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材料导报A:综述篇
2013年4月(上)第27卷第4期
海藻酸钠疏水改性研究进展
许冠哲,刘神洞,于炜婷2,丁东慧',马小军2
(1大连大学环境与化学工程学院,大连116622;2中国科学院大连化学物理研究所,大连116023)
摘要针对亲水性海滐酸納徽胶貮的应用局服,总结了4种海藻酸钠疏水改性方法,即酯化法、酰胺化法、开
环氧化法、接枝共聚法;介绍了4种方法的新进展并比较了各种方法的优缺点,指出其作为新型材料可拓宽在化工
环保等领城的工业化应用。
关键词海藻酸钠疏水改性微胶囊
中图分类号:O636.9
文献标识码:A
Research Progress on Hydrophobic Modification of Sodium Alginate
XU Guanzhe LIU Xiudong YU Weiting, DING Donghui, MA Xiaojun
(1 College of Environment and Chemical Engineering, Dalian University, Dalian 1 1662; 2 Dalian Institute of
Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023)
Abstract In view of the limitation of hydrophilic sodium alginate microcapsules, the hydrophobic modification
of alginate is raised. Four kinds of hydrophobic modification methods, that is, esterification, amidation, opening oxi
dation, and graft copolymerization, are summarized. The progress of the four methods are introduced, and the advan
tages and disadvantages are compared. Finally, it is proposed to broaden the application of hydrophobically modified
alginate into chemical industry and environment protection
Key words sodium alginate, hydrophobic modification, microcapsule
0引言
藻酸钠水溶液在遇到钙、钡等二价阳离子时,会形成具有较
高机械强度的水凝胶?。研究表明,钠离子被钙离子等置
海藻酸钠( Sodium alginate,SA)是一种广泛存在于褐藻换,多糖长链中的GG片段与二价阳离子形成配位键,从而
类植物中的天然多糖。它由aL古罗糖醛酸( Guluronate,形成了三维网状结构的水凝胶,俗称“蛋格”结构?。在凝胶
G)和β-D甘露糖醛酸( Mannuronate.,M)通过1,4糖苷键聚过程中起主要作用的是古罗糖醛酸上的羧基氧原子。另外
合而成口,其结构如图1所示。海藻酸钠分子链中含有GG、一些二价阳离子也能和海藻酸钠形成凝胶,海藻酸钠对金属
GM、MM片段,且G、M的物质的量比随着褐藻类植物产地离子的亲和力次序为Pb+>Cu2+>Cde+>Ba2t>Sr2
及季节的变化而变化。海藻酸钠具有良好的生物相容性,在
Mn2,镁离子不能使海藻酸钠
生物技术、医用组织工程、エ业废水处理、纺织工业形成凝胶。尽管上述部分阳离子与海藻酸钠结合力比钙
等领域都有广泛应用,是一种很有前景的生物材料
离子更强,但是它们都具有一定的毒性,不适于用作生物材
COONA OH
NAOOC OH
料。因此,从离子结合强度和离子毒性两方面考虑,制备海
HO
藻酸钠凝胶仍首选钙离子。
OH
NAOOC OH
海藻酸钙胶珠貝有强亲水性和良好的生物相容性,而且
制备条件温和,因此,常将其与聚阳离子(如聚赖氨酸、壳聚
OH
糖)反应制备微胶囊,用于包埋动物细胞作为人工器官。通
NA0OC
常情况下,如果生物体内岀现了异体来源的细胞,免疫系统
G(C)→G(C)→M(C1)
MCC
会对其发起攻击而使移植失败。由于有海藻酸钙水凝胶提
图1海藻酸钠的结构
供的水环境以及微囊膜的保护,体内免疫系统(如抗体蛋白
Fig 1 Structure of sodium alginate
不能进人囊内,微囊化动物细胞克服了免疫排斥反应,可以
海藻酸钠可溶于水,不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。海在体内存活并生长代谢以分泌相关因子达到治疗疾病的目
兴国家自然科学基金(21276033);中国科学院战略性先早科技专项(XDA01030303);辽宁省“十百千高端人才引进工程”启动基金
许冠哲:男,1988年生,硕士生,研究方向为生物医用高分子材料 E-mail: kuguanzhe@sina,com刘抽涧:通讯作者,男,1972年
生,教授,硕士生导师,研究方向为生物材料与生物催化E-mai:liuxi@dicp.ac.cn马小军:男,1958年生,研究员,博士生导师,
研究方向为生物医学材料工程E-mail:max(@dicp.ac.cn