聚乙二醇改性殼聚糖膜的制備與表征

于 玲

（福建省輕工業研究所，福建 福州 350005）

聚乙二醇改性殼聚糖膜的制備與表征

于 玲

（福建省輕工業研究所，福建 福州 350005）

研究利用聚乙二醇對殼聚糖進行改性，制備聚乙二醇改性殼聚糖膜，并對所得的膜進行表征。結果表明：采用0.25g聚乙二醇（PEG6000，98%）對殼聚糖（1.0g）進行改性，制備聚乙二醇改性殼聚糖膜，然后用BSA對改性后的殼聚糖進行吸附測試，測試數據顯示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離子的高分子化合物，具有促進細胞生長的獨特生物活性及對細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，這些性質使它成為一種優異的面膜基材。由于殼聚糖不溶于水和普通有機溶劑，因此限制了其應用范圍，但是可以通過改性來擴大其應用范圍。近年來已有一些基于改性殼聚糖的面膜專利報道[1-3]，主要是利用海藻酸鈉、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等對殼聚糖進行改性，但上述改性方法難以獲得連續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。近期一些研究結果表明，殼聚糖和聚乙二醇反應形成的水凝膠有助于快速修復皮膚傷口或缺陷[6-8]，為綠色、安全、高效的仿生膜技術開發提供了新的思路。

文章通過利用聚乙二醇對殼聚糖進行改性，制備聚乙二醇改性殼聚糖膜，并對所得的膜進行表征。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

殼聚糖：生化試劑BR，國藥集團化學試劑有限公司；聚乙二醇（PEG6000，≥98%）：化學純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，國藥集團化學試劑有限公司；牛血清白蛋白（Bovine serum albumin，簡稱：BSA，96%）：生物技術級，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；紫外可見分光光度計（UV-1800），日本島津公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 膜質的制備

稱量3份1.0g殼聚糖粉末，溶解在質量分數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培養皿中，剩余溶液分別置于150 mm培養皿中；將混合溶液在50℃下干燥24h，使溶液固化為凝膠狀膜質；干燥后，將膜質浸入1%的NaOH溶液中剝離，并用去離子水反復洗滌3次，清除殘留的堿；將150mm培養皿中的膜質置于室溫下風干，制得干膜樣品。

1.2.2 膜質理化性能的表征

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

1.2.3 膜質生化性能的表征

分別從每個未風干的濕膜樣品中取3份大小為10mm×10mm的濕膜片；取3份50mg牛血清白蛋白（BSA），分別加入體積分數為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行為期1h、5h和10h的蛋白吸附；將吸附完成后的膜質用去離子水洗滌3次以去除過量未吸附的BSA；向每份膜質中加入10mL、體積分數為70%的異丙醇溶液，在室溫下進行為期48h的脫附；將脫附得到的異丙醇溶液進行紫外分光光度分析。

2 結果與討論

2.1 膜質理化性能的表征

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，殼聚糖膜質的孔徑越來越小，孔的分布越來越密集，并且膜質表面越來越不光滑，褶皺明顯增多。

2.1.2 利用FTIR對所制備的膜進行分析：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的位置幾乎一樣，在波數1650～1655 cm-1、1585～1590cm-1處均有特征峰出現。這說明了殼聚糖與PEG分子之間的相互作用力較小，PEG的羥基能與殼聚糖膜質體末端的羥基之間形成氫鍵，從而改善了膜質的物理性能。但是過多的PEG的加入會使羥基與其他基團的作用增強，反而會抑制氫鍵的形成。因此，選擇合適的PEG加入的量是關鍵。

圖1 3組實驗膜質的SEM照片

圖2 3組膜質的FTIR譜圖

2.2 膜質生化性能的表征

從表1、表2和表3的紫外可見分光光度分析實驗結果表明，膜質對蛋白在1h時的吸附能力第2組＞第1組＞第3組，在5h時的吸附能力第3組＞第2組＞第1組，在10h時的吸附能力第1組＞第3組＞第2組。

這表明，在中短時間吸附時，中等量的PEG對吸附的增強效果比少量和大量的效果高。但在長時間吸附時，少量的PEG更有助于膜質對蛋白的吸附。

表1 1h組脫附液進行紫外分光光度分析記錄（280 nm）

表2 5h組脫附液進行紫外分光光度分析記錄（280 nm）

表3 10h組脫附液進行紫外分光光度分析記錄（280 nm）

3 結論

利用聚乙二醇對殼聚糖進行改性，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%）對殼聚糖（1.0g）進行改性，制備聚乙二醇改性殼聚糖膜，然后用BSA對改性后的殼聚糖進行吸附測試，測試數據顯示5h吸附效果較理想。

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

[2] 徐開俊,黃銀輝,阮攀,等. 一種凝膠面膜基質及其制備工藝: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學領域的研究進展[J].中國藥師,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

A

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，學士學位，主要從事日用化妝品研究與開發。