3 QADCS 自组装泡囊的药物载药量和包埋率  64-65
    4.3.4 QADCS 自组装泡囊的扫描电镜图  65-66
  4.4 本章小结  66-67
第五章 O-季铵盐-N,N-双烷基壳聚糖的抗菌性能研究  67-72
  5.1 壳聚糖季铵盐的抗菌性  67-68
  5.2 实验部分  68-69
    5.2.1 实验材料、仪器和方法  68-69
    5.2.2 细胞培养基的制备  69
    5.2.3 抗菌性的测定与表征  69
  5.3 结果与讨论  69-71
  5.4 本章小结  71-72
第六章 结论  72-73
展望  73-74
参考文献  74-89
附录 研究生在读期间发表论文  89-91
致谢  91

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学(高聚物) > 天然高分子化合物(高聚物) > 高分子多聚糖
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