多孔淀粉交联并复合壳聚糖的制备及其止血性能研究

发布时间：2020-11-01 13:22

　　 自然灾害,战争,手术和交通事故等是造成人体出血的主要原因。近几年,生物止血材料在止血方面显示出巨大的潜力,在止血速度和功能上都取得了较大的突破,但还存在一些不足,需改进提高。多孔淀粉具有低毒性,可生物降解,亲水性和吸收性等优良特性,因而应用于止血材料备受关注。此外,壳聚糖也具有生物相容性好,可生物降解,无毒性,抗菌和止血等多种优异的生物学性质。因此,将两种止血材料复合,在止血性能方面会有潜在的优势,为了研究高效、安全、廉价的新型止血剂,本实验以多孔淀粉和壳聚糖为原料,进行了以下实验:以玉米淀粉为原料,通过超声酶解法制备多孔淀粉(PS),在液体体积与玉米淀粉质量比为6∶1;糖化酶和淀粉酶的质量比例为3∶2;超声功率为550 W;酶解时间为10 h;酶用量为5%的时候,得到的多孔淀粉性能最佳,吸水率为120.49%,膨胀率为212.58%。该条件下制备的多孔淀粉以三偏磷酸钠(STMP)为交联剂,在多孔淀粉与液体体积比为30%、反应温度55℃~60℃、交联剂与淀粉的质量比为0.04:1、反应体系pH值9.0、交联时间50~60 min的时候,得到交联多孔淀粉(SPS)的吸水率为154.33%,膨胀率为239.14%。通过盐酸法降解壳聚糖(CS),将降解后的壳聚糖(分子量100-110 KDa)与多孔淀粉通过三偏磷酸钠交联,并通过单因素实验考察。在单因素试验的基础上以固液比(10.0%,12.5%,15.0%)、多孔淀粉和壳聚糖质量比(1∶1,2∶1,3∶1)、STMP与多孔淀粉壳聚糖总质量的质量比(6%,8%,10%)为自变量,以吸水率为响应值,进行响应面优化。确定最佳工艺条件为:固液比12.5%、多孔淀粉与壳聚糖的质量比为2∶1、STMP与多孔淀粉、壳聚糖质量之和的比为8.0%。此条件下进行三次平行实验,结合率为71.30%,平均吸水率为145.6%。用扫描电子显微镜(SEM)观察多孔淀粉和交联多孔淀粉颗粒,表面都布满孔隙,交联多孔淀粉-壳聚糖(SPC)表面覆盖着大量壳聚糖。傅里叶红外光谱(FT IR)扫描表明,和原淀粉相比,PS和SPS的红外谱图中没有新的吸收峰产生,SPC中出现壳聚糖的特征吸收峰。X单晶衍射扫描(XRD)表明多孔淀粉的交联以及多孔淀粉和壳聚糖的交联都是发生在淀粉的结晶区。以体重200-220 g、雄性SD大鼠为实验鼠,在全血凝固动力学实验中,相同时间内和PS、SPS相比,SPC能形成更大的血凝块;在与红细胞相互作用实验中,和PS、SPS相比,SPC表面能吸附更多的红细胞,而且这种吸附是成簇的、聚集的;在SPC与枸橼酸钠抗凝血相互作用时发现其表面大量的血细胞被吸附,甚至有少量的血小板伪足突起产生;我们得出结论SPC的止血机理是多孔淀粉与壳聚糖的协同止血作用。在大鼠断尾和肝损伤实验中,交联多孔淀粉-壳聚糖止血时间最短,仅为164.42 s(1 cm断尾)、147.25 s(2 cm断尾)、145.20 s(肝损伤),表现出更好的止血效果。
【学位单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R318.08
【部分图文】：

图 2-1 液固比对吸水率和水解率的影响2-1. Effects of liquid-solid ratio on hydrolysis rate and water absorption -1 中可以看出随着反应体系中水含量的增加，多孔淀粉吸水率减少的趋势。淀粉乳的液固比从 3∶1 增加到 6∶1 时候，吸水，水解率也增加到 59.14%。可能是随着水量的增加，粘度减均一稳定，有利于酶和底物的反应，因此淀粉表面的成孔数目。当液固比再继续增大到 8∶1 时，水解率继续增加，但是吸甚至有缓慢下降的趋势，可能是淀粉表面水解过度，影响了吸水时，水解率下降，吸水率也下降。可能是酶液被稀释，与淀相对减少，因此选择液固比为 6∶1。与淀粉酶的质量比对吸水率和水解率的影响 份玉米淀粉 5 g 于锥形瓶中，加入 pH 为 5.0 ± 0.5 的去离子水 W 功率下超声 15 min，在 55 ℃条件下预热 10 min 后，加入中淀粉酶与糖化酶的比例分别为 0∶5、1∶4、2∶3、3∶2、恒温条件下酶解 24 h 后，灭酶活终止反应，然后过滤，洗涤，

图 2-2 糖化酶与淀粉酶的质量比对吸水率和水解率的影响re 2-2. Effect of amount of glucoamylase /amylase ratio on hydrolysis rawater absorption rate已经表明两种酶的协同作用有利于多孔淀粉的制备[59]。糖化酶，是一种外切型淀粉酶，它主要是催化淀粉链非还原端的α-1 糖苷键的水解。α-淀粉酶是一种内切型淀粉酶，可以随机水解-1, 4 糖苷键，但不能切开α-1, 6 糖苷键[9]。从图 2-2 中可以看出况下随着糖化酶酶量的增加，吸水率基本呈现先增加后减少的是淀粉酶的时候，淀粉的水解率很低，仅为 22.85%，因此孔数但是加入糖化酶以后，水解率和吸水率明显增加，当糖化酶与∶2 时，多孔淀粉的吸水率最大。继续增大糖化酶的比例时，可以达到 80%以上。但是吸水率却明显下降，可能是淀粉水解孔隙被破坏，因此吸水率下降。因此选择糖化酶和淀粉酶的比率对吸水率和水解率的影响

图 2-3 功率对吸水率和水解率的影响Figure 2-3. Effect of power on hydrolysis rate and water absorption rat在溶液中产生空化作用并引起微气泡。当微气泡破裂时，高能高压和高温，并且可以产生物理和化学效应。超声处理主要影形区域，诱导颗粒上产生孔隙和裂缝，从而改变淀粉的酶水解性 可以明显看出，超声功率在 150～700 W 范围内，随着超声功粉的吸水率呈现先增加后减少的趋势。当超声功率达到 550 粉的吸水率达到最高为 112.33%，而水解率变化不大，这可能用增加，酶能更好的进入淀粉颗粒表面的裂缝中，淀粉成孔数目。再继续增加功率时，淀粉粒可能发生破裂，破碎成粒度更小的所下降，但是淀粉和酶作用接触面积会有所增加，使得水解的此选择超声功率为 550 W。间对吸水率和水解率的影响 份玉米淀粉 5 g 于锥形瓶中, 加入 pH 为 5.0 ± 0.5 的去离子水 550 W 功率下超声 15 min, 在 55 ℃条件下预热 10 min 后，再
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本文编号：2865594