基本信息
- 项目名称：
- 低分子量壳聚糖Nd3+配合物合成及抑菌性能研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文合成了一种具有良好水溶性的低分子量壳聚糖Nd3+配合物，IR，UV光谱，TG-TDA分析表明，低分子量壳聚糖中-OH，-NH2及少量未脱去的乙酰氨基均参与了与Nd3+配位，且所得的配合物结构稳定，在中性条件下对St. aureus和E.coli.具有良好的抑菌性能，有望在果蔬保鲜及环境净化领域得到应用。
- 详细介绍：
- 壳聚糖[1]（Chitosan.简称CTS）是甲壳素（chitin. 简称CT）脱乙酰化产物。壳聚糖分子内存在大量氨基和羟基，与很多金属离子有很强的配位能力[2]，可用于贵金属回收、工业废水处理、医学等方面。但由于壳聚糖分子量大，粘度大而难溶于水和普通有机溶剂中，限制其实际应用范围。目前多采用将高分子量壳聚糖降解制得水溶性较好的低分子量壳聚糖。近些年来，许多研究表明，壳聚糖稀土配合物可抑制肿瘤生长，并具有良好的抑菌活性[3~6]。因此，对水溶性壳聚糖稀土配合物的进一步研究具有广泛的应用前景。 本文利用低分子量壳聚糖溶液与Nd3+在PH=5~6条件下反应，制得L-CTS-Nd。通过IR，UV，TG-TDA和GPC等分析方法对L-CTS的分子量及L-CTS-Nd的结构进行了表征。并考察了其对金黄色葡萄球菌(St. aureus)和大肠杆菌(E. coli)的抑菌性能。 本文合成了一种具有良好水溶性的低分子量壳聚糖Nd3+配合物，IR，UV光谱，TG-TDA分析表明，低分子量壳聚糖中-OH，-NH2及少量未脱去的乙酰氨基均参与了与Nd3+配位，且所得的配合物结构稳定，在中性条件下对St. aureus和E.coli.具有良好的抑菌性能，有望在果蔬保鲜及环境净化领域得到应用。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 壳聚糖可用于贵金属回收、工业废水处理、医学等方面。目前多采用将高分子量壳聚糖降解制得水溶性较好的低分子量壳聚糖。本文利用低分子量壳聚糖溶液与Nd3+在PH=5~6条件下反应，制得L-CTS-Nd。通过IR，UV，TG-TDA和GPC等分析方法对L-CTS的分子量及L-CTS-Nd的结构进行了表征。并考察其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性能。
科学性、先进性及独特之处
- 近些年来，对壳聚糖稀土配合物抑制肿瘤生长，抑制细菌生长菌的研究虽比较多且大多效果显著，但是对低分子量壳聚糖Nd3+配合物抑菌性能研究未见报道。因此本文合成可溶性的低分子量壳聚糖Nd3+配合物并研究其抑菌性能以拓宽对稀土元素的利用和应用范围，既有良好的理论基础又有一定的创新性。
应用价值和现实意义
- 本文所合成的低分子量壳聚糖Nd3+配合物，具有良好的水溶性和良好的抑菌活性，在食品和果树保鲜、环境净化等领域都具有一定的应用价值。
学术论文摘要
- 摘要：通过将高分子量壳聚糖经双氧水氧化降解制得低分子量壳聚糖， 再与Nd3+配位，制得低分子量壳聚糖Nd3+配合物（L-CTS-Nd）。通过IR，UV，TG-TDA和GPC分析对L-CTS的分子量及L-CTS-Nd的结构进行了表征。并考察了其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性能。结果表明，低分子量壳聚糖与Nd3+形成了稳定的配合物；并对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有良好的抑菌效果。
获奖情况
- 题目：低分子量壳聚糖Nd3+配合物合成及抑菌性能研究 刊物名称：资源与市场开发 2010 26（6）：493—495
鉴定结果
- 无
参考文献
- 参考文献： [1] 王茂元, 仇立干等. 低分子量壳聚糖的Sm3+配合物的合成及表征[J]. 化学研究与应用, 2007, 19(10): 107, 6. [2] 高朋召, 胡道道, 唐宗董等. 壳聚糖希夫碱钴配合物的合成及表征[J]. 西北大学学报(自然科学版), 2001, 31(2): 115-118. [3] 刘艳如, 陈盛, 余萍, 等. 水溶性壳聚糖与锌的络合[J]. 福建师范大学学报(自然科学版), 1998, 14(2): 58-61. [4] Kosyakov VN, Veleshko IE. Yakovlev NG et al. Water-soluble chitasan as flocculants for deactivation of liquid radioactive wastes[J]. Radiochemistry, 2003, 45(4): 403-407. [5] 竺国芳, 赵鲁杭等. 几丁寡糖和壳聚糖的研究进展[J]. 中国海洋药物, 2000, 19(1): 43-46. [6] Tham X.Nagasaw a N. Efflect of radioation degraded chitosan on plants stressed with heavy metal[J]. Adv chitin Sci, 1998, (3): 463-468. [7] 冯小强, 郭峰, 杨声等. 双氧水均相氧化降解制备水溶性壳聚糖的研究[J]. 纤维素科学与技术. 2006, 14（4）: 41-46. [8] 杨自芳, 王智杰, 许东芳, 等. 羟丙基壳聚糖、壳聚糖铈/银的合成、表征和抗菌性能研究[J].化学世界, 2009, (2): 65-69.
同类课题研究水平概述
- 甲壳素是存在于自然界中的唯一一种带阳离子能被生物降解的分布极其广泛的高分子材料,大量存在于昆虫、甲壳纲动物外壳及真菌的细胞壁中,是地球上仅次于纤维素的第二大可再生资源,但不溶于水及有机溶剂,很难被人体利用。其脱乙酰基所得产物称为壳聚糖,能被人体吸收利用。这类多糖既可生物合成,又可生物降解,与动物的器官组织及细胞有良好的生物相容性,无毒,降解过程中产生的低分子寡聚糖在体内不积累,几乎无免疫原性。其结构中,还有活泼的氨基,易于化学改性,引入多功能集团,拓宽应用领域。近年来有关壳聚糖及其衍生物抗菌性能的报道很多,且一致认为壳聚糖不仅具有天然抗菌性能,而且抗菌谱广。稀土是我国丰产的元素,具有独特的电子结构、优良的理化性质,其中的光、磁性质是稀土作为研究含钙等金属蛋白、金属酶及DNA ,RNA 等结构探针的基础。近年研究发现,稀土元素及其化合物同时还有很好的消炎、杀菌、抗癌、抗凝血、镇痛作用。 但是将壳聚糖和稀土元素结合形成配合物后研究其抗菌性能的研究相对较少。2002年，尹学琼等人合成了低聚壳聚糖与镧的配合物，并研究了其抗氧化活性，结果表明其性能与常用抗氧剂VE、THBQ性能相近。2009年，杨自芳等人合成了羟丙基壳聚糖、壳聚糖铈/银，并研究了其抗菌性能，结果表明羟丙基壳聚糖、壳聚糖铈/银对金色葡萄球菌和大肠杆菌均具有良好的抑制性能
