磺酸化甲壳素和磺酸化壳聚糖的生物学功能和安全性研究

发布时间：2017-10-24 04:01

  本文关键词：磺酸化甲壳素和磺酸化壳聚糖的生物学功能和安全性研究

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【摘要】：目的:甲壳素、壳聚糖糖残基上羟基能与含氧无机酸发生酯化反应,氨基上也可发生酯化反应。在甲壳素、壳聚糖的众多酯化反应中，研究最多的是两者的硫酸酯化反应。酯化产物磺酸化甲壳素（S-CT）、磺酸化壳聚糖（S-CTS）具有良好的水溶性、成膜性、生物降解性等,在轻工业、食品、医药、农业等领域具有广泛的应用前景。已有研究表明S-CT、S-CTS具有抗凝血、抗血栓、抗氧化、抗病毒、抗动脉硬化、抗肿瘤等多种生物学活性，但对其生物安全性评价甚少。本论文通过磺化反应分别合成S-CT、S-CTS,旨在研究S-CT、S-CTS的生物安全性，探讨其抗凝效果，对人脐静脉血管内皮细胞（HUVEC）体外生长影响，以及对人宫颈癌细胞HeLa、人喉表皮样癌HEp-2细胞、人胃癌细胞SGC-7901体外生长的影响,为S-CT、S-CTS安全性应用提供实验依据。 方法： 1、通过甲壳素/壳聚糖的羟基（尤其是C6-OH）与磺化剂（氯磺酸/浓硫酸混酸）发生低温非均相酯化反应合成磺酸化甲壳素（S-CT）/磺酸化壳聚糖（S-CTS）。分别对S-CT、S-CTS进行纯化及理化性质测定。 2、通过兔皮内刺激反应，评价两种材料对机体的短期刺激反应强度；以胶体、膜片为载体，分别评价两种材料的皮下、肌肉组织相容性及体内降解性；通过溶血率测定，评价两种材料的血液相容性。 3、通过全血凝血试验研究S-CT、S-CTS体外抗凝血功能，，在细胞水平，采用显微观察结合MTT法评价S-CT、S-CTS对人血管内皮细胞HUVEC、人宫颈癌细胞HeLa、人喉表皮样癌HEp-2细胞以及人胃癌细胞SGC-7901体外生长的作用 结果： 1、红外图谱显示两种材料均发生磺化取代，测定两者均具有较高取代度。 2、两种材料皮内刺激反应结果均符合国家要求，表现出良好的血液相容性。胶体在体内降解极快，炎症反应极轻微。膜片在体内呈线性速率降解，炎症反应随时间逐渐减轻，两种材料整体表现出良好的生物组织相容性以及体内降解性。 3、S-CT、S-CTS在2.5-10mg/mL浓度范围内，均具有明显的抗凝作用，其中S-CTS的抗凝效果优于S-CT。两种材料在125-250μg/mL浓度范围内对人脐静脉血管内皮细胞（HUVEC）体外生长有一定的促进作用，其中以250mg/mLS-CT,作用2d，促进效果最为显著。两种材料在62.5-1000μg/mL浓度范围内对人宫颈癌细胞(HeLa)、人喉表皮样癌细胞（HEp-2）、人胃癌细胞（SGC-7901）的体外增殖都有显著抑制作用，S-CT对三种癌细胞最大抑制率分别可达到48.52%（6d）、35.73%（6d）、57.43%（6d），S-CTS对三种癌细胞最大抑制率分别可达到65.23%（6d）、43.19%（6d）、44.32%（4d），并且基本遵循抑制率随着作用时间的增加、浓度的增加而增加这个趋势，呈现一定的量效关系。 结论：两种材料均具有良好的生物相容性，体内降解性良好，各项指标均符合国家对安全性实验的要求。在生物学功能方面，表现为抗凝效果显著；对正常人脐血管内皮细胞（HUVEC）体外生长有一定促进作用；对肿瘤细胞：HeLa细胞、HEp-2细胞、SGC-7901细胞体外生长有明显抑制作用，为两种材料的进一步生物学功能的研究以及今后可能的运用提供一定依据。
【关键词】：磺酸化甲壳素 磺酸化壳聚糖 抗凝血 肿瘤细胞 生物安全性
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 缩略语5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-11
• 目录11-16
• 第一章 引言16-34
• 1 甲壳素/壳聚糖理化性质概述16-18
• 1.1 甲壳素理化性质16-17
• 1.2 壳聚糖的理化性质17-18
• 2 甲壳素/壳聚糖的改性18-24
• 2.1 酰化反应18-19
• 2.2 酯化反应19-20
• 2.2.1 硫酸酯19
• 2.2.2 黄原酸酯19-20
• 2.2.3 磷酸酯20
• 2.2.4 硝酸酯20
• 2.3 醚化反应20-21
• 2.4 西佛碱反应21
• 2.5 烷基化反应21-22
• 2.6 季铵化反应22
• 2.7 氧化反应22-23
• 2.8 水解反应23
• 2.9 接枝共聚反应23-24
• 2.10 交联反应24
• 3 甲壳素/壳聚糖及其衍生物的应用24-28
• 3.1 在食品工业中的应用24-25
• 3.2 在轻纺工业中的应用25-26
• 3.3 在农业中的应用26
• 3.4 在医药卫生方面的应用26-28
• 4 甲壳素、壳聚糖硫酸酯概述28-32
• 4.1 甲壳素、壳聚糖硫酸酯制备方法28-29
• 4.1.1 磺化体系选择28-29
• 4.1.2 经磺化剂预处理后的壳聚糖29
• 4.2 甲壳素、壳聚糖硫酸酯的生物活性29-32
• 4.2.1 抗凝血活性29-31
• 4.2.2 抗血栓活性31
• 4.2.3 抗氧化活性31
• 4.2.4 抗病毒活性31-32
• 4.2.5 抗肿瘤活性32
• 5 立题依据32-34
• 第二章 S-CT、S-CTS 材料合成纯化及理化性质测定34-41
• 1 材料、试剂与仪器34-35
• 1.1 材料与主要试剂34
• 1.2 主要仪器34-35
• 2 实验方法35-38
• 2.1 S-CTS 、S-CT 材料合成及纯化35-36
• 2.2 S-CT、S-CTS 理化性质测定36-38
• 2.2.1 S-CT、S-CTS 水分测定36
• 2.2.2 S-CT、S-CTS 灰分测定36
• 2.2.3 pH 值测定36
• 2.2.4 等电点测定36-37
• 2.2.5 旋转黏度测定37
• 2.2.6 取代度测定37
• 2.2.7 脱乙酰度测定37-38
• 2.2.8 红外光谱38
• 2.2.9 分子量测定38
• 3 结果与讨论38-40
• 3.1 S-CT、S-CTS 主要理化性质38-39
• 3.2 红外光谱39-40
• 4 本章小结40-41
• 第三章 S-CT、S-CTS 的生物相容性和生物降解性评价41-57
• 1 材料、试剂与仪器41-42
• 1.1 材料与主要试剂41-42
• 1.2 主要仪器42
• 2 实验方法42-45
• 2.1 溶血率测定42-43
• 2.2 兔皮内反应实验43
• 2.3 S-CT、S-CTS 胶体组织相容性43-44
• 2.4 S-CT、S-CTS 膜片组织相容性44
• 2.5 组织切片44-45
• 2.6 HE 染色45
• 3 结果与讨论45-56
• 3.1 溶血率测定45-46
• 3.2 皮内刺激反应46
• 3.3 胶体溶液组织相容性46-50
• 3.4 膜片组织相容性50-56
• 4 本章小结56-57
• 第四章 S-CT、S-CTS 的生物学功能57-79
• 1 材料、试剂与仪器57-58
• 1.1 材料与主要试剂57-58
• 1.2 主要仪器58
• 2 实验方法58-62
• 2.1 全血凝血时间测定58
• 2.2 对人脐静脉血管内皮细胞 HUVEC 生长的影响58-59
• 2.3 对肿瘤细胞生长的抑制作用59-62
• 2.3.1 对人宫颈癌细胞 HeLa 生长的抑制作用59-60
• 2.3.2 对人喉表皮样癌细胞 HEp-2 生长的抑制作用60-61
• 2.3.3 对人胃癌细胞 SGC-7901 生长的抑制作用61-62
• 3 结果及分析62-77
• 3.0 全血凝血时间测定62-63
• 3.1 对 HUVEC 细胞生长的促进作用63-65
• 3.2 对 HeLa 细胞生长的抑制作用65-69
• 3.3 对 HEp-2 细胞生长的抑制作用69-73
• 3.4 对 SGC-7901 细胞生长的抑制作用73-77
• 4 本章小结77-79
• 全文总结79
• 结论79-80
• 论文的创新点80
• 论文存在的不足80-81
• 参考文献81-88
• 致谢88
• 个人简历88
• 发表的学术论文88-89

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