基本信息
- 项目名称：
- 壳聚糖纳米生物制剂及其制备方法研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 壳聚糖（Chitosan）是甲壳质脱乙酰化衍生物，广泛分布于甲壳类动物、昆虫和部份微生物细胞壁中。应用前景广阔。 通过制得纳米生物制剂直接使用即可。作用于植物上可叶面喷施、土壤灌注；治理水环境和农业土壤重金属Cd等，可直接放入水中吸附重金属离子。运用纳米技术制备纳米生物制剂，可提高甲壳素的使用效率，大大提高应用效果。适宜工业化生产。
- 详细介绍：
- 技术领域 本发明涉及壳聚糖纳米生物制剂及其制备。 背景技术 壳聚糖是甲壳素脱乙酰化后最重要的衍生物之一。甲壳素（Chitin）又名几丁质、甲壳质，是一种氨基多糖聚合物，化学名称为β-（1，4）-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，分子式为（C8H15NO6）n ，分子量在一百万左右。甲壳素是自然界中唯一存在的带正电荷的天然生物高分子材料，广泛存在于低等动物如蟹、虾等甲壳，蟋蟀等昆虫的甲皮、牡砺等的贝壳中以及一些低等植物如藻类、真菌的细胞壁中，资源十分丰富，是世界上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物，是一种取之不尽的可再生资源。 发明内容 本发明通过离子交联、磁力搅拌和脉冲超声等组合方法制得甲壳素的纳米生物制剂。由于其具有小尺寸效应、量子效应、表面效应等特殊性质，因此，将壳聚糖纳米化后因纳米粒子所具有的特性，可以使其更有效的被植物吸收，提高了利用率。 本发明的设计思路为：甲壳素是一种直链大分子天然多糖，溶解于酸后，壳聚糖链上的氨基质子化后带正电荷，成为阳离子聚合物，因此，采用离子交联法，可以与三聚磷酸钠阴离子交联剂，通过静电作用与壳聚糖交联成纳米微球。 本发明所提供的壳聚糖微纳米生物制剂的制备方法具体为： 将甲壳素溶解于醋酸溶液，用氢氧化钠调pH值，降解4～8h得甲壳素醋酸溶液，在上述甲壳素醋酸溶液中，逐滴加入三聚磷酸钠溶液，磁力搅拌，在冰浴条件下脉冲超声，得到经交联并分散均匀的壳聚糖纳米生物制剂。 壳聚糖作为新型植物生长调节物质，可通过诱导植物分泌抗性酶，激发抗性基因的表达，有效的提高植物对逆境胁迫的抗性。本发明在制备了甲壳素纳米生物制剂的基础上，初步研究了制备产物用于缓解Cd对小麦种子萌发及幼苗生长的影响，经清水、原剂与纳米制剂比较试验，一定程度上缓解了Cd胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的毒害作用，并对小麦种子萌发和苗期生长的相关指标（发芽率、发芽势、根生长、苗期生长等）有明显的促进作用，结果表现出明显的差异性。 具体实施方式 紫外分光光度计测壳聚糖纳米微球稳定性
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 壳聚糖是天然多糖中唯一的碱性多糖,具有许多独特的物理化学特性和生物功能,可广泛应用于环境工程、纺织、造纸、食品、医疗医药、生物技术、化妆品和农业技术等领域。本发明的设计思路为：甲壳素是一种直链大分子天然多糖，溶解于酸后，壳聚糖链上的氨基质子化后带正电荷，成为阳离子聚合物，因此，采用离子交联法，可以与三聚磷酸钠阴离子交联剂，通过静电作用与壳聚糖交联成纳米微球。
科学性、先进性及独特之处
- 本发明通过离子交联、磁力搅拌和脉冲超声等组合方法制得甲壳素的纳米生物制剂。由于其具有小尺寸效应、量子效应、表面效应等特殊性质，因此，将壳聚糖纳米化后因纳米粒子所具有的特性，可以使其更有效的被植物吸收，提高了利用率。
应用价值和现实意义
- 本发明所研制的甲壳素纳米生物制剂直接使用即可。作用于植物上可叶面喷施、土壤灌注；治理水环境和农业土壤重金属Cd等，可直接放入水中吸附重金属离子。运用纳米技术制备纳米生物制剂，可提高甲壳素的使用效率，大大提高应用效果。其制备方法简单易行，常温常压，操用控制方便，适宜工业化生产。
学术论文摘要
- 本发明通过离子交联、磁力搅拌和脉冲超声等组合方法制得甲壳素的纳米生物制剂。由于其具有小尺寸效应、量子效应、表面效应等特殊性质，因此，将壳聚糖纳米化后因纳米粒子所具有的特性，可以使其更有效的被植物吸收，提高了利用率。
获奖情况
- 在辽宁师范大学申请过创新学分 获大连市第二届科技创新大赛2等奖
鉴定结果
- 申请创新学分成功 已申请专利，专利号201010563604.9
参考文献
- 《全球纳米技术研究文献计量分析》--Ronald N.Kostoff; Raymond G.Koytcheff; Clifford G.Y.Lau; 赵亚娟;
同类课题研究水平概述
- 壳聚糖（Chitosan）是甲壳质脱乙酰化衍生物，广泛分布于甲壳类动物、昆虫和部份微生物细胞壁中。是仅次于纤维素的第二大多糖类，资源十分丰富。由于壳聚糖比甲壳质更具优异生物特性，现已广泛应用于生物医学、化学化工、食品工业、化妆品工业、轻工业、农业、环保治污和微电子等领域。成为全球开发研究的热点之一。我国各类壳聚糖产品多数为普通尺寸壳聚糖，未能真正展示壳聚糖的生物活性和优异医学特性的全貌，而纳米技术的介入是解决上述问题的途径。 纳米科技是现代科学与先进工程技术的结合产物，使人类改造自然的能力直接延伸到分子和原子水平，其最终目标是人类可按自己的意志操纵单个原子，在纳米尺度上制造特定功能产品，实现生产方式的飞跃。纳米材料具有独特表面效应、体积效应和宏观量子隧道效应，在性能上与传统概念上相同组成的常规尺寸或微米尺寸材料有非常显著的差异，表现出许多优异的特性和全新的功能，应用前景广阔。
