低聚壳聚糖（壳寡糖）
由10个以下氨基葡萄糖聚合而成的低聚糖 生物活性： 1.提高免疫 2.抗氧化 3.抗肿瘤 4.调节肠道有益菌群
壳寡糖制备
1.化学讲解法 盐酸水解、双氧水氧化降解 2.酶水解 真菌发酵产生的壳聚糖酶，种类比较多，多 为内切酶。 混合酶 包括蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶复合酶。
酸降解和氧化降解由于产品相对分子质量分 布较宽、降解时间长或存在其它副反应等 缺点，而使其应用受到限制。 专一酶没有工业化生产，价格昂贵，非专一 性酶活性有限，产品分子流量相对较大。
•药物在壳聚糖凝胶内扩散速度明显慢于水溶液中。
壳聚糖负载环丙沙星微球
载药微球表面有 许多微孔，随着 LVF/CS增大， 微球表面逐渐被 药物所覆盖。
壳聚糖胶束
阿霉素纳米胶束自组装过程
壳聚糖纳米粒
纳米级聚合物粒子通常是指直径在10-500nm 的胶体粒子。
壳聚糖纳米粒
特点： 药物包封率高 稳定性强 释药时间长 活性组分(药物、生物活性材料等)通过溶解 和包覆位于粒子内部，或者通过吸附和附着 作用位于粒子表面。
OCH2COOH
O OH
O O
O
RX NaOH, H2O, PTC n
NH2
OH
n
NHR
羧甲基壳聚糖表面活性剂性质
碳原子个数增加，表面张力下降
羧甲基壳聚糖表面活性剂性质
白色或浅黄色固体。
C16-CMCS可以在CMC下，表面张力可降低至 34.72 mN/m。起泡性不高，泡沫稳定性较好。 C16-CMCS乳化力最好，高于吐温60起始值高 达近70%且其乳化力的稳定性也较好。 C4~C16-CMCS的HLB值在3~14之间
颗粒剂
用壳聚糖与相关药物制成颗粒剂，可改善口 服制剂在胃肠尤其在胃内的滞留时间，以提 高药物的生物利用率。如用壳聚糖与消炎痛 制成一种新型的缓释颗粒，含药50%，体外 溶出试验表明，药物释放是缓慢的，而且几 乎是完全的。
片剂
壳聚糖压片制成的片剂，可作咀嚼片、舌下 片或口腔粘膜片直接压片时的稀释剂 微囊剂
11.410
0.000
-0.002 0 5 10
Minutes
8.726
15
20
0
5
10
Minutes
15
20
氧化化法最佳工艺条件下的 产品４h
0.02
0.02
纤维素酶法最佳工艺条件下 的产品6h
Volts
Volts
0.01
0.01
13.318
0.00
0.00
0
5
10
Minutes
15
20
0
5
10
Minutes
H2O2与纤维素酶联合降解产物
产品与原料的红外光谱图
壳寡糖凝胶色谱图
0.003 0.002
Volts
0.001 0.000 -0.001 0 5 10
Minutes
11.558
15
20
复合酶法制备壳寡糖
0.004
0.004
13.739 14.570
Volts
Volts
0.002
0.002
0.000
大豆异黄酮-壳 聚糖-海藻酸钠 微囊
壳聚糖缓释制剂
各种壳聚糖基质缓释材料体系
壳聚糖微球的缓释机理
药物从壳聚糖微球体系 缓释主要有三种不同机 理： 从粒子表面缓释； 从溶胀的橡胶态基材扩 散；
从聚合物基材的溶蚀缓 释。
•壳聚糖表面大量亲水基团粘附蛋白质。
•壳聚糖本身糖苷键缓慢水解带动药物释放，表面积分子量影响释放速度。
n
OH CH2CHCH3
RX
O HO
O O NHR O
n
7.与缩水甘油反应，生成的化合物 具有良好的保湿性
OH CH2CHCH2 CH2OH OH O HO NH2
n
O O O HO O
OH O NH2
n
8.二羟丙基壳聚糖DHPCS合成壳聚糖 基表面活性剂，可以调节R的碳数得到 不同HLB值表面活性剂
OH CH2CHCH2 O O HO NH2
n
OH CH2CHCH2
OH O
RX
HO
O O
OH O NHR
n
不同碳数HPCS与吐温-80乳化能力比较
二羟丙基壳聚糖DHPCS表面活性剂性 质
不同碳数的DHPCS 表面活性剂的cmc为
0.016~0.04 g/L。可降低的最低表面张力为 22.73 mN/m。 C4~C16-DHPCS的HLB值在11~15之间 Cn-DHPCS类表面活性剂的乳化性能高于吐温 80 C4~C16-HPCS的起泡性均表现良好。泡沫稳定 性FVS值最高可达到96%左右，此类表面活性 剂可以用来做泡沫稳定剂、发泡剂被加以应用
3.壳聚糖与谷氨酸的反应
生成的N-酰基化合物具有良好保湿性和水溶 性。还可以与天冬酸、各种酸酐反应
OH O HO NH2
n
HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
OH O HO NH
n
O
O
OOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
4. N-羧基化，壳聚糖与乙醛酸的反应
OH O HO NH2
4.红薯：提高总糖含量10%
LOGO
n
OH O
CHOCOOH
HO
O N
O
n
HO
CCOOH
还 原
OH O HO NH
n
O
HO
CHCHOOH
5. O-羟丙基化反应
OH CH2CHCH3 OH O HO NH2
n
CH3 O O O HO NH2 O O
n
6.HPCS表面活性剂合成
R可以是C4—C16
OH CH2CHCH3 O O HO NH2
H2O2与纤维素酶联合降解
在纤维素酶降解的后期向体系内引入H2O2 快速氧化降解,以提高反应速率、缩小产品 分子量分布宽度。 反应条件
纤维素酶降解时酶糖比0.2, pH4.6、50℃、时间为
3 h；
后续H2O2降解时用量为0. 8~1.0(ml/g)、75℃、时
间为1.5h，所得降解产物的平均分子量约为1500
13. N,N,N-三甲基壳聚糖碘化铵的合成
具有良好的且具有良好的保湿 性能，还可用作杀菌抑菌剂、乳化剂、抗静 电剂、洗涤剂、分散剂、匀染剂
14.水溶性阳离子壳聚糖
可以通过胶束负载活性成分，有良好的生物 相容性和生物降解性
GTMAC
CH3 O CH3 CH3 N+ CH3CL--
15.壳聚糖磷酸化 促进牙周组织再生，促进钙吸收， 促进表皮细胞生长，仿骨材料。
壳聚糖人造皮肤
2.壳聚糖抑菌材料 水果保鲜、卫生材料 3.环保材料 吸附废水中重金属、染料、有机物 4.人造纤维 内衣、纺织品、膜材料等 5.农业应用 提高植物抗逆性的生物农药、天然植物生长 素
壳寡糖对黄芪生长的影响
壳寡糖对于植物营养成分的影响
1.茶叶：有效降低酚氨比，改善口感。 2.丹参：提高丹参酮ⅡA含量,由8.8mg/g提高到14.6mg/g 3.黄芪：提高黄芪多糖含量，由8.068 mg/g,提高到14.048 mg/g
n
17.壳聚糖-AgO微粒抗菌膜
抑菌膜的抗菌活性
18.壳聚糖-环糊精微粒合成和应用 前景，可以负载活性物质和保护不 稳定性物质。
壳聚糖-环糊精微粒SEM照片
五.壳聚糖其他重要应用
1.生物医学材料 人造骨、人造皮肤、心脏支架、手术防粘连 纸张、手术缝合线等。
壳聚糖人造骨组织
壳聚糖人造纤维
复合壳聚糖支架材料
量壳聚糖不溶于水。可溶于乙酸水溶液。 壳聚糖分子量在十几到二十万左右。壳聚 糖无毒、可生物降解、生物相容性好。在 食品、医药、化妆品等方面应用前景广阔
壳聚糖在医药领域中的应用 药物活性成分 药物分离材料
药物制剂辅助材料 药物分散剂（表面活性剂）
二 壳聚糖及衍生物制备及生物活性
甲壳素和壳聚糖的提取和制备
虾、蟹壳漂洗 脱碱、漂洗 脱钙及无机组 脱蛋白质及脂肪
水洗、烘干 水性、烘干
甲壳素产品
浓碱处理
壳聚糖产品
5
甲壳素的提取： 用4～6wt％的HCl溶液重复浸泡脱钙24h以上 去除矿物质；然后用NaOH溶液在115oC保温 6h，再通过离心和洗涤脱出蛋白质。除矿物 质和脱蛋白质的过程反复进行，直到除去所 有的无机物和蛋白质，得到甲壳素。 最终产物的乙酰度可能会比原料略低，因为 在处理过程中除去了部分乙酰基。
壳聚糖的制备
最常用的方法是异相反应。在强碱溶液（
40~50wt％NaOH）、135oC、氮气保护下反应3h 。
脱乙酰反应开始非常快，但是在反应完成以前
会减慢和停止。阻碍反应进行的原因是由于在 脱乙酰过程中，C3位上的乙酰基和羟基的重排 。
壳聚糖也可以由酶催化脱乙酰，这样能提高脱
乙酰度。但是对于酶的选择必须十分谨慎，因 为很多酶同时会降解高分子。
壳聚糖化学改性
三、壳聚糖及衍生物在药物制剂中应用 1.膜剂 将壳聚糖无纺布、壳聚糖流涎膜、壳聚糖涂 层纱布等多种医用材料用于临床，其中用壳 聚糖醋酸溶液制成的壳聚糖无纺布透气透水 性能极佳，用于大面积的烧、烫伤、效果很 好。
良好的成膜性
粉剂
精制的壳聚糖细粉（150 μm）可用于制备 粉剂，能明显促进伤口愈合。难溶性药物如 灰黄霉素、苯妥英、苯巴比妥、及消炎痛等 与壳聚糖细粉共同研磨，可减少药物结晶颗 粒，提高其溶解性和生物利用度。

13.323
15
20
筛选出的1号复合酶，5h
筛选出的2号复合酶，5h