双亲性羧甲基壳聚糖钠盐席夫碱的合成及其作为(4)

壳聚糖是最丰富的天然材料之一,具备优良的生物相容性、生物可降解性、无毒和低致敏性等特点,自1990年初应用于制药领域以来,在药物传递方面显示了广阔的应用前景[4-5]．壳聚糖具有活泼的羟基和氨基使其可以进行多种化学改性,进而改善或赋予壳聚糖的药剂辅料特性[6-7]．

本研究基于双亲性大分子设计原理,通过取代反应在壳聚糖羟基上引入亲水性的羧甲基,再通过与柠檬醛发生席夫碱反应在壳聚糖氨基上引入疏水长链,构建壳聚糖基双亲性大分子,然后对其黏性、润湿和抗菌性能进行测试,并考察其能否作为稳定剂提高炉甘石混悬剂的稳定性．

1 实 验

1.1 主要原料与仪器

壳聚糖,分子质量为50 ku,去乙酰化度≥95%,浙江澳兴生物科技公司;氯乙酸、异丙醇、氢氧化钠、乙醇、甲醇和柠檬醛等均为化学纯,吐温-80为药用级,阿拉丁试剂(上海)有限公司．羧甲基纤维素钠,化学纯,国药集团化学试剂有限公司．

LGJ-18B冷冻干燥机(北京松源华兴科技发展有限公司);Bruker Avance Ⅲ型(500 MHz)核磁共振(NMR)波谱仪(Bruker公司);Vario Micro 元素分析仪(Elementar公司);NDJ-5S旋转黏度计(上海昌吉地质仪器有限公司)．

1.2 合成及表征

1.2.1 o-羧甲基壳聚糖钠盐(CMCNa)的合成

图1 CMCCNa的合成Fig.1 Synthesis of CMCCNa

1.3 基本性能测试

1.3.1 黏度测试

配制不同质量分数(0.5%,1%和2%)的CMCNa和CMCCNa水溶液各100 g,静置24 h充分溶胀,在25 ℃下采用旋转黏度计测定其黏度,实验重复3次,取平均值．

1.3.2 亲水亲油平衡(HLB)值测试

将CMCCNa一系列产物各准确称取0.5 g,于25 ℃下采用水数法[10]进行测定,实验重复3次,取平均值．

1.3.3 抗菌能力测试[11-12]

选用LB作为培养基,配制1×104μg/mL的样品水溶液作为样品母液,培养基和母液均在121 ℃热压灭菌20 min．实验菌株为大肠杆菌(Escherichiacoli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus),菌种使用前从冰箱中取出,连续培养2次以上进行菌种的活化,菌液浓度与0.5麦氏比浊管比对,使其约为108cfu/mL(cfu为菌落形成单位),备用．

采用倍半稀释法配制一系列浓度的样品培养基溶液,分别加入10 μL 浓度为105～106cfu/mL的菌液,37 ℃振荡培养24 h．以未加菌液但含相同浓度样品的培养液作参照,在600 nm处测定其吸光度．最低抑菌浓度(MIC)的确定需满足2个条件:1) 与前一个低浓度的吸光度相差2个数量级;2) 培养液呈澄清透明．测定中性条件下样品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC,实验重复3次,取平均值．

1.4 产物作为炉甘石混悬剂的稳定剂的可行性

1.4.1 炉甘石混悬剂的制备

取氧化锌10.5 g,置于乳钵中研细,炉甘石21 g分2次加入,研匀,过100目筛,分成6份(每份4.5 g),分别转入6个干燥乳钵中,并编号1～6.其中1～5号各加入50%(体积分数)甘油2.4 mL,6号加入2.4 mL水,研磨成糊状,确保平行操作;然后2～6号依次加入0.25 g CMCNa、0.25 g吐温-80、0.15 g CMCCNa-12、0.25 g CMCCNa-12、0.25 g CMCCNa-12,1号为对照组,分别再次研匀,确保平行操作;分别将乳钵中的混悬液转移至50 mL量杯中,加水定容至30 mL,共制备3批,备用．

图2 CMCNa(Ⅰ)和CMCCNa(Ⅱ)的1H-NMR谱图 spectra of CMCNa (Ⅰ) and CMCCNa (Ⅱ)

1.4.2 沉降体积比测定

取上述6种炉甘石混悬剂各10 mL转移至10 mL具塞量筒中,塞住筒口,同时用力振摇1 min后静置,记录原始沉降体积V0,于5,10,15,20,30,45,60,120 min测定沉降体积V,计算沉降体积比F=V/V0,F越接近1表示混悬剂越稳定．实验重复3次,取平均值．

1.4.3 重新分散实验

取上述6种炉甘石混悬剂各10 mL转移至10 mL具塞量筒中,塞住筒口,同时用力振摇1 min后静置2 h,然后将具塞量筒倒置翻转(一正一反为1次),记录混悬剂重新均匀分散所需要翻转的次数,所需翻转次数越少表示混悬剂越稳定．实验重复3次,取平均值．

2 结果与讨论

2.1 结构表征

CMCNa和CMCCNa-4的1H-NMR谱图见图2,其中δ4.79为D2O峰．参考文献[7,13]的数据可知,δ1.19～2.2属于柠檬醛的CH3和CH2的吸收峰,δ2.06 属于壳聚糖单体—COCH3的吸收峰,δ2.75属于壳聚糖单体上N—CH2—COONa的吸收峰,δ3.40 属于壳聚糖单体上N—CH2—COOD的吸收峰,δ3.6～3.9属于壳聚糖单体上H3～6的吸收峰,δ3.95～4.58属于壳聚糖单体上C—O—CH2—COOD的吸收峰,δ5.20 属于柠檬醛上CHC的吸收峰,δ8.46属于CHN亚胺键的吸收峰．上述数据表明,羧甲基已经接枝到壳聚糖单体的C6—OH上,但也有部分与C2—NH2发生反应,未反应的氨基与柠檬醛发生了席夫碱反应生成CMCCNa,因此目标产物成功合成．

文章来源：《金属功能材料》 网址: http://www.jsgncl.cn/qikandaodu/2021/0303/403.html