農(nóng)林學類論文-改性殼聚糖富集研究綜述.doc

農(nóng)林學類論文-改性殼聚糖富集研究綜述摘要：殼聚糖及其衍生物是一種天然高分子，隨著對其研究的深入發(fā)展，涉及的內(nèi)容和應用范圍越來越廣泛。本文綜合概述了殼聚糖的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、富集及其化學改性的方法，簡單介紹了它們的應用領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：殼聚糖；富集；化學改性；應用。引言：殼聚糖具有許多獨特的化學物理性質(zhì)，根據(jù)其酸化、酉旨化和氧化、接枝與交聯(lián)、經(jīng)基化、經(jīng)烷基化等反應還可制備成多種用途的產(chǎn)品，而且從氨基多糖的特點出發(fā)具有比纖維素更為廣泛的用途。對殼聚糖的應用開發(fā)研究，自本世紀六十年代以來就十分活躍，近年來國際更是十分重視對它的深入開發(fā)和應用。通過對甲殼質(zhì)和殼聚糖進行化學修飾與改性來制備性能獨特的衍生物已經(jīng)成為當今世界應用開發(fā)的一個重要方面。1、殼聚糖及其改性吸附劑殼聚糖（chitosan）是一種天然化合物，屬于碳水化合物中的多糖，是甲殼素N-脫乙?；漠a(chǎn)物，其學名是(14)-2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖。殼聚糖本身的基本結(jié)構(gòu)是葡萄糖胺聚合物，與纖維素類似。但因多了一個胺基，帶有正電荷，所以使其化學性質(zhì)較為活潑。且因其聚合分子結(jié)合鍵角度自然扭轉(zhuǎn)之故，對于小分子或元素會發(fā)生凝集螫合作用。根據(jù)甲殼素脫乙?；瘯r的條件不同，殼聚糖的脫乙酰度和分子量不同，殼聚糖的分子量通常在幾十萬左右。但一般來說N-乙?；撊?5%以上的就可稱之為殼聚糖。殼聚糖本身性質(zhì)十分穩(wěn)定，不會氧化或吸濕。鑒于殼聚糖及其衍生物具有優(yōu)良的生理活性，在食品、生物制藥、水處理方面顯示出非常誘人的應用價值。近年來，國內(nèi)外對殼聚糖的開發(fā)研究十分活躍。2、殼聚糖富集工藝的研究現(xiàn)狀由于殼聚糖吸附劑有以上的優(yōu)點，學者們對其富集的工藝已經(jīng)有了較為深入的研究。李斌,崔慧1研究了以殼聚糖作富集柱,稀H2SO4為洗脫劑,稀NaOH為再生劑,火焰原子吸收光譜法簡便、快速分離富集測定水中痕量Cu()的方法,于波長325nm處測定,檢出限為20ngml-1,線性范圍為1020gml-1。此法的優(yōu)點在于簡便、快速、選擇性好、經(jīng)濟實用、效果良好。但由于殼聚糖易降解，在實際操作中存在著流速控制難，富集效果不均一，空白大的問題。王瑜2采用殼聚糖修飾鎢絲基質(zhì)螺旋卷,直接浸入含有痕量銅的pH5.0的緩沖溶液中,經(jīng)電磁攪拌富集一定時間后,將其轉(zhuǎn)移至空氣/乙炔火焰燃燒器上,利用火焰原子吸收光譜法簡便快速測定水中痕量銅。方法的線性范圍為275g/L；檢出限為0.98g/L。同一支鎢絲螺旋卷重復涂敷殼聚糖富集Cu,RSD(n=6)為2.7%。此法簡單快速,選擇性好,用于自來水中Cu2+的測定結(jié)果令人滿意，但成本偏高。周永國等3研究了殼聚糖用于含重金屬離子工業(yè)廢水的處理45。提出了殼聚糖分離富集火焰原子吸收法檢測水中痕量鎘的新方法?；厥章蔬_98%，靈敏度0.021ug/L。方法靈敏度高，選擇性好，用于天然水中痕量鎘的測定，可獲得滿意的結(jié)果。徐晶，王新省6報道了殼聚糖作在線微柱預富集柱填料,流動注射與火焰原子光譜聯(lián)用(FI2FAAS)測定痕量Pd的方法。當采樣體積13.5mL時,采樣頻率27/h,富集倍數(shù)49倍,線性范圍0.010.4mg/L,檢出限(3s,n=11)1.4g/L,相對標準偏差1.26%和4.0%。孫建民等10研究了殼聚糖對Cu2+、Zn2+、Co2+、Ni2+、Pb2+和Cd2+6種離子的吸附行為,建立了殼聚糖柱同時分離6種離子的火焰原子吸收法(FAAS)測定含量的分析方法,并應用于自來水和電鍍廢水中6種金屬離子的分離和測定。徐晶等將殼聚糖裝入微柱進行在線預富集,并與火焰原子吸收分光光度法聯(lián)用,用于催化劑樣品中痕量Pd的測定。齊印閣等建立了殼聚糖分離富集丁二酮分光光度法測定Ni2+的新方法,提高了測定的靈敏度和選擇性。該法可用于天然水中痕量Ni2+的測定。Minamisawa等13利用殼聚糖定量預富集環(huán)境水樣中微量Co2+,然后把洗脫的Co2+用鎢爐原子吸收光譜法測定,檢出限達50ngPL。利用殼聚糖與Ru共沉淀分離后,用石墨爐原子吸收光譜法測定水樣中微量Ru,線性范圍的上限達510gPL。謝維新采用殼聚糖為凝聚劑,重量法測定二氧化硅,聚沉速度快,沉淀較完全,容易過濾和洗滌,用于鐵礦、粘土礦(SiO2含量在20%以上)中的二氧化硅測定,結(jié)果均較好。但由于殼聚糖粘度大,分子剛性差,在偏酸性的溶液中,殼聚糖由于分子中的氨基(-NH2)易質(zhì)子化(-NH3+)而溶解,使其應用受到限制。但利用殼聚糖重復單元上的羥基和氨基,可對其進行交聯(lián)、接枝、酯化、?；?、醚化等化學改性,制備出具有不同理化特性的殼聚糖衍生物,或與機械強度高的高分子化合物，通過物理混合制備成微球或微球的辦法后，提高了機械強度或吸附能力，從而延伸了殼聚糖的應用領(lǐng)域和范圍，就是改性殼聚糖。3、殼聚糖的改性化學改性：共聚殼聚糖：殼聚糖與含有乙烯基的單體進行共聚反應，從而使殼聚糖具有某些特殊性能。殼聚糖酯化：甲殼素/殼聚糖與脂肪族或芳香族酰氯或酸酐反應，所生成的?；a(chǎn)物具有許多新的用途。殼聚糖醚化：甲殼素/殼聚糖中的羥基與鹵代烴或醇反應，可生成醚，廣泛用于日化工業(yè)。化學交聯(lián)改性：就是殼聚糖與戊二醛、環(huán)氧氯丙烷等發(fā)生交聯(lián)而制得的外觀類似樹脂的白色或淺黃色粉末,理化性質(zhì)與殼聚糖有明顯差別,它不溶于水、酸、堿溶液。殼聚糖的物理改性殼聚糖與膨潤土復合:根據(jù)膨潤土層間陽離子的可交換性,利用殼聚糖在酸性溶液中帶有正電荷的特性,將殼聚糖負載在膨潤土上,制成固體復合吸附劑。殼聚糖與PVA復合:制備殼聚糖/PVA微球，因PVA機械強度高，PVA分子中豐富的-OH與殼聚糖分子中的-OH、-O、-NHR，形成氫鍵與分子間作用力增大的緣故，在維持其功能性的同時，其耐酸堿性能與機械強度也明顯提高。4、改性殼聚合糖的富集工藝研究現(xiàn)狀梁勇等24以殼聚糖為原料,經(jīng)環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)后與N,N二乙基胺環(huán)氧丙烷作用,合成了以殼聚糖為母體的凝膠型PCON螯合樹脂。PCON螯合樹脂用5%的鹽酸清洗后,在pH=1110012范圍內(nèi),對Ag+的富集率高達9818110%,在超聲波振蕩下,4min即達到富集平衡。吸附后的PCON溶于1ml015%HNO3溶液中,以懸浮液進樣,石墨爐原子吸收(GFAAS)測定。采用標準曲線法與標準加入法測定自來水中銀的含量,所得結(jié)果相吻合。張淑琴等以4,4-二溴二苯并18-冠-6為交聯(lián)劑,合成了一種新型冠醚交聯(lián)殼聚糖(DCTS)。它兼有冠醚和殼聚糖兩類化合物的優(yōu)點,具有同時測定不同形態(tài)化學組分,不需要化學分離和引入過多試劑,可以進行直接富集,且有操作簡便等特點。楊宇民等26利用巰基殼聚糖對Pb2+和Cd2+的吸附特性,建立了巰基殼聚糖分離富集原子吸收光譜法測定天然水體中Pb2+和Cd2+的新方法,并研究了最佳吸附和脫附條件。該法對Pb2+和Cd2+的準確檢測下限可達到1.00g/L和0.050g/L,回收率分別達到96.5%和97.6%。該法靈敏度高,選擇性好,用于實際水樣的測定取得了滿意結(jié)果。5、改性殼聚糖的應用殼聚糖自然資源豐富，在研究角度和實用角度都有著巨大潛力。在生物、食品、醫(yī)藥、廢水處理、紡織、造紙等領(lǐng)域中均有一席之地。1977年，日本首次將殼聚糖作為絮凝劑處理廢水，并于同年在關(guān)國波士頓召開有關(guān)甲殼素、殼聚糖的會議，從那時起，甲殼素和殼聚糖的應用就得到較快的發(fā)展。國外的化妝品行業(yè)已經(jīng)大量采用殼聚糖，如德國的WELLA及日本的姿生堂等公司，據(jù)統(tǒng)計日本每年約有100t殼聚糖衍生物用于化妝品工業(yè)中；殼聚糖具有廣譜抗菌性，對多種細菌生民都有明顯的抑制作用，可用來對織物進行抗菌防霉整理。參考文獻:1李斌、崔慧：殼聚糖富集FAAS法測定水中痕量Cu().理化檢驗2化學冊,2001，37（6）:253254。2王瑜：殼聚糖富集火焰原子吸收法測定水中痕量銅.分析化學(FENXIHUAXUE).研究簡報,2005，（33）:872874。3周永國、楊越冬等：殼聚糖富集火焰原子吸收法測定天然水中痕量鎘.理化檢驗-化學分冊,1998，34（6）:256257。4Cougli