?1.2.5 羧甲基殼聚糖的用途 1.醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 羧甲基殼聚糖無(wú)毒無(wú)味,酶降解后可以被人體足以吸收,可以用來(lái)制備手術(shù)縫合線、人工皮膚、人工造血管、傷口敷料、止血海綿、抗癌藥物、緩釋藥物以及人工肝吸附解毒等等。其中羧甲基殼聚糖制成的手術(shù)線具有良好的機(jī)械強(qiáng)度以及較小的伸長(zhǎng)率。羧甲基殼聚糖制備的人工皮膚無(wú)毒、無(wú)刺激性、無(wú)溶血反應(yīng)和無(wú)菌[20]。 N-羧甲基殼聚糖對(duì)口腔細(xì)菌有特別的抑制作用,可以用于牙膏的配方中[21]。羧甲基殼聚糖與磷酸鈣生成螯合物,促進(jìn)骨骼的礦化,在醫(yī)藥上可作為成骨的促進(jìn)劑[22]。 O-羧甲基殼聚糖是既含有活性氨基又含有羧基的生物可降解陽(yáng)性多糖,可與多種生物活性物質(zhì)連接,大大提高 5 其承載性能,可以作為新一代的基因和藥物靶向控釋載體材料[23]。 N-羧甲基殼聚糖適用于組織間粘結(jié),以其凝膠或膜用于外科傷口,由于粘度和彈性大于血漿,可以阻止血液在組織表面凝結(jié)從而阻止粘結(jié),所以羧甲基殼聚糖也應(yīng)用于骨盆、心臟、腦和肌腱等外科手術(shù)中防止傷口粘結(jié)。羧甲基殼聚糖對(duì)口腔變形鏈球菌和口腔乳酸桿菌有一定的抑制作用,可用于抑菌消炎的含片及口香糖的添加劑,以防治口腔潰瘍、咽喉炎、牙齦炎等。 殼聚糖與粘膠纖維共混進(jìn)行纖維素改性是目前紡織品抗菌加工的重要手段與途徑,以微細(xì)殼聚糖水會(huì)散體及其衍生物為抗菌劑,將羧甲基殼聚糖為增溶劑加入到粘膠長(zhǎng)絲紡絲液中,經(jīng)濕法紡絲制備而成的抗菌纖維,對(duì)大腸桿菌、金色葡萄球菌和白色鏈球菌具有較好的抑菌效果。 2.農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用 用羧甲基殼聚糖的水溶液處理玉米種子,能促進(jìn)玉米種子萌發(fā),提高發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。用其處理穗軸和花絲,玉米種子貯藏蛋白的含量提高 10.8%,其中醇溶蛋白提高 33.8%。發(fā)育中的籽粒的谷氨酰氨合成酶,谷氨酸脫氫酶及谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性明顯提高,而蛋白水解酶活性下降。這一結(jié)果表明,羧甲基殼聚糖可作為一種新型的植物蛋白質(zhì)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。 N-羧甲基殼聚糖是通過增加銨離子的利用而使莊稼貯存蛋白質(zhì)含量增加[24]。 N, O-羧甲基殼聚糖對(duì)水稻氮代謝也具有一定的調(diào)控作用[25] 3.食品工業(yè)上的應(yīng)用 羧甲基殼聚糖水溶液形成的薄膜對(duì)氣體有選擇的通透,特別適合于作為水果保鮮劑[26]。水果蔬菜的生產(chǎn)旺季,果蔬的腐爛率達(dá) 25%~40%,而且常用的保鮮劑“京B”、“仲丁胺”均用毒性,“森柏爾”價(jià)格昂貴,保質(zhì)期短。羧甲基殼聚糖配以蔗糖酯、羧甲基纖維素和阿拉伯樹膠等助劑可制成一種純天然、無(wú)毒副效應(yīng)的效果好價(jià)格低的保鮮劑。美國(guó)加拿大有一種商品名為“Nutri-save"的羧甲基殼聚糖水果保鮮劑即將上市。國(guó)內(nèi)近幾年來(lái),研究了羧甲基殼聚糖對(duì)獼猴桃、草莓、水蜜桃、西紅柿等水果的保鮮作用[2728]。它也可以做為果酒的澄清劑。 N-羧甲基殼聚糖的螯合作用在保存肉類方面也發(fā)揮了有利的作用,它能避免己醛的形成,起到抗氧化的效果[2930]。 4.化妝品工業(yè)的應(yīng)用 羧甲基殼聚糖由于其優(yōu)良的水溶性、乳化性、成膜性能適于制備高檔化 6 妝品的功能性成分[31]。它在水中的粘度比其它的保濕劑要高,持續(xù)保濕性能優(yōu)于透明質(zhì)酸,可代替昂貴的透明質(zhì)酸用于高檔化妝品,而且它對(duì)皮膚的保健作用于透明質(zhì)酸相同。在加熱過程中它不易發(fā)生粘度降低、凝膠化、沉淀等變化。 0.25%的羧甲基殼聚糖水溶液在廣泛的PH值范圍內(nèi),即使是高溫和長(zhǎng)時(shí)間加熱,都非常穩(wěn)定。特別適用于那些需要加熱和殺菌的化妝品。如清洗液,洗面奶等。另外它還可用于頭發(fā)高級(jí)定型劑,無(wú)毒而且頭發(fā)光澤好, 還有抗靜電作用[32]。 5.環(huán)保上的應(yīng)用 羧甲基殼聚糖的分子中含有-OH、-NH2、-COOH基團(tuán),能夠螯合重金屬離子,具有良好的絮凝性能,被廣泛應(yīng)用于廢水和工業(yè)污水的處理。例如羧甲基殼聚糖對(duì)含 Cd2+有絮凝[33]作用,對(duì) Pd2+有吸附[34]作用. N-羧甲基殼聚糖能夠螯合過渡金屬離子,形成有色的不溶物,利用氯代環(huán)氧丙烷交聯(lián)N-羧甲基殼聚糖的方法能夠進(jìn)一步提高螯合過渡金屬離子的能力,殼用來(lái)出去海水飲用水、核廢水中的過渡金屬離子。 O-羧甲基殼聚糖能夠通過電荷中和從而使懸浮膠體粒子絮凝,而且還可以與帶負(fù)電的電荷溶解物反應(yīng),生成不溶性鹽,其絮凝速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于殼聚糖,能夠有效地處理印染廢水,脫色除去 COD 的效果尤為明顯。羧甲基殼聚糖還用于處理含油漆的廢水[35],處理生活污水,與丙烯酰胺相比,羧甲基殼聚糖的絮凝能力更好[36]。 1.3絮凝劑的定義及分類 1.3.1絮凝劑的定義 能夠?qū)⑺芤褐械娜苜|(zhì)、膠體或者懸浮物顆粒產(chǎn)生絮狀物沉淀的物質(zhì)都叫做絮凝劑,把絮凝劑這種凈化水質(zhì)的作用稱為絮凝作用,我們把這個(gè)水質(zhì)凈化的過程即稱為絮凝過程。如果絮凝劑含有兩種或兩種以上的物質(zhì)發(fā)揮絮凝作用,則把該絮凝劑稱為復(fù)合絮凝劑。 1.3.2 絮凝劑的分類 絮凝劑通常分為四類[37]:無(wú)機(jī)絮凝劑、有機(jī)合成高分子絮凝劑、微生物絮凝劑和天然有機(jī)高分子絮凝劑。 1.無(wú)機(jī)絮凝劑 7 市場(chǎng)上低分子的無(wú)機(jī)絮凝劑水處理劑主要是硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵,近年來(lái),無(wú)機(jī)高分子絮凝劑迅速發(fā)展起來(lái),它比低分子的無(wú)機(jī)絮凝劑的絮凝效果優(yōu)異、價(jià)格低廉,現(xiàn)在已經(jīng)成功地應(yīng)用在給水、城市污水、工業(yè)廢水的各種流程,逐漸成為主流絮凝劑。高分子的無(wú)機(jī)絮凝劑主要是聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵和聚合氯化鐵(研制階段)。 2.有機(jī)合成高分子絮凝劑 我國(guó)的有機(jī)合成高分子絮凝劑主要是聚丙烯酰胺及其衍生物以及以聚丙烯腈和雙氰胺為原料合成的有機(jī)絮凝劑 PAN-DCD,后者在酸性條件下,對(duì)染料的絮凝脫色效果最佳。其中聚丙烯酰胺有非離子型、陽(yáng)離子型、陰離子型,它們的相對(duì)分子質(zhì)量均在 50-60萬(wàn)之間。 3.微生物絮凝劑 利用生物技術(shù),通過生物的發(fā)酵、抽提、精制得到的一種無(wú)毒的生物高分子化合物,其絮凝性主要有衛(wèi)浴染色體上和染色體外地絮凝遺傳基因決定的。目前,微生物絮凝劑廣泛的應(yīng)用于畜產(chǎn)廢水、糞便廢水、磚廠廢水和燃料紙漿廢水等等。 4.天然有機(jī)高分子絮凝劑 天然有機(jī)高分子絮凝劑包括:淀粉、纖維素、含膠植物、多糖類和蛋白質(zhì)等。由于其原料來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、無(wú)毒、易于生物降解等優(yōu)點(diǎn),具有良好的應(yīng)用前景。天然有機(jī)高分子絮凝劑主要可分為三大類:碳水化合物類、甲殼素類和微生物絮凝劑類。 碳水化合物主要存在于植物中,包括淀粉、纖維素、木質(zhì)素、單寧等等,它們一般具有羥基、酚羥基,表現(xiàn)出了較活潑的化學(xué)性質(zhì),可以通過酯化、醚化、氧化、交聯(lián)、接枝、共聚等等來(lái)化學(xué)改性,來(lái)提高絮凝效果。 甲殼素是自然界中含量?jī)H次于纖維素的天然有機(jī)高分子絮凝劑。殼聚糖是甲殼素脫乙?;漠a(chǎn)物。由于這類物質(zhì)中含有酰胺基、氨基和羥基,所以具有吸附和絮凝的功能。它們可以用于食品加工廢水的處理,以及對(duì)金屬離子 Mn 2 +、 Cu 2 +、 Pb2+、 Zn 2 +、 Ag +等有很強(qiáng)的螯合能力。 |
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