一种具有生物活性的壳聚糖甲基丙烯酸酯，取不同脱乙酰度，不同分子量的壳聚糖溶于醋酸溶液中；向溶液中加入纤维素酶，混匀后恒温振荡酶解；利用乌氏粘度计测定溶液的粘度，推算壳聚糖的分子量；酶解后，失活酶。向溶液中加入甲基丙烯酸，混匀后恒温振荡进行取代反应；利用红外光谱表征接枝共聚物，计算甲基丙烯酸的取代率；反应产生的壳聚糖甲基丙烯酸酯用乙醇沉淀，冷冻风干。使用时将壳聚糖甲基丙烯酸酯溶于不同酸碱度的水溶液中，加入交联剂，恒温放置，使壳聚糖甲基丙烯酸酯聚合形成凝胶。本发明专利技术的壳聚糖甲基丙烯酸酯可以用于制造组织工程支架材料，药物缓释材料和酶固定剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种壳聚糖衍生物-壳聚糖甲基丙烯酸酯。本专利技术还涉及上述壳聚糖甲基丙烯酸酯的制备方法。
技术介绍
甲壳素是自然界中含量仅次于纤维素的高分子多糖聚合物。壳聚糖是由甲壳素脱乙酰基后形成的高分子多糖聚合物。由于甲壳素和壳聚糖原料来源广泛，且本身具有生物 相容性，无免疫原性和生理毒性，因此它们是在生物医学工程中具有广泛应用前景的高分 子物质。但甲壳素不能溶解于水中，壳聚糖也只能溶解于酸性溶液中，这极大地限制了它们 的应用。为此，可以用不同的化学基团和壳聚糖发生取代反应以生产不同的壳聚糖衍生物， 从而使壳聚糖能够溶解于中性水溶液中。要使这些壳聚糖衍生物能够用于组织工程、酶的 固定化等过程中，还需要使壳聚糖衍生物能够形成具有一定机械强度和韧性，并且没有生 理毒性的凝胶。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可在不同酸碱度下溶解，又可在一定条件下形成凝胶 的具有生物活性的壳聚糖甲基丙烯酸酯。本专利技术的又一目的在于提供上述壳聚糖甲基丙烯酸酯的制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供的具有生物活性的壳聚糖甲基丙烯酸酯，由壳聚糖 接枝甲基丙烯酸制得，能在不同的酸碱度条件下溶解，并在加入交联剂后形成凝胶；由下述 方法制备得到A)将脱乙酰度为80-95%，分子量为50w的壳聚糖室温溶于酸溶液中；B)向溶液中加入甲基丙烯酸进行取代反应，反应产生的壳聚糖甲基丙烯酸酯用乙 醇沉淀，冷冻风干；C)将壳聚糖甲基丙烯酸酯溶于缓冲液中，加入维生素C和过硫酸钠使壳聚糖甲基 丙烯酸酯聚合形成凝胶，即得目标产品。或者通过下述方法制备得到a)将脱乙酰度为80-95%，分子量为50w的壳聚糖室温溶于醋酸溶液中；b)加入纤维素酶，混勻后恒温酶解，酶解后壳聚糖的分子量为25-lOw ；C)酶解后，使酶失活；d)向溶液中加入甲基丙烯酸进行取代反应，反应产生的壳聚糖甲基丙烯酸酯用乙 醇沉淀，冷冻风干；e)将壳聚糖甲基丙烯酸酯溶于缓冲液中，加入维生素C和过硫酸钠使壳聚糖甲基 丙烯酸酯聚合形成凝胶，即得目标产品。本专利技术提供的壳聚糖甲基丙烯酸酯的方法，其主要步骤为1)将脱乙酰度为80-95%，分子量为50w的壳聚糖，室温溶于比体积浓度的醋酸溶液中形成壳聚糖溶液；2)向溶液中加入甲基丙烯酸45-55°C恒温振荡，反应产生的壳聚糖甲基丙烯酸酯 用乙醇沉淀，冷冻风干；3)将壳聚糖甲基丙烯酸酯溶于缓冲液中，加入维生素C和过硫酸钠使壳聚糖甲基 丙烯酸酯聚合形成凝胶，即得目标产品。本专利技术的制备方法还可以是a)将脱乙酰度为80-95%，分子量为50w的壳聚糖室温溶于醋酸溶液中；b)加入纤维素酶于45-55°C恒温振荡进行酶解，酶解后，将溶液于80-10(TC下使 酶失活；c)向溶液中加入甲基丙烯酸于45-55°C恒温振荡进行取代反应，反应产生的壳聚 糖甲基丙烯酸酯用乙醇沉淀，冷冻风干；e)将壳聚糖甲基丙烯酸酯溶于缓冲液中，加入维生素C和过硫酸钠使壳聚糖甲基 丙烯酸酯聚合形成凝胶，即得目标产品。所述的方法中，壳聚糖溶液质量浓度为2-5%，甲基丙烯酸的浓度为0. 2-lml/lg 壳聚糖，振荡频率为160rpm。所述的方法中，纤维素酶的用量为200-500U/lg壳聚糖，振荡频率为160rpm。所述的方法中，缓冲液为磷酸缓冲盐水溶液，pH值为5-9。所述的方法中，壳聚糖甲基丙烯酸酯终浓度为10% (w/v)，维生素C终浓度为 0. 025mol/L，过硫酸钠终浓度为0. 062mol/L，凝结温度为37°C。本专利技术制备步骤简单，所用的试剂、材料成本低，来源广泛；所制备的壳聚糖甲基 丙烯酸酯没有生理毒性，具有生物相容性，可以用作生物医学工程材料，药物缓释材料，以 及生物传感器和生物燃料电池中酶的固定剂。具体实施例方式本专利技术旨在生产一种既可在不同酸碱度下溶解，又可在一定条件下形成凝胶的壳 聚糖甲基丙烯酸酯，以满足不同环境下对可溶性壳聚糖衍生物的需求。本专利技术首先利用纤维素酶根据不同的降解时间制备不同分子量的壳聚糖，然后将 壳聚糖与甲基丙烯酸混合搅拌发生取代反应，通过不同的反应时间制备不同取代度的壳聚 糖甲基丙烯酸酯。不同分子量和取代度的壳聚糖甲基丙烯酸酯能够在不同PH值的水溶液 中溶解。向壳聚糖甲基丙烯酸酯的水溶液中加入适量的维生素C和过硫酸钠后，这些水溶 液能够形成凝胶。通过改变壳聚糖甲基丙烯酸酯和凝结剂的浓度，可以控制溶液形成凝胶 的时间。本专利技术的技术方案是，取不同脱乙酰度，不同分子量的壳聚糖溶于醋酸溶液中；向 溶液中加入纤维素酶，混勻后恒温振荡酶解；利用乌氏粘度计测定溶液的粘度，推算壳聚糖 的分子量；酶解后，失活酶。向溶液中加入甲基丙烯酸，混勻后恒温振荡进行取代反应；利 用红外光谱表征接枝共聚物，计算甲基丙烯酸的取代率；反应产生的壳聚糖甲基丙烯酸酯 用乙醇沉淀，冷冻风干。使用时将壳聚糖甲基丙烯酸酯溶于不同酸碱度的水溶液中，加入交 联剂，恒温放置，使壳聚糖甲基丙烯酸酯聚合形成凝胶。实施例1 取50g脱乙酰度为90 %，分子量为50w的壳聚糖室温下溶于1 %的醋酸中，滤去不 溶物，制成3%的溶液。向溶液中加入甲基丙烯酸，其浓度为0.5ml/lg壳聚糖；混勻后在50°C，160rpm下 恒温振荡进行取代反应；反应时间为lh，生成取代度为20%的壳聚糖甲基丙烯酸酯，将产 物用乙醇沉淀，冷冻风干。将壳聚糖甲基丙烯酸酯溶于pH6的PBS (磷酸缓冲盐)溶液中，加入0.025mol/L 的维生素C和0. 062mol/L的过硫酸钠，37°C恒温放置5-15min，使壳聚糖甲基丙烯酸酯聚合 形成凝胶。 实施例2 取50g脱乙酰度为90 %，分子量为50w的壳聚糖室温下溶于1 %的醋酸中，滤去不 溶物，制成3%的溶液；向溶液中加入纤维素酶，其用量为300U/lg壳聚糖，混勻后在50°C， 160rpm下恒温振荡酶解；酶解3h，壳聚糖分子量降为25w ；酶解后，将壳聚糖溶液在100°C 放置10分钟使酶失活。向溶液中加入甲基丙烯酸，其浓度为0.8ml/lg壳聚糖；混勻后在50°C，160rpm下 恒温振荡进行取代反应；反应时间为3h，生成取代度为40%的壳聚糖甲基丙烯酸酯，将产 物用乙醇沉淀，冷冻风干。将壳聚糖甲基丙烯酸酯溶于pH7的PBS (磷酸缓冲盐)溶液中，加入0.025mol/L 的维生素C和0. 062mol/L的过硫酸钠，37°C恒温放置5-15min，使壳聚糖甲基丙烯酸酯聚合 形成凝胶。实施例3:取50g脱乙酰度为90 %，分子量为50w的壳聚糖室温下溶于1 %的醋酸中，滤去不 溶物，制成3%的溶液；向溶液中加入纤维素酶，其用量为300U/lg壳聚糖，混勻后在50°C， 160rpm下恒温振荡酶解；酶解10h，壳聚糖分子量降为10_15w ；酶解后，将壳聚糖溶液在 100°C放置10分钟使酶失活。向溶液中加入甲基丙烯酸，其浓度为0. 8ml/lg壳聚糖；混勻后在50°C，160rpm下 恒温振荡进行取代反应；反应时间为4h，生成取代度为45%的壳聚糖甲基丙烯酸酯，将产 物用乙醇沉淀，冷冻风干。将壳聚糖甲基丙烯酸酯溶于pH8的PBS (磷酸缓冲盐)溶液中，加入0.025mol/L 的维生素C和0. 062mol/L的过硫酸钠，37°C恒温放置5-15min，使壳聚糖甲基丙本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有生物活性的壳聚糖甲基丙烯酸酯，由壳聚糖接枝甲基丙烯酸制得，能在不同的酸碱度条件下溶解，并在加入交联剂后形成凝胶；由下述方法制备得到：Ａ）将脱乙酰度为８０－９５％，分子量为５０ｗ的壳聚糖室温溶于酸溶液中；Ｂ）向溶液中加入甲基丙烯酸进行取代反应，反应产生的壳聚糖甲基丙烯酸酯用乙醇沉淀，冷冻风干；Ｃ）将壳聚糖甲基丙烯酸酯溶于缓冲液中，加入维生素Ｃ和过硫酸钠使壳聚糖甲基丙烯酸酯聚合形成凝胶，即得目标产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王宏田，王波，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]
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