纳米甲壳素水凝胶的可控制备初探文献综述

 2022-05-11 20:57:57

1 文献综述

1.1 甲壳素简介

海洋面积约占世界海洋和陆地总面积的71%，海洋生物量约占80%[7]。甲壳素主要来源于海产品废弃物，是一种丰富的可再生资源，也是一种重要的生物活性多糖。我国作为一个甲壳素生产和出口大国，但对于甲壳素的利用却仅仅停留在原料供应的阶段，通过开发甲壳素纳米水凝胶能够极大的带动我国甲壳素相关产业的发展。近年来的研究表明，甲壳素具有良好的生物相容性和体内生物降解性。

甲壳素别名壳多糖，是由法国科学家布拉克诺在1811年首次提取出来的一种类似于六碳糖聚合体，被命名为 Fungine。1823年法国科学家欧吉尔(Odier)在甲壳动物体外壳中也提取了这种物质，并命名为甲壳素或几丁聚糖。甲壳素是一种天然生物高分子化合物，它的构造类似于纤维素，理论含氮量6.9%。[8]甲壳素在自然界中广泛存在于很多节肢动物、环节动物、原生动物之中，且同时也存在于很多低等植物中，在大自然中甲壳素的生物合成量大约为每年100亿吨[8]，是一种极具实用价值，可以再生利用的自然资源。

1.1.1 甲壳素分子结构

甲壳素是由（1,4）2-乙酰氨基-2-脱氢-beta;-D-葡萄糖通过beta;-（1-4）糖苷键连接起来的多糖。是地球上仅次于纤维素的第二大天然聚合物。它主要存在于海洋和陆地上的藻类，真菌，节肢动物（蟹，虾，小龙虾和昆虫），桡足类和软体动物（鱿鱼）中， 甲壳素的乙酰化度（DA）通常约为0.90[9]，表明存在大量的2-乙酰氨基-2-脱氧-d-吡喃葡萄糖，这有助于甲壳素链之间强氢键的形成。蟹壳和虾壳是甲壳素的主要来源，因为它们的甲壳素含量高且年产量高。

在自然界中，甲壳素具有三种不同的晶型：:alpha;-甲壳素，beta;-甲壳素和gamma;-甲壳素[10]。在节肢动物中广泛发现的alpha;-甲壳素是最丰富且热力学状态最稳定的。 beta;–甲壳素主要来源于鱿鱼的骨头。alpha;和beta;形式的结构的不同之处仅在于，在alpha;-甲壳素中几丁质分子链反向平行排列，而在beta;-甲壳素中几丁质全部相邻平行排列。在这两种结构中，alpha;-甲壳素的分子内和分子间的作用力要更为稳定。而在自然界中，alpha;-甲壳素也比beta;-甲壳素更为普遍。gamma;-甲壳素很少见，主要存在于甲虫的茧纤维和枪乌贼的胃中。图(1-1)[10]中为各个构型的分子结构。

图1-1 alpha;-甲壳素（左）与beta;-甲壳素（右）与gamma;-甲壳素（中）的结晶结构演示图

1.1.2 甲壳素基衍生物及其性质

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