羟丙基壳聚糖接枝乳酸链球菌肽的制备及其性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来随着生物材料领域的发展日新月异，生物材料在医学领域的应用更加广泛，壳聚糖及壳聚糖衍生物在生物医用材料已经引起了研究者们广泛的关注。近年来，功能高分子材料在医用材料方面的应用受到重视。其中，壳聚糖的衍生物作为功能性高分子医用材料，其开发应用前景广阔。

羟丙基壳聚糖有生物降解性，在生物体内通过溶菌霉的作用分解；生物相容性，兼有高等动物组织中胶原质和高等植物组织中纤维素两者的生物功能，对动、植物都具有良好的适应性，与生物体的亲和性能体现在细胞水平上，产生抗原的可能性很小；具有加快伤口愈合能力，对受损的生物体能诱生特殊细胞，加快创伤愈合，特别是促进愈合张力的增长。无口服毒性，壳聚糖与体内存在的无毒氨基葡萄糖的结构类似，故作为人体服用材料应是安全的，试验也证明，它是安全的机体用材料。对血清中的中分子量物质具有高透过性。对血清蛋白质等血液成分的吸附能力很大。具有消炎、止血、镇痛、抑菌等性能。近年来，壳聚糖应用领域不断扩大，如医学领域、化工领域、生物工程领域等。另外，已有研究报告指出壳聚糖具有降血糖等功效。

乳酸链球菌肽，又乳酸链球菌素，是一种高分子多肽抗菌素类物质，分子量为3510d，主要有34个氨基酸所组成，在其羧基的末端为赖氨酸，氨基的末端为异亮氨酸，它的分子结构中含有不常见的氨基酸和硫醚环，这些基团使其具有功能特性，如耐酸性、低ph下的热稳定性和特殊的抗菌性。乳酸链球菌肽在非极性溶剂中不溶解，其在水中的溶解与ph成反比关系，随着ph的减小，其溶解度逐渐增大。乳酸链球菌肽（nisin）能抑制大部分 g＋菌及其芽孢的生长和繁殖，如葡萄球菌属、链球菌属、乳酸感球菌属、梭状芽孢杆菌属和芽孢杆菌属的细菌，特别是对金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、肉毒杆菌作用明显。近期的研究表明，nisin 与 edta 联合使用对沙门氏菌和格兰氏阴性菌有抑制作用。 nisin 对营养细胞的作用点是细胞质膜。它能抑制细胞壁中肽聚糖的生物合成， 使细胞壁质膜和磷脂化合物合成受阻，引起细胞内含物和 atp 外泻，使细胞裂解。

转谷氨酰胺酶是一种催化酰基转移反应的酶，其通过异肽键来催化蛋白质或多肽间发生酰基转移反应。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰产物，具有很好的生物可降解性、生物相容性、抗肿瘤活性、抑菌性、止血和促进伤口愈合等功能。转谷氨酰胺酶以蛋白质或多肽链上的谷氨酰胺残基的γ-酰胺基作为酰基供体，以游离氨基酸的ε-氨基、α-氨基、伯胺、水或蛋白质赖氨酸残基的ε-氨基、α-氨基作为酰基受体。

2. 研究的基本内容与方案

1. 用壳聚糖和环氧丙烷制备羟丙基壳聚糖。通过红外光谱，核磁共振技术对羟丙基壳聚糖的结构进行表征，并测定其取代度。

实验方案：称取6g碱化后的壳聚糖，加入16 ml 异丙醇，常温搅拌30min，加入0.16 ml四甲基氢氧化铵，常温搅拌2h。升温到45℃，加入20 ml环氧丙烷，搅拌20h，抽滤，收集固体产物。用600ml蒸馏水溶解固体产品，充分溶解后透析3天。在50℃下，恒温干燥24 h。

2. 用制备出的羟丙基壳聚糖，酶法接枝乳酸链球菌肽制备羟丙羟丙基壳聚糖-乳酸链球菌肽。通过红外光谱，核磁共振技术进行表征，用紫外分光光度法测定羟丙基壳聚糖接枝多肽的取代度。

3. 研究计划与安排

2016.01-2016.02 查阅资料，了解羟丙基壳聚糖、乳酸链球菌肽和转谷氨酰胺酶的相关知识；

2016.03-2016.04 制备出羟丙基壳聚糖，并测定其取代度；用制备出的羟丙基壳聚糖，酶法接枝乳酸链球菌肽制备羟丙基壳聚糖-乳酸链球菌肽；

2016.05-2016.06 考察羟丙基壳聚糖-乳酸链球菌肽的吸湿保湿性及生物相容性；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]李艳欢.壳聚糖的生物活性及其在保健食品中的研究进展[j].食品研究与开发,2009,30（4）：186-192.

[2] 施亦东,季莉等,水溶性羟丙基壳聚糖的制备与结构特征, 印染助剂[j];2006,23(3):26-30.

[3] fan, l., et al., transglutaminase-catalyzed grafting collagen on chitosan and its characterization. carbohydrpolym, 2014. 105: p. 253-9.

[4]zhu, x., et al., antibacterial activity of chitosan grafting nisin: preparation and characterization. reactive and functional polymers, 2015. 91-92: p. 71-76.