纳米甲壳素的制备、改性及应用研究进展

甲壳素是一种天然高分子化合物,具有来源广、可降解、生物相容、无毒和低抗原性等性质,但由于不溶于水和大多数有机溶剂,使其应用受到限制。由甲壳素制备的纳米甲壳素(甲壳素纳米晶须和甲壳素纳米纤维)能够在水中形成稳定均匀分散液,不仅具有甲壳素的性质,还有高长宽比、高表面积、低密度等性质,在其表面的羟基、N-乙酰基以及残留的胺基还可化学改性。本文综述了纳米甲壳素的制备,包括盐酸酸解、机械处理、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)氧化、静电纺丝、溶解再生和脱N-乙酰基法,介绍了纳米甲壳素化学改性以及在增强、吸附和生物活性等方面应用。     

碱量法测定壳聚糖中胺基方法的改进

甲壳素(chitin)是一种天然高分子化合物,化学名称为2—乙酰胺基—2—脱氧—β—D—葡糖的聚合体。甲壳素不溶于稀酸、稀碱,故又称不溶性甲壳素。甲壳素经浓碱处理,分子中的乙酰基逐渐水解脱除。当脱乙酰基达到一定程度时,可溶于稀酸形成胶体溶液,脱乙酰基甲壳素又称可溶性甲壳素或壳聚糖(chitosan)。壳聚糖中胺基含量与其溶解性能、粘度、离子交换能     

来源于类芽孢杆菌属碱性甲壳素酶的分离纯化及其性质

甲壳素,又名几丁质(chitin),是自然界中含量仅次于纤维素的第二大天然多糖,有第六生命要素之美称.其主要存在于甲壳类动物的外壳、真菌细胞的细胞壁以及一些昆虫的外壳中,每年自然界中约有100多亿吨甲壳素生成.甲壳素是由2-乙酰氨基-2-脱氧-D-吡喃葡萄糖和2-氨基-2-脱氧-D-吡喃葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接而成的二元线性聚合物,分子链中分布许多羟基、氨基及乙酰氨基,形成大量分子间及分子内氢键,致使其结晶度较高,化学性质十分稳定,直接利用较为困难.甲壳素不溶于稀酸、稀碱以及一般有机溶剂,工业上常用强酸强碱法处理甲壳素,以制备壳寡糖类产品,但该方法具有产品结构不单一,环境污染较为严重等缺点.甲壳素酶可特异性水解甲壳素链中β-1,4糖苷键,得到甲壳寡糖和N-乙酰氨基葡萄糖.酶解法降解甲壳素工艺简单、反应条件温和、环境友好,有很好的应用前景.我们以Paenibacillus pasadenensis CS0611为出发菌株,以蟹壳粉末为培养基唯一碳源及氮源,在适宜条件下培养48 h.发酵液经离心、硫酸铵(80％饱和度)盐析、透析除盐后得到粗酶液.再利用HiTrap DEAE FF离子交换层析和HiLoad 26/600Superdex 200 pg凝胶过滤层析对该粗酶液进行分离纯化,以得到电泳纯甲壳素酶.所制备甲壳素酶比活力为10.28 U/mg,最终纯化倍数为5.3,酶活得率为15.7％.SDS-PAGE结果表明,该甲壳素酶相对分子质量约为69 kDa.后经MALDI-TOF-MS鉴定,该酶部分肽段和来源于另一株Paenibacillus pasadenenss的甲壳素酶(accession No:gi655151624)具有较高的同源性,进一步证实所纯化蛋白为甲壳素酶.对上述纯化的甲壳素酶的酶学性质进行研究,结果发现:其最适反应温度为50℃,在20-35℃内有较好的稳定性,50℃及以上热稳定性较差;最适pH为5.0,在pH4.0-11.0间具有较高稳定性,表明该酶具有很好的耐碱性;金属离子对该酶催化活性没有明显的激活作用,表明该甲壳素酶是非金属酶.同时,对该酶的底物特异性进行研究,发现该酶对胶体甲壳素和甲壳素水解能力较强,对淀粉和纤维素无水解能力,对不同脱乙酰度的壳聚糖的水解程度随脱乙酰度不同而变化,表明该酶只能特异性识别并降解GlcNAc-GlcNAc之间的糖苷键;以胶体甲壳素为底物时,米氏常数Km为4.41 mg/mL,最大反应初速度为1.08 mg/min.利用薄板层析和高效液相色谱对酶解产物进行分析,结果表明该甲壳素酶对胶体甲壳素的降解产物主要是(GlcNAc)2.综上所述,本研究所涉甲壳素酶在甲壳二糖的酶法制备方面具有较好的应用前景.     

来源于类芽孢杆菌属碱性甲壳素酶的分离纯化及其性质（英文）

甲壳素,又名几丁质(chitin),是自然界中含量仅次于纤维素的第二大天然多糖,有第六生命要素之美称.其主要存在于甲壳类动物的外壳、真菌细胞的细胞壁以及一些昆虫的外壳中,每年自然界中约有100多亿吨甲壳素生成.甲壳素是由2-乙酰氨基-2-脱氧-D-吡喃葡萄糖和2-氨基-2-脱氧-D-吡喃葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接而成的二元线性聚合物,分子链中分布许多羟基、氨基及乙酰氨基,形成大量分子间及分子内氢键,致使其结晶度较高,化学性质十分稳定,直接利用较为困难.甲壳素不溶于稀酸、稀碱以及一般有机溶剂,工业上常用强酸强碱法处理甲壳素,以制备壳寡糖类产品,但该方法具有产品结构不单一,环境污染较为严重等缺点.甲壳素酶可特异性水解甲壳素链中β-1,4糖苷键,得到甲壳寡糖和乙酰氨基葡萄糖.酶解法降解甲壳素工艺简单、反应条件温和、环境友好,有很好的应用前景.我们以Paenibacillus pasadenensis CS0611为出发菌株,以蟹壳粉末为培养基唯一碳源及氮源,在适宜条件下培养48h.发酵液经离心、硫酸铵(80%饱和度)盐析、透析除盐后得到粗酶液.再利用HiTrap DEAE FF离子交换层析和HiLoad 26/600Superdex 200pg凝胶过滤层析对该粗酶液进行分离纯化,以得到电泳纯甲壳素酶.所制备甲壳素酶比活力为10.28U/mg,最终纯化倍数为5.3,酶活得率为15.7%.SDS-PAGE结果表明,该甲壳素酶相对分子质量约为69 kDa.后经MALDI-TOF-MS鉴定,该酶部分肽段和来源于另一株Paenibacillus pasadenenss的甲壳素酶(accession No:gi655151624)具有较高的同源性,进一步证实所纯化蛋白为甲壳素酶.对上述纯化的甲壳素酶的酶学性质进行研究,结果发现:其最适反应温度为50℃,在20-35℃内有较好的稳定性,50℃及以上热稳定性较差;最适pH为5.0,在pH4.0-11.0间具有较高稳定性,表明该酶具有很好的耐碱性;金属离子对该酶催化活性没有明显的激活作用,表明该甲壳素酶是非金属酶.同时,对该酶的底物特异性进行研究,发现该酶对胶体甲壳素和甲壳素水解能力较强,对淀粉和纤维素无水解能力,对不同脱乙酰度的壳聚糖的水解程度随脱乙酰度不同而变化,表明该酶只能特异性识别并降解GlcNAc-GlcNAc之间的糖苷键;以胶体甲壳素为底物时,米氏常数K_m为4.41 mg/mL,最大反应初速度为1.08 mg/min.利用薄板层析和高效液相色谱对酶解产物进行分析,结果表明该甲壳素酶对胶体甲壳素的降解产物主要是(G1cNAc)_2.综上所述,本研究所涉甲壳素酶在甲壳二糖的酶法制备方面具有较好的应用前景.     

甲壳素碱介质非均相脱乙酰动力学研究

近年来,从甲壳素(聚[(1,4)-2-乙酰胺基-2-脱氧-β-D-葡萄糖])制备壳聚糖的研究和生产以及对其理论和应用的探索,越来越广泛和深入。甲壳素脱乙酰基转变成壳聚糖,由于反应条件不同,所得产品不仅结构性能不同,而且影响其深加工产品的质量.因此,对甲壳素脱乙酰基反应的研究引起国内外学者的重视.Sannan等曾报道甲壳素在碱介质中均相脱乙酰动力学的研究,但对非均相条件下脱乙酰动力学的研究,国内外至今尚未见报道.目     

D-氨基葡萄糖与Sm^3＋和Eu^3＋离子配合物的合成和表征

D-氨基葡萄糖(2氨-基-2脱-氧-D葡-萄糖,简称GLCN)是甲壳素或壳聚糖的最终水解产物。由于其分子内含有多个反应中心(-OH,-NH2),且无毒、水溶性好,易与多种金属离子配位,而用于贵金属回收、工业废水处理等生态和环境保护方面;由于其与金属离子形成的配合物水溶性好、低毒、甚至无     

羧甲基壳聚糖对亚铁离子的吸附

壳聚糖是由甲壳素经脱乙酰基后得到的一种天然高分子氨基多糖 ,它是金属离子的良好配体 ,其配合物在工业、农业、食品、环保、医药等方面的应用已有许多研究 [1～ 4 ] .脱乙酰基后的壳聚糖溶解性有很大改善 ,但仍只能溶于酸或酸性水溶液 ,限制了它的推广应用 .通过化学改性的羧甲基壳聚糖 ( CMCS)具有良好的水溶性、保湿性、乳化性 ,其分子中含有— OH、— NH2 、—COOH等基团 ,能有效络合金属离子 [5] .人体对壳聚糖 -亚铁络合物的吸收远远大于传统的 Fe SO4 药物 [6 ] ,壳聚糖及其衍生物与 Fe2 的络合物有可能用于治疗缺铁性贫血 …     

水溶性N-(2-羧基苯甲酰基)化壳聚糖的合成

壳聚糖(β-(1，4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡聚糖)是甲壳素脱乙酰化反应生成的一种线性聚合物，无毒、可生物降解、并有良好的成膜性和生物相容性，近年来已在水处理、医药、食品、化妆品、农业等领域显示了其独特的应用价值。但是，因分子内和分子间氢键的作用，壳聚糖只能溶于酸和酸     

蚕蛹甲壳素的脱色方法与机理探讨

研究了从粗甲壳素 (分离蚕蛹蛋白质后的残渣 )中提取蚕蛹甲壳素的工艺条件 ,探索了H2 O2 氧化脱色方法。实验结果表明 ,在 70℃的水浴中 ,按照m(蚕蛹渣 )∶m(5 %氢氧化钠 ) =30∶80的质量比处理 2h ,可脱净残余蛋白 ,得到黑褐色的粗蚕蛹甲壳素。用H2 O2 脱色漂白 ,工艺条件为 :6 5～ 70℃ ,pH值为 8 5± 0 5 ,时间 5h ,m (蚕蛹渣 )∶m(30 %H2 O2 ) =5 0∶130。所得甲壳素白度为 30 % ,收率为 2 5 %。双氧水脱除蚕蛹甲壳素颜色的机理可能是H2 O2 分解的O2 -2 作用于铁硫蛋白与细胞色素复合物体系中的硫 ,将体系中半胱氨酸硫氧化成亚砜 ,使得色蛋白与甲壳素相连的键断开 ,从而使色素从甲壳素上分离下来。     

不同晶型甲壳素的季铵盐化研究

在完全水体系中对α、β两种不同晶型结构的甲壳素进行季铵盐化改性,获得了具有不同取代度甲壳素羟丙基三甲基季铵盐衍生物;对其结构进行了比较系统的分析表征;结果表明：β-甲壳素较α-甲壳素具有更高的非均相反应活性。     

聚苯胺/ZnFe_2O_4纳米复合物的制备与表征

以Fe(NO3)3·9H2O和Zn(NO3)2·6H2O为原料,采用改进的柠檬酸盐前驱物法合成了片状ZnFe2O4,进一步通过原位聚合反应得到了聚苯胺(PANI)/ZnFe2O4纳米复合物。利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱以及荧光光谱等测试技术对其进行了表征。实验结果表明,通过原位聚合反应PANI沉积在片状ZnFe2O4表面。X射线粉末衍射和红外光谱进一步证实了PANI/ZnFe2O4纳米复合物的生成。ZnFe2O4的引入提高了PANI的荧光发光性能和热稳定性。     

夹心型杂多化合物Na_9[CeW_(10)O_(36)]·34H_2O的合成及晶体结构

在pH≈6.5及NaAsO_2和Co(NO_3)_3·6H_2O存在下,Na_2WO_4·2H_2O 与Ce (NO_3)_3·6H_2O反应,得到了Na_9[CeW_(10)-O_(36)]·34H_2单晶。用元素分析 及X射线单晶衍射法确定了其组成与结构,晶体学数据为：a = 1.3010(5) nm, b = 1.3072(5) nm, c = 1.9962(8) nm, α= 101.073(7) °, β = 104.411(5) ° γ = 90.473(4) °, V = 3.221(2) nm~3,空间群P1,V=3.211(2)nm~3, Z = 4, 最终R因子[1>2σ(I)]R_1=0.0424, wR_2 = 0.0549, R因子（全部数据）R_1=0. 1357, wR_2 = 0.0808.[CeW_(10)O(36)]~(9-)具有D_(4d)对称性。     

铁酸铋的水热合成及其光催化性能

以Fe(NO_3)_3·9H_2O和Bi(NO_3)_3·5H_2O为原料,NaOH为矿化剂,用水热法合成了柱状晶体Bi_2Fe_4O_9,其结构和催化性能经XRD,SEM和UV-Vis表征.结果表明,Bi_2Fe_4O_9截面边长约500 nm,长约2μm～3μm,分散均匀.Bi_2Fe_4O_9在可见光区域有较强吸收,对甲基橙降解效果较好.     

溶胶-凝胶法制备多孔晶体材料C12A7-C1~-

利用溶胶-凝胶法制备了多孔晶体材料C12A7-Cl~-(Ca_(12)Al_(14)O_(32)Cl_2),制备凝胶的原料是四水合硝酸钙、九水合硝酸铝、氯化钙、尿素和乙二醇.混合溶液经过搅拌2-3 h形成溶胶,再经350℃热处理后形成凝胶体,最终在流动氩气气氛中1000℃烧结后得到材料.用X射线衍射,场发射扫描电子显微镜,热重分析,电子顺磁共振和离子色谱等方法表征合成的C12A7-Cl~-多孔晶体材料.结果表明,利用溶胶.凝胶法成功地生成了C12A7结构,氯负离子是材料中存储的主要负离子.此外,从C12A7-Cl~-晶体材料表面发射的氯负离子也被飞行时间质谱观测到.上述结果说明溶胶-凝胶法可被用于制备C12A7-Cl~-晶体材料.     

一种新奇的d-f异双核配合物[Fe(phen)_3]_2[FeCe(tiron)_3]·6H_2O的水热合成、晶体结构和磁性

硝酸铁,硝酸铈,邻菲咯啉(phen)和钛铁试剂(Tiron)通过水热方法合成了一种d-f异双核配合物[Fe(phen)3]2[FeCe(tiron)3]·6H2O,tiron=C6H2O8S2。X-射线单晶衍射分析表明,晶体属立方晶系,P213空间群,晶胞参数为:a=2.19409(4)nm,V=10.5624(3)nm3,Z=4,F(000)=4648,R1=0.0451,wR2=0.1077,S=1.072。在具有C3对称性的[FeCe(tiron)3]6-单元中,Fe髥与6个酚氧配位形成一个反三棱柱配位多面体,Ce髥则与3个桥联的酚氧μ2-O和3个磺酸基的氧形成另一个与FeO6共用底面的反三棱柱配位多面体CeO6。配阳离子通过phen-phen之间的π-π相互作用和与配阴离子间的静电引力等作用组装成一种三角梅状准主/客体型的超分子。在2~300K温度范围内测试了配合物的变温磁化率,结果表明,Ce髥-Fe髥之间存在典型的反铁磁性相互作用。     

混合硝酸镍和醋酸镍制备的催化剂的特征和催化加氢抗硫性能

使用直接还原镍盐前体[Ni(NO_3)_2/γ-Al_2O_3, NiAc_2/γ-Al_2O_3或Ni (NO_3)_2-NiAc_2/γ-Al_2O_3]和镍氧化物前体的方法制备催化剂,研究了它们的 表面特征和甲苯加氢抗硫性能。还原镍盐得到的催化剂比还原其焙烧成的氧化物制 得的催化剂金属的还原和分散程度高。Ni(NO_3)_2-NiAc_2/γ-Al_2O_3分解得到的 氧化物前体的TPR在约415 ℃出现了较小数量的块状NiO的还原峰;而Ni(NO_3)_2- NiAc_2/γ-Al_2O_3的TPR中镍盐分解成氧化物时的耗氢量变小。用氢溢流的概念和 镍盐分解时的耗氢量可以将TPR的结果和金属的分散性关联起来。在镍盐前体催化 剂上甲苯的加氢具有较高的活性,而两种盐摩尔比为1：1时,盐前体催化剂反应活 性出现了一极大值,同时盐和氧化物前体催化剂都给出了抗硫性能的极大值。     

稀土冠醚配合物的XPS研究

近几年来,XPS已应用于研究稀土元素及其配合物的内层电子结合能,伴峰现象以及镧系化合物性质变化规律。我们合成了1,2-环己基-12-冠-4(C_(12)H_(22)O_4)与稀土离子(RE=La—Er,Y)的二元配合物,苯并-15-冠-5(B-15-C-5)、联吡啶与稀土离子(RE=La—Eu)的混合配体配合物。本文报导用XPS研究上述两类配合物的中心金属离子的3d_(5/2)的结合能变化规律以及伴峰现象;研究配合物以及配位体的N_(1S)和O_(1S)结合能,并通过比较结合能的变化规律,讨论了配位键的性质。     

三元体系LaX3—PIAP—H2O（X^—=ClO4^—,NO3^—,Cl^—）（30℃）的相平衡

测定了三个三元体系LaX_3-PIAP-H_2O（X~- = ClO_4~-，NO_3~-，Cl~-， PIAP为4－（邻苯二甲酰基）亚基安替比林）在30℃时的溶解度。研究发现La (NO_3)_3-PIAP-H_2O和LaCl_3-PIAP-H_2O体系均为简单共饱型；La(ClO_4)_3- PIAP-H_2O体系有一个新固相形成，其组成为La(PIAP)_3（ClO_4）_3·4H_2O和体 系均为简单共饱型；La(ClO_4)_3-PIAP-H_2O体系的相平衡研究结果，合成了相应 的镧系配合物Ln(PIAP)_3(ClO_4)_3·4H_2O(Ln = La, Pr, Nd, Sm, Gd, Yb)，通 过化学分析、元素分析TG-DTG'IR谱和密度对化合物进行了表征。     

四元轻稀土硝酸盐水溶液体系{H2O+La(NO3)3+Pr(NO3)3+Nd(NO3)3}的热力学研究

在298.15 K条件下, 利用等压法研究了四元轻稀土硝酸盐水溶液{H2O La(NO3)3 Pr(NO3)3 Nd(NO3)3}及其3个二元亚系{H2O La(NO3)3}, {H2O Pr(NO3)3}和{H2O Nd(NO3)3}的热力学性质. 以NaCl或CaCl2水溶液为参考溶液, 测定了不同水活度条件下该四元溶液的渗透系数及各溶质组元的活度系数. 实验结果表明, 上述四元系与其3个二元亚系之间存在简单共性, 在实验误差允许范围之内(|Δ|≤0.0010), 该四元系符合偏理想溶液模型.     

咪唑配位的夹心型杂多化合物Na_9[{Na(H_2O)}_3{Co(C_3H_4N_2)}_3(BiW_9O_(33))_2]·33H_2O的合成，结构和磁性质研究

在pH=7.5的水溶液中，咪唑与Na_2WO_4,Bi(NO_3)_3及Co(NO_3)_2反应，得到 了咪唑配位的新型杂多钨酸盐Na_9[{Na(H_2O)}_3{Co(C_3H_4N_2)}_3(BiW_9O_(33) )_2]·33H_2O，用X射线单晶衍射法及元素分析确定了其结构，晶胞参数为：空间 群P3，a=1.3904(4)nm, b=1.3904(4)nm, c=3.3169(13)nm, γ=120 °,V=5.553(3) nm~3, Z=2, R_1=0.0361，wR_2=0.0507(I>2σ)。杂多阴离子[{Na(H_2O)_3}{Co (C_3H_4N_2)}_3(BiW_9O_(33))_2]~(9-)为夹心式结构，两个三空缺Keggin离子α- B-BiW_9O_(33)~(9-)夹层中的中心离子为交替排列的三个Na(H_2O)~+和三个Co (C_3H_4N_2)~(2+)，中心离子钴的配位数为5，该杂多阴离子具有C_(3v)对称性。 对标题化合物进行了磁性质表征，拟合结果为J=6.90cm~(-1),g=2.10,θ=0.25K， 表明该化合物中的Co(II)三核簇存在着铁磁偶合。