1.本发明涉及一种耐辐照降解的壳聚糖溶液及其辐照灭菌方法，属于生物材料加工技术领域。
背景技术：
2.壳聚糖是甲壳素脱乙酰话产品，广泛存在于虾、蟹和昆虫外科。壳聚糖作为一种天然的高分子材料，广泛应用于医用材料领域，可以用于制造壳聚糖壳聚糖膜、壳聚糖支架。壳聚糖也可以溶于酸性溶液中制成壳聚糖抗菌成膜喷剂。目前医用材料的灭菌采用湿热蒸汽灭菌和辐照灭菌，都会造成壳聚糖分子量的下降。 壳聚糖在经过钴-60灭菌后， 引发壳聚糖主链上β-（1
→
4）醚键的断裂，造成其粘度大幅度下降，这影响了壳聚糖溶液的成膜性以及抗菌性能。
3.中国专利cn1563106a公开了辐射法制备小分子量或水溶性糖的方法，中国专zl201710883206.7公开了一种低分子量壳聚糖的制备方法，现有技术仅公开了如何通过辐射制备低分子壳聚糖的方法，目前尚未有降低液体壳聚糖辐照降解的技术。因此，亟需一种辐照灭菌的方法，能够进行有效的灭菌并能减缓壳聚糖溶液的降解。
技术实现要素：
4.为了解决上述问题，本发明提供一种耐辐照降解的壳聚糖溶液，从而减缓壳聚糖溶液的降解，提高辐照灭菌效果。
5.壳聚糖溶液在空气中被辐照引起壳聚糖的降解，发明人意外地发现可以通过向壳聚糖溶液中加入甘油、正丁醇和丙二醇降低壳聚糖的降解。
6.本发明提供一种耐辐照降解的壳聚糖溶液，其特征在于，按照质量百分比计，所述壳聚糖溶液含有以下组分：壳聚糖0.5%-2% ；冰醋酸0.25%-1%；甘油4%-6%；正丁醇3%-4%；丙二醇0.6%-1%；余量为水；优选地，所述壳聚糖溶液含有以下组分：壳聚糖0.9%-1.6% ；冰醋酸0.45%-0.8%；甘油4.5%-5.3%；正丁醇3.2%-3.7%；丙二醇0.73%-0.92%；余量为水；
优选地，所述壳聚糖溶液含有以下组分：壳聚糖 1% ；冰醋酸0.5%；甘油5%；正丁醇3.5%；丙二醇0.8%；余量为水；优选地，所述壳聚糖的粘均分子量为110-423kda；优选地，所述壳聚糖的粘均分子量为231kda；优选地，所述壳聚糖的脱乙酰度≥85%；优选地，所述甘油、壳聚糖的、丙二醇的质量比为（40-60）：（30-40）：（6-10）；优选地，所述甘油、壳聚糖的、丙二醇的质量比为（45-53）：（32-37）：（7.3-9.2）；优选地，所述甘油、壳聚糖的、丙二醇的质量比为50：35：8。
7.本发明还提供一种耐辐照降解的壳聚糖溶液的辐照灭菌方法，按照以下步骤制成：1）将上述的耐辐照降解的壳聚糖溶液包装；2）辐照灭菌。
8.优选地，步骤2）中的辐照为60co-γ射线。
9.优选地，步骤2）中辐照剂量为3 kgy
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30kgy。
10.有益效果本发明通过在耐辐照降解的壳聚糖溶液中加入甘油、正丁醇和丙二醇，可以减少壳聚糖溶液辐照过程壳聚糖的降解，提高壳聚糖溶液稳定性，同时提高壳聚糖溶液成膜阻菌效果。
具体实施方式
11.下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。
12.以下实施例中所用的试剂是通过商业途径购买；壳聚糖：阿拉丁化学试剂有限公司，脱乙酰度为≥85%，粘均分子量分别为110kda、231kda、423kda。
13.实施例1：耐辐照降解的壳聚糖溶液的制备：将5g粘均分子量110kda，脱乙酰度≥90%的壳聚糖加入500g纯化水中，加入冰醋酸2.5g，搅拌，使壳聚糖充分溶解，继续搅拌加入40g甘油，30g正丁醇，6g丙二醇，定容至1l，搅拌10分钟至溶液混合均匀；耐辐照降解的壳聚糖溶液灭菌：1）将混合溶液灌装成壳聚糖溶液；2）对壳聚糖溶液进行辐照，采用60co γ-射线在室温下进行辐照（广州华大生物科技有限公司），剂量为3-6kgy，辐照后壳聚糖的黏均分子量为80.3kda。
14.实施例2：
耐辐照降解的壳聚糖溶液的制备：将10g粘均分子量231kda，脱乙酰度≥90%的壳聚糖加入500g纯化水中，加入冰醋酸5g，搅拌，使壳聚糖充分溶解，继续搅拌加入50g甘油，35g正丁醇，8g丙二醇，定容至1l，搅拌10分钟至溶液混合均匀；耐辐照降解的壳聚糖溶液灭菌：1）将混合溶液灌装成壳聚糖溶液；2）对壳聚糖溶液进行辐照，采用60co γ-射线辐照灭菌（广州华大生物科技有限公司），剂量为8-16kgy，辐照后壳聚糖的黏均分子量为194kda。
15.实施例3：耐辐照降解的壳聚糖溶液的制备：将20g粘均分子量423kda，脱乙酰度≥90%的壳聚糖加入500g纯化水中，加入冰醋酸10g，搅拌，使壳聚糖充分溶解，继续搅拌加入60g甘油，40g正丁醇，10g丙二醇，定容至1l，搅拌10分钟至溶液混合均匀；耐辐照降解的壳聚糖溶液灭菌：1）将混合溶液灌装成壳聚糖溶液；2）对壳聚糖溶液进行辐照，采用60co γ-射线辐照灭菌（广州华大生物科技有限公司），剂量为14-28kgy，辐照后壳聚糖的黏均分子量为308.79kda。
16.实施例4：耐辐照降解的壳聚糖溶液的制备：将9g粘均分子量231kda，脱乙酰度≥90%的壳聚糖加入500g纯化水中，加入冰醋酸4.5g，搅拌，使壳聚糖充分溶解，继续搅拌加入45g甘油，32g正丁醇，7.3g丙二醇，定容至1l，搅拌10分钟至溶液混合均匀；耐辐照降解的壳聚糖溶液灭菌：1）将混合溶液灌装成壳聚糖溶液；2）对壳聚糖溶液进行辐照，采用60co γ-射线辐照灭菌（广州华大生物科技有限公司），剂量为8-16kgy，辐照后壳聚糖的黏均分子量为179.5kda。
17.实施例5：耐辐照降解的壳聚糖溶液的制备：将16g粘均分子量231kda，脱乙酰度≥90%的壳聚糖加入500g纯化水中，加入冰醋酸8g，搅拌，使壳聚糖充分溶解，继续搅拌加入53g甘油，37g正丁醇，9.2g丙二醇，定容至1l，搅拌10分钟至溶液混合均匀；耐辐照降解的壳聚糖溶液灭菌：1）将混合溶液灌装成壳聚糖溶液；2）对壳聚糖溶液进行辐照，采用60co γ-射线辐照灭菌（广州华大生物科技有限公司），剂量为8-16kgy，辐照后壳聚糖的黏均分子量为179.5kda。
18.对比例1：与实施例2相比，区别点仅在于，对比例1不含有正丁醇，仅含有43g丙二醇；对比例2：与实施例2相比，区别点仅在于，对比例2不含有丙二醇，仅含有43g正丁醇；
对比例3：与实施例2相比，区别点仅在于，对比例3中含有正丁醇10g，含33g丙二醇；对比例4：与实施例2相比，区别点仅在于，对比例4不含有正丁醇和丙二醇，含有43g异丙醇；对照组：与实施例2相比，壳聚糖溶液未灭菌；试验例一、分子量测定试验材料：实施例1-5，对比例1-4制备的壳聚糖溶液试验方法：用乌氏粘度计测定壳聚糖的粘均分子量，采用潘祖仁.高分子化学.第五版.化学工业出版社，2014.1的方法测定，使用乌氏粘度计在25
±
0.5℃的恒温水槽中测定粘均分子量，如表1：样品初始粘均分子量/*kda辐照后粘均分子量/*kda分子量下降比例实施例111080.327.30%实施例223119416%实施例3423308.7927%实施例4231179.522.3%实施例5231183.420.6%对比例1 231 109 52.8%对比例2 231 86 62.7%对比例3 2316273.20%对比例4 23113740.70%对照组 231 224 3%由表1可知，壳聚糖溶液中壳聚糖的分子量、丙二醇、甘油、正丁醇的加入会影响辐照后壳聚糖溶液的降解，分子量越小，降解率越高，对比例1-4与实施例2相比，区别为丙二醇和正丁醇的含量，对比例1不含有正丁醇，壳聚糖的粘均分子量下降了52.8%，对比例2不含有丙二醇，壳聚糖的粘均分子量下降62.7%，对比例3含有正丁醇10g，含33g丙二醇，壳聚糖粘均分子量下降73.2%，对比例4不含有正丁醇，用异丙醇替代正丁醇，壳聚糖的粘均分子量下降40.7%。
19.试验例2、壳聚糖溶液的成膜性将实施例1-3，对比例1-4，对照组制备的壳聚糖溶液，在温度20℃-25℃，相对湿度70%的条件下，将壳聚糖溶液喷涂在干燥的平板玻璃上流延铺平，测试成膜时间。
20.表2 成膜时间样品成膜时间（min）实施例19实施例28实施例37对比例123对比例225对比例322
对比例412对照组9由表2可知，壳聚糖溶液中同时添加甘油、正丁醇和丙二醇可以缩短成膜时间，成膜时间是由壳聚糖的分子量所决定的，由于壳聚糖溶液辐照后分子量降低，实施例1-3由于甘油、正丁醇和丙三醇的加入，可以降低壳聚糖的辐照降解，分子量越大成膜性越好，因此，实施例1-3的成膜时间要低于对比例。
21.试验例3、阻菌性能测试：材料：
①
菌株：金黄色葡萄球菌标准菌株，其在培养基上增菌后可见典型菌落，并且能够正常传代。
22.②
样品：实施例1-3及对比例1-4的壳聚糖溶液。
23.实验：在琼脂糖培养基平皿中，实施例1-3的壳聚糖溶液按每平方厘米1ml用量分别喷于培养基表面。对照例1至4按每平方厘米1ml的用量涂覆于培养基表面，涂覆壳聚糖膜后置于无菌环境中敞开培养皿，形成40mm
×
40mm方形壳聚糖溶液区，待其成膜。60min后，在培养基表面喷洒沙雷氏菌气溶胶，盖上培养皿盖子。置37℃培养24h，观察壳聚糖膜覆盖处与未覆盖处菌落生长状况。
24.然后去除壳聚糖膜，将去除壳聚糖膜的培养基置37℃继续培养24h，观察覆盖处与未覆盖处菌落的生长状况。每组连续操作3次以观察重现性。结果如下表3所示。
25.表3 阻菌效果测试
样品实施例1实施例2实施例3对比例1对照例2对照例3对照例4壳聚糖膜未揭的菌落生长情况原壳聚糖膜覆盖处无菌落生长，其余部分长满细菌原壳聚糖膜覆盖处无菌落生长，其余部分长满细菌原壳聚糖膜覆盖处无菌落生长，其余部分长满细菌原壳聚糖膜覆盖处及其余部分皆长细菌原壳聚糖膜覆盖处及其余部分皆长细菌原壳聚糖膜覆盖处及其余部分皆长细菌原壳聚糖膜覆盖处及其余部分皆长细菌揭去壳聚糖膜后的菌落生长情况原壳聚糖膜覆盖处无菌落生长，其余部分长满细菌原壳聚糖膜覆盖处无菌落生长，其余部分长满细菌原壳聚糖膜覆盖处无菌落生长，其余部分长满细菌原壳聚糖膜覆盖处及其余部分皆长细菌原壳聚糖膜覆盖处及其余部分皆长细菌原壳聚糖膜覆盖处及其余部分皆长细菌原壳聚糖膜覆盖处及其余部分皆长细菌壳聚糖膜未揭时原壳聚糖膜覆盖处菌落生长率/(%)///25.6
±
7.815.8
±
5.927.6
±
8.223.9
±
6.9揭去壳聚糖膜后原壳聚糖膜覆盖处菌落生长率/(%)///32.5
±
6.729.6
±
9.638.9
±
7.634.8
±
8.4
由表3可知，实施例1-3的培养基原壳聚糖膜覆盖处均无菌落生长，而其余部分则长满细菌，未揭去壳聚糖膜时的状态与揭去壳聚糖膜继续培养24h后的状态完全相同，说明壳聚糖溶液中同时添加甘油、正丁醇和丙二醇可以形成壳聚糖膜，具有阻菌效果，而对比例1-4未揭去壳聚糖膜与揭去壳聚糖膜继续培养24h后均有菌落生长，说明壳聚糖溶液的正丁醇和丙三醇可以促进壳聚糖溶液成膜。
26.以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。