乙醛酸改性壳聚糖及其释药性能研究邹议

廖腾火生、张玲侠、张晶晶(浙江美诺华药物化学有限公司 312369)

壳聚糖是甲壳素脱乙酰的产物，甲壳素是天然有机高分子仅次于纤维素，并且每年都有大量自然的甲壳素生成，它的产量和纤维素差不多，存储量很大。壳聚糖是一种聚氨基葡萄糖，它一直在医药行业中被大量使用。例如：凝胶剂、DNA载体、压片辅料、微凝胶、润湿剂等。

一、改性壳聚糖

壳聚糖本身具有低毒性、可降解性、相容性，几乎不会产生过敏作用，所以壳聚糖在医药行业有广泛的发展前景。然而壳聚糖和水不相溶，并且pH值呈碱性，是一种有机溶剂，它只能溶于有机酸内，比如：乙酸、甲酸、柠檬酸内，这大大限制了壳聚糖的使用范围。所以，现阶段的主要任务是对壳聚糖进行改性，以便壳聚糖在医药行业可以发挥更广泛的作用。

（一）化学改性。由于壳聚糖本身具有氨基与羧基，带有特殊的化学性质，所以壳聚糖要经过化学反应来改变其性质。这些化学反应有助于研究壳聚糖的结构，还有利于开发其潜在价值。

1、氧化反应。壳聚糖的氨基与羧基官能团，使其极易被氧化。将壳聚糖中的游离氨基用硫酸酸化后，可以再让羧基氧化，这时壳聚糖的化学式和肝素基本一致，可用于代替肝素成为新型的抗凝血材料。氧化反应的原理较为复杂，它的反应温度和pH值有很大的关系。

2、酰化反应。壳聚糖可以和多种有机酸结合，生成的有机物主要是酰氯，在反映的过程中可以加入多种芳香族酰基，这会使生成物的可溶性获得很大提高，这是目前研究最多的壳聚糖反应。

3、羧甲基反应。这是用羧甲基代替壳聚糖羟基上的氢原子而形成的，它受反应温度与介质的影响，温度和介质不同生成的产物也不同。现阶段。壳聚糖羧甲基是研究最广泛的化学反应。

4、烷基化反应。壳聚糖的氨基为一级氨基，只有一对电子，并有强大的亲核性，可以和环氧衍生物、卤代烷共同反应，生成N-烷基化物。在不一样的反应条件下，壳聚糖的氢基和羟基也能产生烷基化反应。壳聚糖在记入烷基后。在很大程度上价降低了壳聚糖间的氢键，这样使烷基化的生成物更易与水相溶。

5、氰乙基化反应。在碱性环境下，壳聚糖可以和丙烯氰发生反应，产生壳聚糖氰乙基醚，在不同的温度下生成的产物也不尽相同。当温度在20℃时，反应只在羟基上进行，当温度在60到80℃时，只有30%的氨基参与反应。并且生成的氰乙基在减水中形成羧基与酰胺的副反应。

6、羟基反应。壳聚糖在乙醇、碱、异丙醇内，和羟基发生反应生成羟基衍生物。

7、季铵化反应。壳聚糖上每个单元都有一个氨基，经过烷化获得烷化盐。因为季铵的加入，可以有效提高壳聚糖季铵盐的水溶性。

8、用糖代替壳聚糖。运用希夫碱作为壳聚糖的还原物，在乙醛酸的催化作用下，壳聚糖能和带有羧基的糖发生反应，在C-2上的氨基加入碳水化合物代替氨基，以便得到带有树状结构的可以溶在水中的壳聚糖碳水化合物衍生物。其中组成碳水化合物的主要成分为葡萄糖、乳糖、半乳糖等。

（二）壳聚糖在聚合物网络中的改性。穿越聚合物网络指的是集合两种或是两种以上的互连聚合物经过网络的互相穿越而产生的混合聚化物，这些网络中最少会有一个网络在其它网络中独立联合而成。

（三）壳聚糖和羧基壳聚糖的应用。改性后的壳聚糖具有很多优秀品质，并广泛使用在化妆品、医药、食品、环保、农业、等领域。

1、在化妆品中的应用。壳聚糖和羧基壳聚糖都具备较强的粘着力，并且带有防尘、保温、抗静电等良好性能，所以被用于发型固定剂的制备、柔软剂、保护毛发剂等，它不但可以使头发松软、方便梳理、有光泽外，还有助于头发的生长，被越来越多的使用在润肤剂、洗发香波、固发摩丝等产品中。

2、在医药中的应用。在医药产业中，用壳聚糖制作的手术缝合线具有质量好、性能强的特点，同时消毒简单、储存时间长，可以被人体组织液降解吸收，使伤口愈合后不用拆线。用壳聚糖制作的人造皮，柔软舒适，将其盖在烧伤人员的皮肤上有减轻痛苦的功效，使伤口可以快速愈合，有助于皮肤再生。另外，可以将壳聚糖用在制作微型胶囊和疫苗、以及消毒眼膏与隐形眼镜上。

二、对羧甲基壳聚糖的释药性进行探讨

（一）实验材料和仪器。材料包括：CMCS和牛的血清蛋白(BSA)。仪器包括：电子天平、搅拌器、紫外线光度计、细胞超声粉碎机、振荡恒温机、超速冰冻离心机。

（二）实验的操作方法。

1、制备BSA标准曲线。准确称得BSA粉末0.150g，用规格为50ml的容量瓶进行测量，获得一定的溶液量，并将其稀释成0.2、0.4、1。 0、2.0、3.0mg/mL 五个不同浓度的保准液体， 并在280nm出分别检测吸收度，同时制作回归曲线，计算曲线方程。

2、体外释放BSA。将用离心机获得的带有BSA载体的羧甲基壳聚糖，放在含有0.2ml的PBS溶液中，并将溶液放在规格为6ml的试管内，将试管安置在37℃的环境内，并以每分钟150次的频率和来回震荡，间隔一段时间后取出，离心大约30分钟，将上清液取出5ml，同时补充5ml新鲜的PBS溶液，在280nm出用紫外线测定吸收，和相应的空白纳米粒作对比，对其释放度进行计算，并绘制曲线图。

（三）体外释放BSA。BSA在胃液(pH值1.0)、小肠液(pH值6.8)、结肠液(pH值7.4)的方程式基本为 A=0.01683+0.5971C，有关系数为R=0.978，A=0.05983+0.4176C，有关系数为R=0.9899，线性关系良好。

总结：

终上所述，将壳聚糖进行改性后，可以改善其自身性质，使壳聚糖可以更广泛的应用在各个领域中。同时对壳聚糖的释药性进行研究，为壳聚糖在医药界更广泛的应用奠定了基础。