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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。
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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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