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壳聚糖主要由β-(1-4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡糖胺和β-(1-4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡糖胺两种糖单元组成,其中,β-(1-4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡糖胺单元含量占60%以上。壳聚糖无毒、亲水、有生物降解性、生物相容性、再生性和抗菌性等特点,在生物医学、药学、食品、造纸、纺织、水净化及废水处理中有广泛的应用。壳聚糖链富含自由氨基,在酸性溶液中被质子化而使壳聚糖溶解于酸性介质,这就限制了壳聚糖的许多应用。因此,需要对壳聚糖进行改性作用,以增加壳聚糖的吸附能力、防止在酸性溶液中溶解等。交联作用能够改变壳聚糖的晶体结构,并增加它抵抗酸、碱、有机溶剂的能力,也能增加吸附能力。反相悬浮交联法是目前制备壳聚糖树脂较为常用的方法。本文采用此交联法作为制备壳聚糖树脂的基本方法,制备了六种壳聚糖树脂,对它们的结构作了初步表征,并作了应用研究。壳聚糖的粘均分子量、脱乙酰度、反应时搅拌速度和反应液的pH值都会影响壳聚糖树脂的结构特征和应用。经过实验筛选,选用粘均分子量约为5×105和脱乙酰度为85%的壳聚糖,确定反应时搅拌速度350r min-1,调节反应液的pH值为7.5,制备了球状壳聚糖树脂(RCM)。RCM为淡黄色球体,表面光滑,致密多孔,粒度分布较窄,有吸水性和弱碱交换能力,且结构中有悬垂醛基存在。FT-IR图谱显示RCM中有碳氮双键(希夫碱),吡喃葡萄糖环没有开环。XRD图谱显示RCM结晶区的峰消失,无定形区面积增加。DSC图谱显示RCM的热稳定性小于壳聚糖粉末。以上这些结果都是戊二醛与壳聚糖中的氮原子发生交联反应,改变了壳聚糖的结晶状态所致。将RCM应用于从水溶液中吸附二价铜离子,吸附热力学研究表明,吸附属于自发的、吸热的和熵增加过程,吸附动力学研究表明,吸附过程符合二级动力学方程,液膜扩散过程是限速步骤。壳聚糖富含自由氨基和羟基,它们很容易与金属离子发生螯合或配位作用,且壳聚糖金属配合物有许多独特的性质,如抑菌作用或抗肿瘤细胞生长作用等,因此,壳聚糖金属配合物越来越受到关注。用壳聚糖和硝酸铈铵制备了球状壳聚糖铈配合物树脂(RCCM)。RCCM为深黄色球体,表面光滑,致密多孔,粒度分布较窄,有吸水性和弱碱交换能力,且结构中有悬垂醛基存在。ICP-AES、荧光光谱、XRD、FT-IR检测结果显示,RCCM有铈元素存在,且铈与壳聚糖发生配位作用。DSC结果显示,RCCM的热稳定性小于壳聚糖粉末,但是大于RCM。铈元素属于镧系元素,已经证明具有水解肽键和磷酸酯键的作用,因此,RCCM除了具有普通壳聚糖树脂的特点外,它还应该具有水解特性。RCCM用于水解对硝基苯磷酸二钠、有机磷农药和澄清苹果汁和啤酒发酵液,结果显示,RCCM有水解肽键和磷酸酯键的作用,并对水解蛋白和有机磷农药的机理作了初步解释。近几年来,壳聚糖微粒的又一大家族-磁性壳聚糖微粒很受欢迎,主要原因是它很容易从反应介质中分离出来,并能在磁场作用下稳定的存在于流化床反应器中,且能减少操作成本。磁性壳聚糖微粒主要应用在亲和层析、废水处理、酶的固定化、靶向给药系统或其它生物分子的免疫学检查制备。本文采用了化学共沉淀法制备了水基磁流体,再与壳聚糖溶液反应制备了磁性壳聚糖树脂(MRCM)和磁性壳聚糖铈配合物树脂(MRCCM)。MRCM和MRCCM都是黑色圆球状,粒径分布窄,表面有凸起或凹陷,有吸水性和弱碱交换能力,结构中也有悬垂醛基存在,相对磁性较好。在pH大于1.0的溶液中,MRCM和MRCCM中的磁粒子稳定。FT-IR检测结果显示,MRCM和MRCCM中有四氧化三铁的特征吸收峰Fe-O键存在。MRCM和MRCCM用于吸附染料甲基橙,吸附属于自发的、吸热的和熵增加过程,吸附动力学研究表明,吸附过程符合二级动力学方程,液膜扩散过程是限速步骤。此外,MRCM和MRCCM用于吸附BSA,二级动力学能拟合MRCM吸附BSA过程,一级动力学能拟合MRCCM吸附BSA过程,MRCM和MRCCM吸附BSA的限速步骤都是液膜扩散。饮食中的多酚类化合物主要来源于水果和饮料,尤其茶和咖啡中居多。多酚类化合物是一种有效的抗氧化剂,但是,自然条件下的多酚类化合物很容易氧化变质。这样,一种新型的壳聚糖包封多酚类化合物树脂被制备出来保护多酚类化合物,延长它的活性发挥时间。绿茶提取物是茶叶企业生产的,它的主要成分包括多糖、多酚类化合物、蛋白质、氨基酸和一些微量元素等。用绿茶提取物和壳聚糖溶液制备出壳聚糖包封绿茶提取物树脂-壳聚糖包封绿茶提取物树脂(RCM-GTE)和壳聚糖铈配合物包封绿茶提取物树脂(RCCM-GTE)。RCM-GTE为棕色球体,RCCM-GTE为深棕色球体,它们表面光滑,粒径分布较窄,有吸水性和弱碱交换能力,结构中也有悬垂醛基存在。FT-IR检测结果显示,RCM-GTE和RCCM-GTE中有酚羟基的特征吸收峰存在。RCM-GTE和RCCM-GTE用于清除[DPPH·]自由基、超氧阴离子自由基、羟自由基、过氧化氢以及铁还原力和钼还原力等六种抗氧化活性实验效果都较好。