甲壳素是什么?

甲壳素又称甲壳质、甲壳素、甲壳质,是一种天然氨基多糖聚合物,分子式为(C8H13NO5)N,分子量约一百万,化学名为(1,4)聚-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡聚糖,性质稳定,具有良好的生物降解性和相容性。是自然界少有的带正电荷的纤维结构化合物。不溶于水,在酸性水溶液中发生水合作用,逐渐膨胀形成球形胶囊。当pH值增加时,它变成线性。同时其粘度增加,能溶于浓盐酸、硫酸、硝酸,发生裂解,聚合度降低。比如在浓盐酸中65,438+000摄氏度加热可分解为D-氨基葡萄糖,在浓硫酸中可发生磺酸酯化反应。在40%的氢氧化钠或氢氧化钾中加热,可以除去分子中65%-95%的乙酰基。它不溶于氯仿和乙醇,但溶于浓醋酸、甲酸和苯甲酸。不同的原料和制备方法,产品的理化性质(溶解度、分子量、乙酰基含量、比旋度、粘度)不同。甲壳质存在于虾、蟹和龙虾壳中。是1000-2000个1,4-连接-2-乙酰胺基-2-脱氧-D-葡萄糖(C8H13NO5)N的直接聚合物,分子量100-200万,N2含量6.3%-6.7%。

甲壳质C2脱乙酰化后,形成2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖聚合物。脱乙酰度越高,功能性越好。但由于脱乙酰不完全,壳聚糖实际上是甲壳素和壳聚糖的混合物。日本规定壳聚糖应含壳聚糖>:85%。在酸碱处理过程中,甲壳素的部分糖苷键在1,4处断裂,降低了聚合度,聚合度在2-7的范围内(7-8的聚合度最好)。壳聚糖有两种异构体,平均分子量为65438+20万。它是一种米色至淡红色的软粉末,无气味,含水量约为60%。溶于稀HCL和HAC,10%稀HAC溶液粘度为2000-3000CPS,最大紫外吸收峰为196 mm .溶于二元有机溶剂(如CH2CL2-TCA、CH2CLCH2CL-TCA等。).由于它的分子中含有-NH2和伯、仲-OH多官能团,可以发生醚化、酯化、交联、螯合等多种化学反应。

甲壳质对人类来说是一个陌生的名字,它广泛存在于低等植物和甲壳质动物的外壳中。人类对甲壳类资源的最早利用始于我国著名的《本草纲目》,记载蟹壳具有破瘀消食的作用。“蟹”这个词本身指的是:解毒的昆虫。1811年,法国学者Blano首先在蘑菇中发现了甲壳素,从此人类开始了漫长的研究和应用。壳聚糖又叫甲壳质、壳聚糖、甲壳质、第六元素等。广泛存在于虾、蟹、昆虫和植物的茎叶中。

甲壳素又称甲壳质、壳聚糖,是一种化学结构与纤维相似的高分子多糖,广泛存在于昆虫、甲壳动物的硬壳和真菌的细胞壁中。近年来,研究人员对甲壳素及其衍生物进行了研究,提供了许多有价值的信息,展示了其广阔的应用前景。本文简要介绍了甲壳素在医学上的应用,以促进这一资源的开发和利用。

一、甲壳素的药理作用

1.抗菌抗感染甲壳素及其衍生物均有不同程度的抗感染作用,其中甲壳素六糖作用最强。分子量小的壳聚糖具有质子化的铵,与细菌带负电荷的细胞膜相互作用,吸附并聚集细菌,同时穿透细胞壁进入细胞,扰乱细菌的代谢和合成,从而起到抗菌作用。夏文水和吴雁南认为相对分子质量为1500的脱乙酰化甲壳素对大肠杆菌的抑制作用最强,随着分子量的增加,抑菌效果下降。郑广华发现脱乙酰甲壳素对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、小肠结肠炎耶尔森菌、鼠源沙门氏菌和单核细胞增生李斯特菌有很强的抑制作用。中国纺织大学吴清基教授已成功将甲壳素制成无纺布、流延膜、涂层纱布等医用敷料,供临床使用。其中,甲壳素和醋酸制成的无纺布具有优异的透气性和透水性,对大面积烧烫伤具有良好的抗感染和伤口愈合效果。目前,上海每年可生产约100吨甲壳素医用材料。

2.降血脂和预防动脉硬化陶伟等人用含1%胆固醇和0.2%脱氧胆酸钠的合成饲料喂养大鼠28天。同时,他们诱导高脂血症,通过口服脱乙酰甲壳质观察其对高脂血症的作用。实验设高脂对照组和低、中、高剂量三个实验组。结果表明,与高脂对照组相比,脱乙酰甲壳素中、高剂量组总胆固醇和总甘油三酯含量分别降低了65438±00.5%和65438±04.2%,而后者分别降低了65438±08.8%和26.65438±0%。比较低、中、高剂量组的高密度脂蛋白胆固醇和高脂肪。顾云等对31名成人高脂血症患者进行了口服脱乙酰甲壳素降脂试验。30天后胆固醇和甘油三酯下降,低密度脂蛋白胆固醇下降,高密度脂蛋白胆固醇和脂蛋白无明显变化。

3.抗病毒许多科学家已经从许多方面证实了硫酸甲壳质的抗病毒活性。Derek Horton等证明氨基上含有SO42-的甲壳素衍生物对血液病毒有显著的抑制作用。Vorcellotti等发现甲壳素的磺化衍生物能抑制哺乳动物的病毒感染,尤其是HIV感染,抑制其复制的IC50为7 μ g/ml,对罗氏白血病病毒和单纯疱疹病毒也有抑制作用。

4.甲壳素具有优异的抗肿瘤活性,尤其是甲壳素六聚糖具有很强的抗肿瘤作用。日本爱媛大学奥田教授通过实验证实,甲壳素在64微克/毫升的浓度下,可以增强淋巴细胞对癌细胞的杀伤作用。生茂·铃木报道脱乙酰甲壳质能直接抑制艾氏腹水癌细胞的作用。在含1×105的癌细胞溶液中加入0.5 mg/ml脱乙酰甲壳质,24小时后癌细胞完全死亡。斋祀I报道,硫酸甲壳质和羧甲基硫酸甲壳质对黑色素瘤肿瘤细胞有明显的抑制作用,且呈量效关系。福建师范大学刘将S180肿瘤细胞接种小鼠,设立对照组和几丁质实验组。实验表明,脱乙酰甲壳质对S180小鼠癌细胞有明显的抑制作用。目前,国内外研究者都非常关注其抗肿瘤作用。

5.抗凝剂Muzzarelli等人在20世纪50、60年代充分认识到甲壳素硫酸酯的化学结构与肝素相似,表明这类化合物具有抗凝活性。Hirano在1985中报道了分子量为26000,O-的O-二硫酸盐甲壳素的抗凝血活性是肝素(174单位/毫克)的1.9 ~ 2.2倍。

6.其他张桂英已经证明壳聚糖具有良好的抗辐射能力。李江等研究表明,脱乙酰甲壳素可以保护肝脏,提高其抗氧化能力。沈阳铁路总医院高凤兰用口服脱乙酰甲壳质治疗心绞痛5例,心律失常4例,顽固性心力衰竭4例,均收到满意效果。此外,一些甲壳素衍生物能结合Fe2+,增强胃肠道的吸收功能,可用于治疗缺铁。

7.甲壳素发现一个多世纪以来,人们一直将甲壳素视为废物,因为甲壳素不溶于水、稀酸、稀碱等有机溶剂,开发成本远高于直接利用纤维素。随着人类智慧的增长和科技的发展,人们发现甲壳素具有纤维素所不具备的特性,是世界上唯一含有阳离子的可食用动物纤维。也是继蛋白质、糖、脂肪、维生素、矿物质之后的第六生命因子。甲壳动物经过化学或生化处理,产生可溶于稀酸的物质——甲壳素及衍生多糖,可用于工业领域(如替代塑料)、农业领域(无农药化肥)、化妆品领域(皮肤调节等)。)、医药、膜材料等环保健康领域。经过20多年的不断研究和临床实验,奇迹不断涌现。它不仅能抑制癌症、肝病和糖尿病,降低胆固醇,还能增强人体免疫力,防止衰老。由于其巨大的经济价值,在国内外被广泛应用于医药、食品、工业等领域。目前,我国这项技术已达到国际先进水平。