词条 | 纳米壳聚糖 |
释义 | 壳聚糖(Chitosan)是甲壳质脱乙酰化衍生物,广泛分布于甲壳类动物、昆虫和部份微生物细胞壁中。是仅次于纤维素的第二大多糖类,资源十分丰富。由于壳聚糖比甲壳质更具优异生物特性,现已广泛应用于生物医学、化学化工、食品工业、化妆品工业、轻工业、农业、环保治污和微电子等领域。 概述壳聚糖(Chitosan)是甲壳质脱乙酰化衍生物,广泛分布于甲壳类动物、昆虫和部份微生物细胞壁中。是仅次于纤维素的第二大多糖类,资源十分丰富。由于壳聚糖比甲壳质更具优异生物特性,现已广泛应用于生物医学、化学化工、食品工业、化妆品工业、轻工业、农业、环保治污和微电子等领域。成为全球开发研究的热点之一。我国各类壳聚糖产品多数为普通尺寸壳聚糖,未能真正展示壳聚糖的生物活性和优异医学特性的全貌,而纳米技术的介入是解决上述问题的途径。 壳聚糖纳米化开发的市场意义纳米科技是现代科学与先进工程技术的结合产物,使人类改造自然的能力直接延伸到分子和原子水平,其最终目标是人类可按自己的意志操纵单个原子,在纳米尺度上制造特定功能产品,实现生产方式的飞跃。纳米材料具有独特表面效应、体积效应和宏观量子隧道效应,在性能上与传统概念上相同组成的常规尺寸或微米尺寸材料有非常显著的差异,表现出许多优异的特性和全新的功能,应用前景广阔。 基于壳聚糖的巨大应用前景,广汉恒宇新材料有限公司率先将现代纳米技术用于壳聚糖的纳米化加工并实现纳米壳聚糖的产业化开发和应用,粒径主区≤ 20-80nm范围,并呈现多种壳聚糖纳米形态粒子、独立类球形粒子、类球粒子串联的网络、非粒子三维胶体网络。 (下图为:四川大学测试中心对纳米壳聚糖的透射电镜检测) 壳聚糖的性质及应用领域3.1性质 壳聚糖是甲壳素最重要的衍生物。壳聚糖在密闭干燥容器内贮存三年不变质、遇水会发生降解反应、在高温下能分解,但速度缓慢。壳聚糖具有很好的生物相容性和生物活性,且无毒,易于生物降解。壳聚糖分子中具有氨基与羟基,溶解在稀酸中能形成高粘度的胶体溶液,其水溶液是阳离子电解质,具有很好的絮凝作用。壳聚糖的氨基具有阳离子交换功能,当pH值<6.5时有高电荷密度,能吸附在负电荷表面,与许多金属离子螯合。壳聚糖为高分子量的线型聚胺,其分子上的氨基易发生化学反应,在温和条件经化学修饰后可开拓广泛的应用领域。 3.2.1 在生物医学领域: 壳聚糖具的生物活性、生物相溶性、可肌体吸收且无毒附作用。具有护创、抑菌、止血、镇痛、降低渗出、促进细胞生长、加速创面愈合和透气、保湿功能;还具有促进体液免疫功能、生态调节功能(降低胆固醇、软化血管、促进心机等);由于对各种蛋白质的亲和力,可作酶、抗原、抗体的生理活性物质和载体材料以及天然中药类的杂质分离、纯化材料;可制成人造皮肤、渗透膜,用于血液透析;可作药用载体和缓释剂;具有织态结构,可作细胞与组织的生长、调控和诱导细胞分化与组织分化、生长,如皮肤、软骨和血管再造等。经急性毒性、亚急性毒性、内皮反应、热源、移植试验以及细胞毒、溶血、变态、抗原等试验均为阴性,表现高度安全。 3.2.2 在食品工业领域: 壳聚糖无毒、无味,可生物降解,并被肌体吸收,而大量用于食品工业。可大大提高悬浮物的絮凝和吸附沉降效果,改善产品品质;可作食品添加剂获降脂,减少食品热量和减肥效果;可作食品包装材料或处理材料,用于液体食品包装;还可用于酒类发酵中除去有害尿素,保证酒类品质。经壳聚糖处理的醋,将有效克服醋沉淀。 3.2.3 在化妆品工业 : 壳聚糖具有良好的吸湿性、成膜性、防静电和防尘性等,是制作皮肤润湿剂等美容产品、洗发水、发型定型和护发素的理想材料。 3.2.4 在轻工业领域: 如在复印纸表面涂饰,可提高复印纸抗静电性1万倍以上,且复印质量大大提高;卷烟滤嘴纸可提高降焦率35%;在织物中加壳聚糖,可极大改善织物的吸汗性,可有效消除衣物的闷热和发粘感,并获抑菌效果,提高卫生性。 3.2.5 在农业领域 : 美国已批准壳聚糖用于杀虫剂、杀线虫剂、种子处理剂、水处理剂和金属离子螯合剂、饮用水絮凝剂等。日本也将壳聚糖列入非化学合成的食品添加剂目录。 3.2.6 在微电子领域: 正被开发用于新型液晶显材料和新超导材料等。 |
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