论文部分内容阅读
甘露聚糖作为植物多糖,因其独特的水溶和流变性质,被广泛用于食品、养殖业、生物医药、石油开采和轻工业等领域。甘露聚糖经化学改性,具有更好的水溶性和更低黏度,在凝胶及杂化材料等功能材料开发具有重要理论和应用价值。本文通过对半乳甘露聚糖进行亲水改性获得四种衍生物,并以其为原料制备凝胶材料和有机-无机杂化材料。(1)甘露聚糖化学改性与表征。以半乳糖与甘露糖比为1:2的瓜尔胶为原料,对其进行磷酸酯化、羧甲基化和酰氯化改性,制备瓜尔胶磷酸酯、羧甲基瓜尔胶、羧甲基化瓜尔胶磷酸酯和羧甲基瓜尔胶酰氯四种衍生物。通过红外光谱(FTIR)和取代度对产物表征测定。确定瓜尔胶磷酸酯化改性较优反应条件为:以三氯氧磷为磷酰化试剂,在吡啶/DMF混合液中,反应时间为5 h,温度为室温(25°C)时,可获得酯化度为0.12的瓜尔胶磷酸酯。羧甲基瓜尔胶较优制备条件为:氯乙酸用量4.7 g,瓜尔胶用量2 g,乙醇用量160 m L,50°C下反应5 h,取代度可达0.9。(2)甘露聚糖/聚丙烯酰胺凝胶制备与性能研究。以瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、瓜尔胶磷酸酯为原料,与硼酸根离子B(OH)4-和金属离子(Ca2+和Cu2+)形成瓜尔胶基凝胶网络,并与聚丙烯酰胺网络互穿,制备互穿型半乳甘露聚糖/聚丙烯酰胺复合凝胶。探究半乳甘露聚糖用量和单体固含量对凝胶材料性能的影响。硼酸根交联的羟丙基瓜尔胶/聚丙烯酰胺凝胶(B(OH)4--HPG/PAM)材料的拉伸强度可达73 k Pa,压缩强度为280 k Pa,具有优异力学性能。瓜尔胶磷酸酯钙/聚丙烯酰胺凝胶(Ca-PGG/PAM)具有良好溶胀性能,最大吸水量可达自身干重的46倍。(3)原位反应法制备甘露聚糖磷酸酯-羟基磷灰石杂化材料与载药性能研究。为充分发挥多糖的良好生物相容性和携带众多羟基的优势,以瓜尔胶磷酸酯为有机磷源和模板,采用溶剂热法成功制备得到多种形貌瓜尔胶磷酸酯-羟基磷灰石杂化材料(PGG-HAP)。研究了反应物浓度、pH、以及反应时间对材料形貌的影响。通过SEM、FTIR、XRD、TG和BET表征了PGG-HAP的物理化学结构,杂化材料中的有机物含量高达30%以上,赋予材料优异载药和体外靶向释放性能,载药量达到116.35 mg/g。(4)甘露聚糖辅助制备羟基磷灰石(HAP)及载药性能研究。以植物甘露聚糖(瓜尔胶和野皂荚豆胶)为修饰剂,辅助调控HAP的合成,制备得到叠层状、蒲公英状、花状等特殊形貌的HAP材料。研究甘露聚糖种类、纯度、反应温度、反应时间对HAP材料结构的影响。对材料进行结构表征和细胞毒性测试,并研究载药性能。研究表明,所制备的HAP材料具有良好的生物相容性,瓜尔胶种仁粉辅助制备的HAP材料的载药量可达236.18 mg/g,所制备的HAP材料均显示出弱pH响应性,具有缓慢释放性能。