β-(1→3)-D-葡聚糖(可德膠)衍生物的制備與表征.pdf

1、多糖廣泛存在于動(dòng)植物和微生物中，是一類重要的生物大分子，在生物體內(nèi)發(fā)揮著極其重要的功能?？傻履z（Curdlan）是一種由微生物發(fā)酵產(chǎn)生的多糖，其線性大分子結(jié)構(gòu)全部由b-(1→3)-D-葡萄糖苷鍵連接而成。根據(jù)加熱溫度的不同，可德膠可以形成熱可逆以及熱不可逆凝膠。由于其特定的凝膠特性和獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，因而在食品、醫(yī)藥、保健等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用開發(fā)價(jià)值。 可德膠不溶于水，在某種程度上限制了其廣泛應(yīng)用。但可德膠分子中存在大量羥基，通過化

2、學(xué)改性可在重復(fù)單元上引入不同的基團(tuán)。這些基團(tuán)的引入一方面可以改善其溶解性，同時(shí)不同取代基的引入又可賦予可德膠更多的生物活性。對可德膠進(jìn)行化學(xué)改性已成為可德膠化學(xué)研究中最活躍的領(lǐng)域之一。羧甲基化改性是多糖常用的化學(xué)改性方法，被認(rèn)為是另一種體現(xiàn)多糖功能性特性的途徑。經(jīng)過羧甲基改性的可德膠水溶性大大提高，并且具有良好的抗腫瘤活性。近年來，兩親性聚合物分子的自組裝及其聚集體由于其潛在的生物科技及醫(yī)藥上的應(yīng)用而愈來愈受到重視。在眾多的水溶性聚合物

3、中，天然多糖大分子這種可生物降解的多羥基化合物顯示出了一系列獨(dú)特的性質(zhì)，如良好的可生物降解和生物相容性以及可有效避免或降低納米載體潛在的毒性作用等。因而利用多糖制備的水凝膠納米粒子由于其潛在的生物及醫(yī)藥上的應(yīng)用前景得到了廣泛的關(guān)注。 我們首先針對可德膠的羧甲基化改性進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。在堿體系中通過以氯乙酸作為酯化試劑對可德膠進(jìn)行了羧甲基化改性，改性后的產(chǎn)物（CMC）通過紅外以及核磁手段進(jìn)行表征，證實(shí)了取代基團(tuán)主要是被引入在6

4、位的C原子上。對于改性前后的可德膠的物化性能通過流變學(xué)以及DSC方法進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)在水中兩者均表現(xiàn)為假塑性流體。與可德膠水懸浮液相比較，CMC溶液的儲能剪切模量以及損耗剪切模量均明顯降低并且隨著濃度的降低頻率依賴性增強(qiáng)。模量的溫度依賴性曲線表明改性后可德膠原有的高溫凝膠特性喪失，與DSC所得到的結(jié)論相一致。通過研究CMC的物化性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)化學(xué)改性破壞了可德膠主鏈間的氫鍵相互作用，并使其疏水能力減弱，從而使得可德膠在高溫下形成凝膠的特性喪

5、失。 在制備出CMC的基礎(chǔ)上，我們首先采用甲酰胺體系和EDC/NHS催化體系，將膽固醇和脫氧膽酸（DOCA）直接接枝于CMC主鏈上，制備了膽固醇和DOCA直接接枝于CMC的兩親性衍生物CMCC和CMCD；同時(shí)，通過制備膽固醇丁二酸酯（CS）和脫氧膽酸乙二胺共軛物（DOCA-NH2），將膽固醇和DOCA間接接枝于CMC主鏈上，從而制備了另外兩種不同連接方式的膽固醇和DOCA接枝CMC的兩親性衍生物CMCCS和CMCDN。紅外光譜結(jié)

6、果顯示，CMCC，CMCD，CMCCS產(chǎn)物均在1730cm-1左右出現(xiàn)了酯羰基的特征吸收峰，表明膽固醇、CS和DOCA通過酯基連接到CMC上；而在CMCDN的紅外譜圖中，1675cm-1左右的酰胺I譜帶表明DOCA-NH2通過酰胺鍵連接于CMC上。1H核磁共振波譜圖同樣驗(yàn)證了四種產(chǎn)物的成功制備。對比于CMC的1H核磁共振波譜圖，四種產(chǎn)物的譜圖中，0.6-2.5ppm間均出現(xiàn)了甾醇環(huán)上甲基，亞甲基和次甲基族上質(zhì)子的特征信號峰。CMCDN譜

7、圖中，8.2ppm處出現(xiàn)了酰胺鍵上的質(zhì)子特征信號峰，同時(shí)，所有產(chǎn)物的核磁譜圖中，3.0-4.5ppm間均有完整的CMC主鏈上各質(zhì)子的特征信號峰。這表明我們通過化學(xué)合成的方法成功制備了四種不同連接方式的兩親性可德膠衍生物。同時(shí)，通過穩(wěn)態(tài)剪切實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CMCC、CMCD和CMCDN亞濃溶液呈現(xiàn)非牛頓流體的剪切變稀特征，在相同剪切速率范圍內(nèi)，CMCC、CMCD和CMCDN溶液的粘度始終高于相同濃度CMC溶液，這是由于兩親性分子間存在疏水分子間