绿原酸-壳聚糖接枝物的合成与生物活性的研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

课题意义

壳聚糖(cs)是甲壳素经脱乙酰化的产物，即脱乙酰基甲壳素，它有类同于葡聚糖胺的结构特性，在其大分子结构中含有丰富的羟基和氨基，这些活性基团可以和其它物质的分子发生化学反应，通过酰化、羟基化、氰化、醚化、烷基化、酯化、酰亚胺化、叠氮化、成盐、螯合、水解、氧化、卤化、接枝与交联等反应，可制备壳聚糖衍生物^[1]。它无毒副作用，具有良好的生物可降解性^[2]、生物相容性^[3]、抗菌性^[4]、低毒性^[5]及特殊的生理活性，并且具有表面多孔结构，是一种良好的药物缓释剂和保水剂。因分子中含有氨基，成为天然阳离子絮凝剂。作为一种化学改性聚合物，壳聚糖在许多方面都显示出独特的功能特性，在食品、农业、水处理、日化及生物医学工程等领域都有很高的实用价值^[6]，其自然资源极其丰富，是仅次于纤维素的第二大有机资源^[7]。绿原酸(chlorogenic acid, cga),化学名3-0-咖啡酰奎宁酸(3-o-cqa),绿原酸带有活泼的酚羟基，在遇到氧气时，通过自身先氧化而保护其他物质被氧化，因此是一种较好的抗氧化剂。有实验已经证明绿原酸具有良好的降血糖、抗菌、抗病毒、抗氧化能力的性质^[8]，因此通过接枝的方法，将绿原酸接枝到壳聚糖支链上，能增强壳聚糖的抗氧化活性和其他生物活性。

国内外研究概况

化学改性修饰可有效改善壳聚糖的结构功能性质,常用的化学改性方法有羟基化、羧基化和酯化等。其中,与多酚交联是一种安全的化学改性方法,其可提升壳聚糖的抗氧化性和溶解性等功能特性,因而该法得到了越来越多的关注。当前,壳聚糖与多酚共价复合物的制备研究集中于酶法诱导反应和自由基诱导反应。近几年,接枝反应是研究的热点，现已得到国内外的关注，即通过寻找合适的反应媒介，将小分子物质有效地接枝到大分子多糖链上，进而赋予多糖物质的多种性质。

应用前景

2. 研究的基本内容和问题

研究的目标、内容

合成接枝率较高的绿原酸-壳聚糖接枝复合物，使复合物的抗氧化活性和抑菌活性及对淀粉酶活性的抑制作用明显高于单纯的壳聚糖。

通过1-乙基-3-（3-二甲氨丙基）碳二亚胺盐酸盐（edchcl）和1-羟基苯并三氮唑一水（hobt）的介导，可在较为温和的条件下将绿原酸接枝到壳聚糖大分子链上，通过调节绿原酸与壳聚糖的比例，可以人为控制接枝率，找出最优条件。进行紫外-可见光全波长扫描和氢原子核磁共振验证绿原酸是否成功的接枝到壳聚糖上。在进行测定绿原酸-壳聚糖接枝复合物的抗氧化指标，看其抗氧化能力对于单纯的壳聚糖有较大的提高。最后通过测定不同接枝率的绿原酸-壳聚糖接枝物对淀粉酶的抑制能力，验证其抑制能力随着接枝率的提高而增大。

3. 研究的方法与方案

通过1-乙基-3-（3-二甲氨丙基）碳二亚胺盐酸盐（edchcl）和1-羟基苯并三氮唑一水（hobt）的介导，可在较为温和的条件下将绿原酸接枝到壳聚糖大分子链上，通过调节绿原酸与壳聚糖的比例，可以人为控制接枝率，找出最优条件。进行紫外-可见光全波长扫描和氢原子核磁共振验证绿原酸是否成功的接枝到壳聚糖上。在进行测定绿原酸-壳聚糖接枝复合物的抗氧化指标，看其抗氧化能力对于单纯的壳聚糖有较大的提高。最后通过测定不同接枝率的绿原酸-壳聚糖接枝物对淀粉酶的抑制能力，验证其抑制能力随着接枝率的提高而增大。

可行性分析

通过广泛查阅文献，并进行了预实验，发现可以通过1-乙基-3-（3-二甲氨丙基）碳二亚胺盐酸盐（edchcl）和1-羟基苯并三氮唑一水（hobt）的介导，可在较为温和的条件下将绿原酸接枝到壳聚糖大分子链上，通过调节绿原酸与壳聚糖的比例，可以人为控制接枝率，找出最优条件。所以实验计划顺利进行。

4. 研究创新点

当前,壳聚糖与多酚共价复合物的制备研究集中于酶法诱导反应和自由基诱导反应。本实验则建立了一种新颖的方法能够得到高接枝率的绿原酸-壳聚糖接枝物复合物，并研究了接枝后对于壳聚糖的影响，尤其是抗氧化活性的改变。即使用碳二亚胺法交联制备生物聚合物,碳二亚胺具有无毒和生物相容性好等特点，具有更大的应用潜力和商业价值。此外,碳二亚胺法制备过程的中间产物容易除去,可保证反应产物的高纯度。利用紫外-可见光全波长扫描（UV-vis）和核磁共振（NMR spectra）等技术手段对绿原酸-壳聚糖接枝复合物进行结构鉴定并验证接枝复合物的形成,进而分析绿原酸-壳聚糖接枝复合物的抗氧化活性和其他生物活性。

5. 研究计划与进展

2016/2-2016/3计划完成绿原酸-壳聚糖接枝复合物的合成

2016/4计划完成绿原酸-壳聚糖接枝复合物的抗氧化活性研究以及对淀粉酶活性的抑制作用的研究

2016/5 计划完成绿原酸-壳聚糖接枝复合物对淀粉酶抑制活性的研究