一种羟丙基壳聚糖取代度的测定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于径丙基壳聚糖取代度的检测方法研究及应用领域，设及一种径丙基壳 聚糖取代度的测定方法，具体设及一种红外吸收光谱法测定径丙基壳聚糖取代度的方法。 【背景技术】 壳聚糖具有良好的生物相容性、生物可降解性、稳定性、安全性，但其水溶性较差，只能 溶于酸性介质，而将壳聚糖径丙基化生成径丙基壳聚糖，则可改善其溶解性，从而大大拓宽 其应用领域与开发进程。经研究表明，径丙基壳聚糖具有溶解性、吸湿性、保湿性、成膜性、 起泡性、清除自由基、抗菌性、吸附性（QiengZ,etal.Effectsofhy化oxypropyldegree onphysiochemic曰1 曰ctivitiesofchitos曰nfromsquidpens.Intern曰tion曰1Journ曰1 ofBiologicalMacromolecules, 2014, 65:246 - 251;DongY,etal.Influenceofdegree ofmol曰retherific曰tiononcritic曰1liquidcryst曰1beh曰viorofhydroxypropyl chitosan.EuropeanPolymerJournal, 2001, 37 (8) : 1713 - 1720)，在医药、化妆品、食品、 造纸、纺织等领域均有广泛应用前景（宋福来等.壳聚糖即型水凝胶的理化性质、止血功能 和生物相容性研究.功能材料，2014, 45巧）：09065-09069 ;高兴爽等.径丙基壳聚糖的制 备、表征及其对角膜细胞生长的影响.中国海洋大学学报，2007,37:131-134;唐新峰.径丙 基壳聚糖制备及其作为中性造纸助剂的应用.武汉大学硕±论文，2005 ;季莉.HPCTS的制 备与性能及其在织物整理上的应用研究.四川大学硕±论文，2005;袁毅枠等.径丙基壳 聚糖的制备及其吸湿，保湿性研究.精细与专用化学品，2005;ZhangLetal.Effectof orally曰dministeredhydroxypropylchitos曰nonthelevelsofiron,copper,zinc andcalciuminmice.InternationalJournalofBiologicalMacromolecules,Volume 64,March2014,Pages25 - 29)〇 当发现径丙基壳聚糖具有如此潜在的应用价值，相关研究人员必然会进一步研究径丙 基在壳聚糖上的取代度（径丙基壳聚糖分子中每个氨基葡萄糖和N-乙酷氨基葡萄糖分子 上连接的径丙基的数量）对径丙基壳聚糖性能及其应用的影响，然而，却鲜见运方面的研 究报道。即便有文献报道，如发表在《中国海洋药物》上的"不同取代度的径丙基壳聚糖生 物降解性研究"（2004, 1:33-36)只是采用了《中国药典》二部的径丙基的测定方法，即，通 过氧化联合碱滴定法，但并未见取代度测试结果。国外文献Effectsofhy化oxypropyl degreeonphysiochemic曰1 曰ctivitiesofchitos曰nfromsquidpens.Intern曰tion曰1 JournalofBiologicalMacromolecules, 2014, 65:246 - 251；DongY,etal.Influence ofdegreeofmol曰retherific曰tiononcritic曰1liquidcryst曰1beh曰viorof hydroxypropylchitosan.EuropeanPolymerJournal, 2001, 37 (8) :1713 - 1720)在研究 取代度问题时，主要W元素分析法为主。 目前有文献报道的径丙基壳聚糖取代度的测定方法有元素分析法（张永勤， 张坤.元素分析法同时测定径丙基壳聚糖的取代度和水分.分析试验室，2014， 33(8) :978-980)、核磁氨谱法值ongY,etal.Influenceofdegreeofmolar etherificationoncriticalliquidcrystalbehaviorofhydroxypropylchitosan.EuropeanPolymerJournal,2001，37 (8) : 1713 - 1720;PengY,etal.Preparation andantimicrobialactivityofhydroxypropylchitosan.Carbohydrate Research, 2005, 340 (11) :1846 - 1851)和已公开的吸光光度法（专利【申请号】 201410841212.2)。 径丙基壳聚糖一般为高分子聚合物，分子内、分子间不同基团相互作用复杂，因此，在 核磁共振氨谱的分析方法中，用不同化学位移处氨质子的相对吸收强度来定量计算对应环 境下的氨质子数量很容易引入误差，而显著影响了取代度的准确计算。而元素分析法只用 到样品中的C，N质量比，并将H%的测量值与计算值相对照，参数单一且不受样品取代度高 低W及水分含量的影响，因此，常用于该取代度其它测定方法的参照与比较研究。上述两种 方法检测成本均较高，不适于作为径丙基壳聚糖生产企业和研究单位的大批量常规检测。 红外吸收光谱法的检测成本相对较低、且无须精密称取、溶解壳聚糖样品，操作简便快 捷，特别是还可适用于手持式红外光谱仪，因此，该法对径丙基壳聚糖的生产企业的质量控 制和应用性研发、质检部口的快速检测、科研院所的科学研究具有重大意义。 然而，国内外自八十年代即开始了对径丙基壳聚糖的研究，研究者普遍应用其红外吸 收谱图作为结构表征的方法之一，但迄今为止却未见利用该法测定径丙基壳聚糖取代度的 相关报道。究其原因，一方面径丙基壳聚糖样品中的极微量杂质即可使其红外光谱图"明察 秋毫"而显现出来，并且直接影响特征峰的峰形和峰位变化（张永勤，张坤.分离纯化方法 对径丙基壳聚糖结构及取代度测定的影响.青岛科技大学学报，2015, 36 (3) :251-254);另 一方面，径丙基化本身也会使其因各特征峰相互交叠、变形、迁移等，而很难找到恒定的某 结构特征峰作为参比峰用于取代度的计算。因此，在确定甲基特征峰作为分析峰的前提下， 寻找合适的参比峰W及确定二者的积分方法也是本发明的关键。
【发明内容】
为了解决上述现有技术的不足，本发明首要目的在于提供一种简便快速、准确、低成本 的径丙基壳聚糖取代度的检测方法。 本发明的目的通过W下技术方案来实现： 一种径丙基壳聚糖取代度的测定方法，其特征在于，包括W下步骤： (1)干燥径丙基壳聚糖样品W除去水分，其中，每个径丙基壳聚糖样品均通过径丙基化 反应和脱碱法纯化制得。 似建立检测模型 a. 利用红外吸收光谱仪获得步骤(1)中干燥过的具有不同取代度的径丙基壳聚糖样品 的红外吸收光谱图； b. 利用红外吸收光谱仪的应用软件，从a步骤中所得到的红外吸收光谱图测得甲基特 征峰2971-2962cm1的峰面积的吸光度值A1，W整个波形3020-2500cm1的波谷连线为基线 化1，W甲基特征峰的右侧波谷为横向边界化；测得径基特征峰3440-3430cm1的峰高的吸 光度值A2,W整个峰形3880-1880cm1的波谷连线为基线化2 ;得到A1与A2的比值X; C.W标准方法测得径丙基壳聚糖样品的取代度Y; d.Wb步骤中所得到的比值X对C步骤中所得到的径丙基壳聚糖样品的取代度Y建立 线性良好的回归模型，即Υ=kx+b，从而获得模型中k和b的具体数值； 樹检测：将待测径丙基壳聚糖样品按照(1)的方法干燥，从似中a步骤得到红外吸收光 谱图，按照似中b步骤得到比值X，代入似中d步骤的线性回归模型，即可通过计算得到待测 径丙基壳聚糖样品的取代度Y。 优选地，径丙基壳聚糖样品来源于脱乙酷度已知的同一原料壳聚糖和/或脱乙酷度与 该原料壳聚糖相差不超过3%的壳聚糖 优选地，干燥径丙基壳聚糖样品的方法为于烘箱中在80°C干燥4-5小时，然后迅速升 溫至105°C再干燥1. 5-2小时，取出于装有氧化巧的干燥器中备用。 优选地，所使用的红外吸收光谱仪为傅里叶变换红外光谱仪， 优选地，所使用的红外吸收光谱仪的检测条件为：扫描范围4000-400cm1，扫描16-32 次，分辨率为4cm1。 优选地，在利用红外吸收光谱仪测试径丙基壳聚糖样品之前进行背景检测。 优选地，还对所述的径丙基壳聚糖样品的红外吸收光谱图进行扣背景处理 优选地，所述的标准方法为元素分析法。 本发明与现有技术相比，具有如下优点： (1)操作简便、快捷地检测径丙基壳聚糖的取代度； 似无须对样品进行精密称量、溶解等步骤 樹还适用于手持式红外吸收光谱仪的检测 (4)适用于生产企业对径丙基壳聚糖产品的质量控制、应用型研发和质检机构的样品检 测。 【附图说明】 图1为壳聚糖和不同取代度的径丙基壳聚糖的红外吸收光谱图（W透光率表示）。0 号为壳聚糖样品，1-6号为取代度依次递增的径丙基壳聚糖样品。 图2为径丙基壳聚糖的红外吸收光谱图（W吸光度表示）。 图3为图2中径丙基壳聚糖在4000-1800cm1范围内的放大图。其中A1为甲基特征峰 2971-2962cmi的峰面积（黑色区域）的吸光度值，W整个波形3020-2500cm1的波谷连线 为基线化1，W甲基特征峰的右侧波谷为横向边界化；A2为径基特征峰3440-3430cm1的峰 高的吸光度值，W整个峰形3880-1880cm1的波谷连线为基线化2。 图4为径丙基壳聚糖取代度的线性回归标准曲线，其中，X为A1/A2，Y为利用元素分析 法作为标准方法所测得的相应径丙基壳聚糖样品的取代度。 【具体实施方式】 下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，但本发明的实施方式不限于此实施 例，凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均在本发明的保护范围内。 实施例1 试剂：K化为光学纯，乙酷苯胺为标准物质，均来源于国药试剂有限公司。壳聚糖，来源 于山东莱州海力生物制品有限公司；径丙基壳聚