于 玲

（福建省輕工業(yè)研究所，福建 福州 350005）

聚乙二醇改性殼聚糖膜的制備與表征

于 玲

（福建省輕工業(yè)研究所，福建 福州 350005）

研究利用聚乙二醇對(duì)殼聚糖進(jìn)行改性，制備聚乙二醇改性殼聚糖膜，并對(duì)所得的膜進(jìn)行表征。結(jié)果表明：采用0.25g聚乙二醇（PEG6000，98%）對(duì)殼聚糖（1.0g）進(jìn)行改性，制備聚乙二醇改性殼聚糖膜，然后用BSA對(duì)改性后的殼聚糖進(jìn)行吸附測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)顯示5h吸附效果較理想。

殼聚糖；仿生膜；聚乙二醇改性

殼聚糖是自然界中唯一的帶陽(yáng)離子的高分子化合物，具有促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的獨(dú)特生物活性及對(duì)細(xì)胞良好的組織相容性，更為重要的是它具有廣譜的抗菌的作用，這些性質(zhì)使它成為一種優(yōu)異的面膜基材。由于殼聚糖不溶于水和普通有機(jī)溶劑，因此限制了其應(yīng)用范圍，但是可以通過(guò)改性來(lái)擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。近年來(lái)已有一些基于改性殼聚糖的面膜專(zhuān)利報(bào)道[1-3]，主要是利用海藻酸鈉、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等對(duì)殼聚糖進(jìn)行改性，但上述改性方法難以獲得連續(xù)均勻的改性殼聚糖膜。

聚乙二醇具有很好的生物相容性，是一種新型的用于殼聚糖改性的材料之一[4,5]，并且聚乙二醇同時(shí)具有很好的成膜性能，形成的薄膜有很好的柔韌性。近期一些研究結(jié)果表明，殼聚糖和聚乙二醇反應(yīng)形成的水凝膠有助于快速修復(fù)皮膚傷口或缺陷[6-8]，為綠色、安全、高效的仿生膜技術(shù)開(kāi)發(fā)提供了新的思路。

文章通過(guò)利用聚乙二醇對(duì)殼聚糖進(jìn)行改性，制備聚乙二醇改性殼聚糖膜，并對(duì)所得的膜進(jìn)行表征。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

殼聚糖：生化試劑BR，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；聚乙二醇（PEG6000，≥98%）：化學(xué)純CP，百隴化工股份有限公司；冰醋酸（≥99.5%）：分析純AR，廣東光華科技股份有限公司；NaOH（96%）：分析純AR，廣東光華科技股份有限公司；異丙醇（≥99.7%）：分析純AR，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；牛血清白蛋白（Bovine serum albumin，簡(jiǎn)稱(chēng)：BSA，96%）：生物技術(shù)級(jí)，上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

掃描電子顯微鏡（SEM，S-4800），日本HITACHI公司；傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR，Nicolet N6700），賽默飛世爾科技公司；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（UV-1800），日本島津公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 膜質(zhì)的制備

稱(chēng)量3份1.0g殼聚糖粉末，溶解在質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的醋酸溶液中配成100mL溶液；分別向3份溶液中加入1.0、0.5、0.25g的聚乙二醇（PEG6000），并在室溫下攪拌1h；從3份溶液中分別取出10mL置于60mm培養(yǎng)皿中，剩余溶液分別置于150 mm培養(yǎng)皿中；將混合溶液在50℃下干燥24h，使溶液固化為凝膠狀膜質(zhì)；干燥后，將膜質(zhì)浸入1%的NaOH溶液中剝離，并用去離子水反復(fù)洗滌3次，清除殘留的堿；將150mm培養(yǎng)皿中的膜質(zhì)置于室溫下風(fēng)干，制得干膜樣品。

1.2.2 膜質(zhì)理化性能的表征

分別采用電子顯微鏡掃描拍照和FTIR紅外光譜掃描，對(duì)制備的干膜進(jìn)行理化性能的表征。

1.2.3 膜質(zhì)生化性能的表征

分別從每個(gè)未風(fēng)干的濕膜樣品中取3份大小為10mm×10mm的濕膜片；取3份50mg牛血清白蛋白（BSA），分別加入體積分?jǐn)?shù)為70%的異丙醇溶液配成10mL溶液；將上述溶液分別加入濕膜片中在室溫下進(jìn)行為期1h、5h和10h的蛋白吸附；將吸附完成后的膜質(zhì)用去離子水洗滌3次以去除過(guò)量未吸附的BSA；向每份膜質(zhì)中加入10mL、體積分?jǐn)?shù)為70%的異丙醇溶液，在室溫下進(jìn)行為期48h的脫附；將脫附得到的異丙醇溶液進(jìn)行紫外分光光度分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 膜質(zhì)理化性能的表征

2.1.1 利用SEM觀察所制備的膜：圖1的SEM圖片可以看出，隨著加入聚乙二醇（PEG6000）量的降低，殼聚糖膜質(zhì)的孔徑越來(lái)越小，孔的分布越來(lái)越密集，并且膜質(zhì)表面越來(lái)越不光滑，褶皺明顯增多。

2.1.2 利用FTIR對(duì)所制備的膜進(jìn)行分析：圖2的FTIR譜圖可以看出，這些膜的譜圖特征非常相似，吸收峰的形狀和出現(xiàn)的位置幾乎一樣，在波數(shù)1650～1655 cm-1、1585～1590cm-1處均有特征峰出現(xiàn)。這說(shuō)明了殼聚糖與PEG分子之間的相互作用力較小，PEG的羥基能與殼聚糖膜質(zhì)體末端的羥基之間形成氫鍵，從而改善了膜質(zhì)的物理性能。但是過(guò)多的PEG的加入會(huì)使羥基與其他基團(tuán)的作用增強(qiáng)，反而會(huì)抑制氫鍵的形成。因此，選擇合適的PEG加入的量是關(guān)鍵。

圖1 3組實(shí)驗(yàn)?zāi)べ|(zhì)的SEM照片

圖2 3組膜質(zhì)的FTIR譜圖

2.2 膜質(zhì)生化性能的表征

從表1、表2和表3的紫外可見(jiàn)分光光度分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，膜質(zhì)對(duì)蛋白在1h時(shí)的吸附能力第2組＞第1組＞第3組，在5h時(shí)的吸附能力第3組＞第2組＞第1組，在10h時(shí)的吸附能力第1組＞第3組＞第2組。

這表明，在中短時(shí)間吸附時(shí)，中等量的PEG對(duì)吸附的增強(qiáng)效果比少量和大量的效果高。但在長(zhǎng)時(shí)間吸附時(shí)，少量的PEG更有助于膜質(zhì)對(duì)蛋白的吸附。

表1 1h組脫附液進(jìn)行紫外分光光度分析記錄（280 nm）

表2 5h組脫附液進(jìn)行紫外分光光度分析記錄（280 nm）

表3 10h組脫附液進(jìn)行紫外分光光度分析記錄（280 nm）

3 結(jié)論

利用聚乙二醇對(duì)殼聚糖進(jìn)行改性，制備聚乙二醇改性殼聚糖膜是可行的。采用0.25g聚乙二醇（PEG6000，98%）對(duì)殼聚糖（1.0g）進(jìn)行改性，制備聚乙二醇改性殼聚糖膜，然后用BSA對(duì)改性后的殼聚糖進(jìn)行吸附測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)顯示5h吸附效果較理想。

[1] 廖曉玲,徐文峰.一種自組裝藥用復(fù)合面膜的制備方法:CN201110442609.0[P].2012-06-27.

[2] 徐開(kāi)俊,黃銀輝,阮攀,等. 一種凝膠面膜基質(zhì)及其制備工藝:CN201410211485.9[P].2014-08-13.

[3] 楊蓉婭,宋青青,吳新華,等.一種用于激光治療的水凝膠面膜及其制備方法:CN201410572208.0[P].2015-01-28.

[4] 楊心督,張其清.聚乙二醇修飾殼聚糖在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J].中國(guó)藥師,2015(6):1014-1016.

[5] A.Anitha,S.Sowmya,P.T.Sudheesh Kumar,et al.Chitin and chitosan in selected biomedical applications[J].Progress in Polymer Science, 2014,39:1644-1667.

[6] Szu-Hsien Chen,Ching-Ting Tsao,Chih-Hao Chang,et al.Synthesis and Characterization of Reinforced Poly(ethylene glycol)/Chitosan Hydrogel as Wound Dressing Materials [J]. Macromolecular Materials and Engineering,2013,298:429-438.

[7] Szu-Hsien Chen,Ching-Ting Tsao,Chih-Hao Chang,et al.Assessment of reinforced poly(ethylene glycol) chitosan hydrogels as dressings in a mouse skin wound defect model[J]. Materials Science and Engineering C,2013,33:2584-2594.

[8] Cheng-Han Yang,Szu-Hsien Chen,Yun-Wen Pan,et al.Preparation and characterization of methoxy-poly(ethylene glycol) side chain grafted onto chitosan as a wound dressing film[J].Journal of Applied Polymer Science,2015,132:42340.

R318.08

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1007-550X（2017）07-0037-04

10.3969/j.issn.1007-550X.2017.07.003

2017-06-18

于玲（1987- ），女，廣西蒼梧縣人，學(xué)士學(xué)位，主要從事日用化妝品研究與開(kāi)發(fā)。