季铵化壳聚糖-聚乙烯醇阴离子交换膜的性能

碱性直接甲醇燃料电池(ADMFC)具有电极反应速率高,甲醇渗透率低的优点,阴离子交换膜是ADMFC的核心之一.以壳聚糖(CS)和环氧丙基三甲基氯化铵为原料合成季铵化壳聚糖,将其与聚乙烯醇(PVA)共混后制得一系列不同配比的季铵化壳聚糖(QCS)/聚乙烯醇阴离子交换膜,对膜的导电率和甲醇渗透系数进行了测试和分析.结果表明:季铵化壳聚糖与聚乙烯醇有较好的相容性,所制季铵化壳聚糖(QCS)/聚乙烯醇共混膜结构致密均匀,膜的吸水率和溶胀度随季铵化壳聚糖含量增大而减小,离子导电率随季铵化壳聚糖含量增大而提高,80℃时季铵化壳聚糖含量为60%的共混膜导电率最高可达2.5×10-2S/cm.膜的甲醇渗透系数低于Nafion膜.

季铵化壳聚糖催化环氧丙烷与CO_2合成碳酸丙烯酯

采用化学键合法,将季铵盐分子负载到生物高分子壳聚糖上,制备了季铵化壳聚糖催化剂,并采用傅里叶变换红外光谱对催化剂进行了表征。表征结果显示,季铵盐羟丙基三甲基氯化铵通过共价键与壳聚糖氨基上的氮原子结合。将该催化剂用于催化环氧丙烷与CO2合成碳酸丙烯酯(PC),考察了反应时间、反应压力和反应温度对PC收率和选择性的影响。在反应温度160℃、反应时间6h、催化剂用量1mmol、环氧丙烷4mL的条件下,PC的收率达98%、选择性达99%。反应压力对PC的收率和选择性影响不大。催化剂循环使用5次后,PC的选择性变化不大,PC的收率略有下降。

季铵化壳聚糖糖用澄清剂的制备及结构表征

为了研究取代SO2的新型糖用澄清剂,以壳聚糖(CTS)为原料、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)为改性剂,采用微波辐射技术制备季铵化壳聚糖。以该产物对蔗汁澄清的脱色率和纯度差为评价指标,优化制备条件,用扫描电镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)及核磁共振(1H-NMR)分析产物性能及表征结构。结果表明,在微波功率400 kW、辐射时间15 min、mCTA∶mCTS=6∶1、mNaOH∶mCTS=1∶1条件下,制备的季铵化壳聚糖为2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖,对蔗汁澄清的脱色率和纯度差分别达61.58%和2.05%,并通过对比亚硫酸法澄清工艺的实际生产数据和经济核算,认为季铵化壳聚糖可以取代SO2作为糖用澄清剂应用于蔗汁澄清过程。

季铵化壳聚糖抗菌剂杀菌效果观察

目的观察季铵化壳聚糖抗菌剂杀菌性能及稳定性能,探索其实际应用价值。方法采用悬液定量杀菌试验进行了实验室观察。结果以含季铵化壳聚糖200 mg/L该抗菌剂溶液对悬液中大肠杆菌作用5 min,杀灭对数值均>5.00;对悬液中金黄色葡萄球菌作用2.5 min,杀灭对数值均>5.00。以含季铵化壳聚糖1000 mg/L的该抗菌剂溶液对悬液中白色念珠菌作用5 min,杀灭对数值均>5.00。将季铵化壳聚糖抗菌剂原液密封储存于54℃存放14 d,其杀菌效果无变化。结论季铵化壳聚糖抗菌剂对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌以及白色念珠菌具有较强的杀菌效果,储存性能稳定。

低分子季铵化壳聚糖对乳腺癌细胞作用的研究

目的研究低分子季铵化壳聚糖对MCF-7乳腺癌细胞的作用,探讨其抑制肿瘤的作用机理。方法应用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法、流式细胞仪检测低分子季铵化壳聚糖对MCF-7乳腺癌细胞生长的影响,采用端粒酶试剂盒考察其对端粒酶的影响。结果低分子季铵化壳聚糖可抑制MCF-7乳腺癌细胞的生长,作用于细胞周期G1期,抑制端粒酶活性。结论低分子季铵化壳聚糖能够诱导MCF-7乳腺癌细胞的凋亡,具有一定的抑瘤作用。

活性炭-季铵化壳聚糖澄清剂的制备工艺优化

制备了以活性炭为载体的季铵化壳聚糖澄清剂,用于中药槐米水提液的澄清处理,以提取液的透光率和黄酮的保留率为响应值,采用响应面法实验设计,考察了活性炭/季铵化壳聚糖质量比、季铵化壳聚糖浓度和超声时间对澄清剂的性能影响。结果表明,制备澄清剂最佳工艺参数为:活性炭/季铵化壳聚糖质量比8∶1,季铵化壳聚糖浓度2%和超声时间20 min。在此条件下,制备的澄清剂处理槐米提取液后的透光率为91.62%,澄清效果较好,黄酮保留率为75.62%,有效成分得到较好的保留。该澄清剂制备工艺简单、成本低廉、绿色环保,可为中药精制工业化应用提供参考。

燃料电池用季铵化壳聚糖/纤维素全互穿网络膜的制备及性能表征

以季铵化壳聚糖(QCS)和纤维素(CM)为原料,戊二醛(GA)为交联剂,采用化学交联法制备具有全互穿网络结构的QCS/CM阴离子交换膜,并对其热稳定性、含水率、溶胀度、机械强度、电导率以及离子交换量等相关性能进行表征.结果表明,CM的引入提高了该膜的离子交换量、电导率以及机械强度.将QCS-CM35%置于10mol/L的KOH(60℃)溶液中浸渍240h,该膜的外观、机械性能以及含水率等指标没有明显衰减,同时该膜30℃时的电导率从泡碱前的3.43×10^(-2) S/cm提高到4.60×10^(-2) S/cm,而70℃时的电导率从泡碱前的8.73×10^(-2) S/cm提高到1.009×10^(-1)S/cm.表明该膜具有良好的耐碱性.

季铵化壳聚糖对冬枣的保鲜作用

为研究季铵化壳聚糖(HPTAC-CTS)对冬枣的保鲜效果,于-1℃～-2℃冷藏温度下,采用2%季铵化壳聚糖对冬枣进行涂膜保鲜处理,可保鲜贮藏冬枣80d。贮藏后果实不变形,果皮硬度高,果肉仍然很脆;腐烂率低于4%,好果率超过96%;失重率低于<5%,外观、口感可达贮藏前的水准;含糖量、含酸量、维生素C含量基本不变,保持原有风味和营养。

戊二醛含量对季铵化壳聚糖耐碱性能影响的研究

以壳聚糖(CS)和环氧丙基三甲基氯化铵为原料制备季铵化壳聚糖(QCS),并以戊二醛(GA)为交联剂,制备一系列交联剂含量不同的阴离子交换膜。将其在常温下浸泡于2 mol/L Na OH溶液中24 h,考察其含水率、溶胀度、机械性能、电导率以及离子交换量的变化情况。结果表明,交联剂的加入可以提高阴离子交换膜的耐碱性能,并随着交联剂含量增加其耐碱性能随之增强。戊二醛质量分数为1.25%的膜,于2 mol/L Na OH溶液中浸泡24 h后,损失离子交换量为4.67%,在70℃条件下损失的电导率仅为7.5%。表明交联有助于提高阴离子交换膜的耐碱性。

季铵化壳聚糖包覆腐殖酸微胶囊的制备及性能

以季铵化壳聚糖(QCTS)为壁材、腐殖酸(HA)为芯材,制备了季铵化壳聚糖包覆腐殖酸(QCTS/HA)微胶囊。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、偏光显微镜(POM)、扫描电子显微镜(SEM)对微胶囊的性能进行了表征。以芯壁比[m(HA)∶m(QCTS)]、固化剂硫酸钠的用量和搅拌速度作为单因素,探讨了微胶囊的最佳制备条件。并且对最佳制备条件下的微胶囊进行了形貌观测以及吸水性和保水性测试。结果表明,QCTS/HA微胶囊的最佳制备条件为:m(HA)∶m(QCTS)=3∶1,硫酸钠用量为QCTS/HA总质量的1.0%,搅拌速度为500 r/min;与相同制备条件得到的未改性微胶囊CTS/HA相比,改性后的QCTS/HA微胶囊包覆层表面孔隙结构比较完善,分布均匀,孔洞较多,具有更加优异的吸水性和保水性,其12 h的吸水率和保水率分别高达348%和208%。

壳聚糖和季铵化壳聚糖的应用研究进展

季铵化壳聚糖具有水溶性好、抑菌性强和絮凝性等优点,使其广泛应用于医药、化妆品和环保领域。本文对壳聚糖和季铵化壳聚糖的来源及应用做了部分介绍,并对季铵化壳聚糖的最新研究进展做了部分概述。

季铵化壳聚糖衍生物的合成与表征

以壳聚糖为原料,首先进行壳聚糖的季铵化,随后连接长链饱和脂肪酸,选择癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸来连接季铵化壳聚糖,使其具有两亲性以成为药物传送的载体。设计并合成了两亲性的季铵化壳聚糖衍生物,并使用红外光谱、核磁共振氢谱和核磁共振碳谱等方法对其化学结构进行表征。实验发现,季铵化程度对脂肪酸连接反应影响较大,分别选择了一步和两步季铵化的壳聚糖与脂肪酸进行反应,以探讨其中的关系。

季铵化壳聚糖/聚苯乙烯半互穿水凝胶的制备及溶胀动力学

利用高季铵化取代度的季铵化壳聚糖(QCS)和苯乙烯单体为原料,借助原位乳液聚合、交联的手段制备具有半互穿网络结构的高分子凝胶。该凝胶具有较高的力学强度和较快的溶胀速度,溶胀过程满足Schott’s二级溶胀动力学方程。随凝胶中聚苯乙烯(PS)含量增加,凝胶的拉伸强度增强,断裂伸长率降低,热稳定性增强,含水量下降,吸水溶胀速度加快。当PS质量分数为21%时,干凝胶的拉伸强度为20 MPa,吸水溶胀过程在3 min内达到平衡。扫描电镜结果表明,凝胶结构中没有明显的相分离现象。同时,热稳定性测定结果表明,该凝胶具有良好的热稳定性能,最低分解温度高于150℃。

等离子体修饰TiO_2/有机累托石/季铵化壳聚糖复合微球的制备及性能

采用溶胶-凝胶及沉积光还原法获得等离子体修饰TiO_2/有机累托石复合物(Ag@AgCl-TiO_2/OREC),再与季铵化壳聚糖(QCS)通过反相悬浮法制备了Ag@AgCl-TiO_2/OREC/QCS复合微球,表征了微球结构与形貌,测试了其光吸收性能。扫描电镜结果显示所制备微球具有疏松结构和粗糙表面。紫外可见吸收光谱分析表明,经等离子体修饰后,复合微球对可见光吸收明显增强。采用正交实验方法,确定了微球去除甲基橙最佳条件,在甲基橙的初始浓度为20 mg/L,pH=4,温度为20℃,微球用量为0.1 g时的甲基橙去除率高达99.4%。该微球可望用于化工废水处理。

负载pVAX1-wapA的壳聚糖及季铵化壳聚糖纳米粒的制备研究

目的制备负载抗龋DNA疫苗pVAX1-wapA质粒的壳聚糖和季铵化壳聚糖纳米粒,优化其制备工艺,测定其细胞转染效率。方法以包封率和粒径为主要指标,单因素法考察载体浓度、pH值、N/P、TPP浓度等因素的影响,RealtimePCR检测细胞对质粒编码蛋白的转录表达水平以评价载质粒纳米粒的促转染作用。结果制得的载DNA疫苗纳米粒粒径均一,形态圆整。壳聚糖(CS)纳米粒粒径为(219.2±18.2)nm,Zeta电位为(24.7±3.5)mV,包封率为91.24%。季铵化壳聚糖(CSTM)纳米粒粒径为(222.5±15.6)nm,Zeta电位为(19.6±1.2)mV,包封率为87.66%。纳米粒可以促进pVAX1-wapA进入细胞,并成功被转录。结论制备的包载pVAX1-wapA的季铵化壳聚糖纳米粒可用于重组基因疫苗的运送。

季铵化壳聚糖改性ZnO/凹凸棒石纳米复合材料及其抗菌性能

凹凸棒石(APT)一维纳米棒晶在功能载体方面具有广阔的应用前景。本研究在凹凸棒石表面负载ZnO纳米粒子的基础上,采用季铵化壳聚糖进行改性,通过调控复合材料表面电荷进而提升抗菌性能。采用XRD、FESEM、TEM、EDS和BET对ZnO/APT纳米复合材料进行结构表征,采用FTIR和Zeta电位对季铵化壳聚糖改性ZnO/APT纳米复合材料进行改性分析。研究结果表明,ZnO纳米粒子均匀担载在凹凸棒石表面,季铵化壳聚糖成功改性了ZnO/APT复合材料。最小抑菌浓度试验表明,5%季铵化壳聚糖改性ZnO/APT纳米复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌值分别为0.25 mg/mL和0.5 mg/mL。细胞毒性试验结果表明,在测试浓度范围内,季铵化壳聚糖改性纳米复合材料对HeLa细胞的存活率超过97.3%,具有良好的生物相容性。

季铵化壳聚糖-聚苯乙烯共混膜的制备及表征

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,过硫酸钾为引发剂制备了聚苯乙烯微乳液,用共混法制备了3种不同质量比的季铵化壳聚糖和聚苯乙烯微乳液的共混膜。研究了该膜的温度和pH的敏感性及力学强度。结果表明,共混膜的拉伸强度与纯壳聚糖膜相比有较大提高,而且该膜仍然具有一定的温度敏感性和pH敏感性,有较好的应用价值。

N-辛基-N-季铵化壳聚糖/CMCNa复合胶束的制备、表征及安全性评价

制备N-辛基-N-季铵化壳聚糖(NTMC)胶束,并用羧甲基纤维素钠(CMCNa)对胶束进行包覆以获得安全、稳定的复合胶束制剂。由辛基化和季铵化反应合成NTMC,并考察其临界胶束浓度;通过超声-透析法制备NTMC胶束,测定胶束的包封率和载药率;使用CMCNa对NTMC胶束进行包覆,考察包覆前后胶束的形态、粒径、Zeta电位以及细胞毒性和溶血性的变化。所制得的NTMC的辛基取代度为(37.5±3.6)%,季铵基取代度为48.4%,具有较低的临界胶束浓度(35.6μg/mL)。NTMC胶束粒子呈球形,粒径为(224.6±8.4)nm,Zeta电位为+(44.7±4.5)mV,对紫杉醇的载药率高达(40.2±2.2)%,包封率为(34.4±1.7)%。NTMC/CMCNa复合胶束粒子较不规则,略呈球形,粒径为(302.4±27.3)nm,Zeta电位为-(37.4±6.2)mV。与NTMC胶束相比,NTMC/CMCNa复合胶束的细胞毒性及溶血性大大降低。结果表明:NTMC胶束对难溶性药物(如紫杉醇)有很好的增溶效果,通过CMCNa包覆,可以屏蔽NTMC胶束的强烈正电荷,显著提高制剂的安全性。

季铵化壳聚糖止血海绵制备工艺的研究

以表观特征及吸水率为考察指标,探究不同因素对季铵化壳聚糖止血海绵制备工艺的影响。以季铵化壳聚糖为原料,戊二醛为交联剂,采用冷冻干燥工艺制备安全的止血海绵医用生物材料。该方法制得的止血海绵呈雪白色,质地柔软、均匀,结构疏松多孔,且具有一定的弹性。该止血海绵可在酸性、中性和碱性条件下制备,在中性条件下制得的止血海绵吸水率最大;中性条件下,分别考察了戊二醛浓度、温度及季铵化壳聚糖浓度对吸水率的影响,结果表明,当戊二醛质量分数为1.5%,温度为35℃,季铵化壳聚糖质量分数为3%时,制备的止血海绵吸水率最高。所研制的止血海绵安全、稳定,可为季铵化壳聚糖止血海绵的进一步应用研究与临床开发提供实验依据。

交联剂对季铵化壳聚糖膜结构与性能的影响

以季铵化壳聚糖为制膜原料,分别以戊二醛和乙二醇二缩水甘油醚为交联剂,制备2种不同交联剂交联的季铵化壳聚糖膜,考察2种交联膜的含水率、离子交换量、电导率、机械强度等性能。结果表明,使用交联剂后膜的含水率、溶胀度、离子交换量均随交联剂用量的增加而降低,机械强度(拉伸强度和断裂伸长率)随交联剂用量的增加先增大再减小。使用乙二醇二缩水甘油醚为交联剂的季铵化壳聚糖膜,其导电性能、机械性能以及含水率等指标均优于使用相同剂量的戊二醛为交联剂的季铵化壳聚糖膜。