海藻酸钠――环境友好高分子材料

海藻酸盐环境友好高分子材料3150178袁健引言资源枯竭与环境污染目录一、海藻酸盐简介二、海藻酸盐的应用三、重要的海藻酸盐——海藻酸钠四、总结一、海藻酸盐简介1.1海藻酸盐海藻酸盐是一种从褐色海藻中提取出的天然多糖，分子通式为(C6H7O6X)y，由β-D-甘露糖醛酸（M单元）与α-L-古洛糖醛酸（G单元）依靠β-1,4-糖苷键连接并由不同比例的GM、MM和GG片段组成的共聚物。1/191.2海藻酸盐的分类海藻酸盐的通式为(C6H7O6X)y，其中X可为H、Na、K、Ca等。海藻酸海藻酸钠海藻酸钙的蛋盒结构2/19由于甘露糖醛酸M、古洛糖醛酸G分子构象的不同，从而造成M段、G段和MG交替段各种性质的差异，使得海藻酸盐类的性质根据链段组成的不同有着一些差别。3/19在医学上，M段具有抗凝血性，可用来制备抗凝血和心脑血管药物；而G段具有止血、凝血功能，可用来制作止血粉、止血剂或织成止血纱布等。M段在低pH酸性介质中可溶，而G段在低pH值酸性介质中难溶。M段是分子链伸展型而G段分子链是卷曲螺旋型的。“MG”交替型性能介于两者之间。M段含量高的海藻酸胶，酯化速度较快，酯化度可达90％以上，乳化稳定性能最好。开发新的海藻酸衍生物时，如将海藻酸与十八碳环氧物反应，应该选用适当M/G组成和分布的海藻酸，以得到所需性能的产品。4/191.3海藻酸盐的制备过程海草（藻）碾碎，水洗，强碱水萃取粗海藻酸盐溶液氯化钙沉淀带色海藻酸钙脱色，脱味，酸处理海藻酸钙海藻酸钠碳酸钾海藻酸钾…5/19二、海藻酸盐的应用2.1开发海洋活性药物海洋活性药物，是利用从各种海洋生物中提取出的具有生物活性的化合物所开发出来的新型药物。而海藻酸盐作为从海藻中提取出的一种天然多糖，正是可以用于开发海洋活性药物的新对象。用海藻酸系列原材料可开发抗肿瘤、抗病毒、抗放射、抗衰老、抗心脑血管疾病的海洋药物。6/19心脑血管药物藻酸双酯钠（PSS）是从海带等海藻中分离提取的海藻酸，经化学修饰组成的一种半合成的多糖硫酸酯。它具有明显的抗凝血、降低血粘度、降低血脂、抑制红细胞和血小板聚集，以及改善微循环的作用。PSS治疗缺血性心脑血管疾病总有效率达91%-98%。7/19以褐藻酸糖胶为原料开发的肾海康(FPS)，治疗慢性肾衰，对中早期肾衰效果好，无毒副作用，特别对改善肾功能，提高肾脏对肌酐清除率效果尤为显著，现已按国家二类新药获准进入临床研究。低分子海藻酸及海藻酸盐是生产各种治疗心血管疾病的主要原料，其中低分子海藻酸钾被誉为生命活化因子，可有效的净化血液环境，养护血管，阻止血黏度增高，减少血栓的生成，使血管保持年轻状态，防止糖尿病、动脉硬化、高血压、冠心病、呼吸系统疾病及肝脏病的发生。8/192.2在外科修复上的应用当海藻酸钙海绵用于伤口接触层时，即与创口渗出液及血液中的钠离子与钙离子进行交换，释放出钙离子并在创口表面形成一凝胶薄层。由于钙离子释放，加速了毛细血管末端中血块的形成，从而达到迅速止血。9/192.3在食品保鲜上的应用有良好的成膜性能，而且透气性好，能调节水分的蒸发，抑制呼吸强度，形成自发性气调作用，从而调节O2和CO2比例。此外，海藻酸钠还具有良好的粘性和凝胶特性，能与除镁、汞以外的二价金属离子发生快速离子交换反应，形成海藻酸钠凝胶。海藻酸钠的抑菌作用可有效抑制微生物的繁殖，延长保鲜期。2.4在其他领域的作用工业上，海藻酸盐可以快速的吸收水分，可以在造纸和纺织行业中用作脱水剂和上浆剂。在食品业，是以海藻酸钠或海藻酸钾的形式在食品工业中被用作乳化剂或增稠剂，是冰激凌、奶昔等食品的常见成分。造纸工业：施胶。矿业：浮选取剂、钻探泥浆调整剂。橡胶工业：胶乳浓缩剂。10/19三、重要的海藻酸盐——海藻酸钠3.1海藻酸钠海藻酸钠（sodiumalginate）又称褐藻酸钠，是从褐藻或细菌中提取出的一种天然多糖物质。海藻酸钠（C6H7O8Na）n是α－Ｌ－甘露糖醛酸（Ｍ单元）与β－Ｄ－古罗糖醛酸（Ｇ单元）依靠1,4－糖苷键连接并由不同比例的ＧＭ、ＭＭ和ＧＧ片段组成的共聚物。11/193.2海藻酸钠的性质海藻酸钠为白色或淡黄色粉末，几乎无臭无味。溶于水，不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂，溶于水成粘稠状液体。具有良好的生物性和生物降解性，这也为海藻酸钠的绿色应用提供的基础。12/192.3海藻酸钠作为药物载体的开发聚合物的生物相容性或对生物组织的免疫原性是决定其能否作为药物释放载体与组织工程材料的主要因素之一，海藻酸具有良好的生物粘着性。药剂学中利用海藻酸钠的溶解度特性、凝胶和聚电解质作为缓释制剂的载体、包埋剂或生物粘附剂，利用其水溶胀性，作为片剂崩解剂，利用其成膜性，制备微囊，利用其与二价离子的结合性，曾作为软膏基质或混悬剂的增粘剂，其中作为缓释制剂的骨架和包埋和微囊材料等尤为重要。13/192.3.1海藻酸钠作为缓释包衣材料海藻酸钠为水溶性聚合物，常用于片剂制备作粘合剂和崩解剂，其与钙盐作用，与钙离子发生交链形成的钙盐不溶于水，它形成的衣膜具控制药物释放速率的能力。14/192.3.2海藻酸钠与果胶在结肠给药上的应用消化道内胃的pH为0.9-1.5，小肠为6.0-6.8。在结肠为6.5-7.5，海藻酸钠，果胶都是酸性多糖，在胃内低pH环境中不溶解，在肠道碱性环境下溶解，同时可被结肠酶系降解，而且由于果胶，海藻酸可吸收体内的铅、镉等重金属的积累。对高血压、便秘等慢性病有一定疗效，并可降低血糖、血脂、减少胆固醇，具有防癌、抗癌等作用。15/19酶触型结肠靶向吲哚美辛微丸16/192.3.3海藻酸钠在微球、微囊上的应用海藻酸钠作为囊材具有如下优点：①性质稳定；②有合宜的释药速率；⑨无毒无刺激性；④能与药物配伍，不影响药物的药理作用及含量测定；⑤有一定的强度及可塑性，能完全包封囊心物，或药物与附加剂能比较完全地进入球的骨架内；⑥具有符合要求的粘度、渗透性、亲水性、溶解性等特性。海藻酸与聚赖氨酸、海藻酸与乙酸壳多糖、海藻酸与白蛋白等合用作复合囊材，因海藻酸钙不溶于水，故海藻酸钠可用CaCl2固化成。17/19壳聚糖/海藻酸钠电镜与光学显微镜图18/19四、总结海藻酸盐类作为一类天然高分子材料，具有无毒无害，稳定性强，安全性高等特点。海藻酸盐具备的优良的生物相容性和生物可降解性，使其成为一种用途广泛的环境友好高分子材料。在未来，海藻酸盐类将会开发出更多应用，作为人们用于环境保护的首选材料之一。19/19