MS软件在羧甲基壳聚糖水凝胶制备中的应用汇总.doc

MS软件在羧甲基/壳聚糖水凝胶制备中的应用在自然界中，多糖散布极为广泛，它是一种天然的聚合物，拥有独到的结构和特其他特点，多糖物质在人们的生活的各个方面发挥重视要的作用甲壳素（chitin是一种碱性多糖，也是地球上第二大天然再生资源（纤维素的含量第一），其散布广泛，存在于甲壳动物（如虾、蟹等的外壳）、藻类等低等植物及微生物（菌类的细胞壁）中甲壳素的C-2位的羟基被乙酰基取代，同植物纤维素的结构相似，它在地球上的含量极为丰富，每年自然界的生成量可多达1000亿吨甲壳素呈无定形的白色或淡黄色固体粉末，按其本源不同样，分为α和β两种构型，其分子链以螺旋形式平行排列，分子中有大量的乙酰基和羟基，分子内氢键作用较强，拥有十分亲密的晶体结构，不溶于烯酸、碱、水和一般的有机溶剂，只能溶解于强酸以及少许有机溶剂中甲壳素为N-乙酰-D-葡萄糖胺的聚糖，其结构式为：由于其优异的生物相容性、低毒性，对酶的敏感性，在用作制备水凝胶资料方面，惹起人们广泛的兴趣在这些高分子中，多糖还拥有其独到的优点，如无免疫原性，无流传动物源病菌的潜藏危险性等其中的一个多糖就是壳聚糖壳聚糖（chitosan是由2-乙酰氨基葡萄糖和2-氨基葡萄糖和经过β-1,4糖苷键连接而成，结构与纤维素近似，其化学结构式为：甲壳素在强碱性环境下，可经过脱乙酰而获取壳聚糖，壳聚糖是甲壳素最为重要的衍生物。

壳聚糖拥有其他天然高分子资料的优点，又不会惹起免疫反应壳聚糖（CS）不同样于其他多糖，其分子结构中存在氨基，可被质子化，能形成聚电解质络合物壳聚糖是一种无毒、可生物降解、拥有优异的生物相容性及优异的生物粘附性的天然高分子资料，在生物医药，环境工程以及生物技术领域都有广泛的应用，使之成为药物控制释放领域中的理想载体将壳聚糖羧甲基化，可制备获取水溶性很好的羧甲基壳聚糖(CMCS，一方面羧基的引入极大提高了壳聚糖在水中的溶解性，另一方面，羧甲基壳聚糖分子中既含有氨基又含有羧基，是一种两性高分子聚合物，应用比壳聚糖更加广泛甲醛、戊二醛、马来酸酐、钙离子等常用来作为制备壳聚糖系水凝胶的交联剂但甲醛、戊二醛等的毒性较大，这影响了水凝胶在生物医药领域中的应用而经钙离子交联获取的水凝胶机械性能较差，而且简单与体内的阳离子(如钠离子等发生离子交换，使水凝胶迅速崩解，从而使凝胶中负载的药物迅速释放，影响药物的缓释收效1-乙基-(3-二甲氨基丙基碳二亚胺盐酸盐(EDC是一种无毒的肽键缩合剂，自己并没有成为交联的一部分，常作为氨基和羧基的交联为了防备有毒的交联剂的使用，拓宽羧甲基壳聚糖在生物医药领域的应用，因此本研究以水溶性好的羧甲基壳聚糖(CMCS为原料，以EDC为交联剂，制备获取新式的EDC/羧甲基壳聚水凝胶。

水凝胶是由带有亲水性基团(—COOH、—OH、—CONH2的水溶性单体经过聚合反应并以物理或化学交联的方式所形成的拥有三维网络结构的高分子聚合物水凝胶能显然地溶胀与水中也许生物体液中溶胀并能保持大量水分而不被溶解近来几年来，智能水凝胶惹起了科研者的大量关注，由于智能水凝胶可以感知周围环境如温度、磁场、电场、pH、离子强度等刺激的渺小变化并对环境刺激产生响应特点水凝胶的响应性能是经过凝胶的可逆体积相变来实现的，并使它在传感器、人造肌肉、药物控制释放、组织工程、催化系统、酶的固定等方面拥有广阔的应用远景由于传统的给药方式有口服和注射等，使治疗药物的毒性不但存在于肿瘤部位，而且会散布于身体的各个部位，对正常身体部位产生必然程度的伤害同时由于药物浓度在体内广泛散布，到达肿瘤部位的药物浓度就会变小，可能以致其低于药物的治疗浓度，以致使它达不到应有的收效温敏性载药水凝胶可以对药物的释放起到必然的缓释作用，使药物释放变得缓慢；也可以依照病变部位与正常组织不同样而鉴别病变器官，从而有选择性地攻击，使药物浓度更有效地散布，增强药物治疗收效，同时达到原位控制治疗，减小药物的毒副作用，因此，制备可以负载药物并拥有药物缓释性能的药物载体，在临床医学和制药学中是特别需要的。

智能水凝胶由于其可以在相对苛刻的条件下，保护药物并将药物在原位缓慢释放药物而倍受喜欢实验及用chemoffice软件进行初步表征1. 羧甲基壳聚糖的制备由于壳聚糖拥有优异的生物活性和生物相容性等优异特点，因此被广泛的应用于生物医药等领域但是壳聚糖的亲水性较差，仅能溶解在酸性介质溶液中，不溶于水，不溶于中性和碱性的环境中，限制了其子在生物领域和生物大分子药物传输递送上的应用由于壳聚糖分子拥有丰富的活性羟基和氨基基团，经过化学方法，对其分子进行修饰，制备壳聚糖衍生物，这不但提高了壳聚糖的溶解性，同时新引入的取代基团也增加了壳聚糖新的活性特点和性能经过羧基化反应对壳聚糖结构进行改性：由于壳聚糖上的羟基或氨基可与氯代烷酸（氯乙酸）、乙醛酸等反应，将极性的羧酸基团引入分子链上羧甲基壳聚糖的制备原理图以下（1）：图（1）采用MaterialsStudio（MS）软件对资料的结构进行模拟和重构，把抽象的晶体结构（晶胞也许原子构型）以简单的可视三维原子球棍模型表示出来，令人们更直观地理解复杂晶体结构经过建立晶胞和原子构型，形象描述晶体结构几何对称理论系统用MaterialsStudio软件对羧甲基壳聚糖的制备原理进行模拟以以下图。

经过MaterialsStudio软件使壳聚糖以及羧甲基壳聚糖分子中微观粒子的结构形象化,可视化50%NaOH-20℃ClCH2COOH其中羧甲甲基化研究比较广泛，由于羧基基团和壳聚糖反应地址的不同样，在反应中，可以生成量子羧甲基壳聚糖，分为：O-羧甲基壳聚糖(O-CM-Chitosan、N-羧甲基壳聚糖(N-CM-Chitosan和N,O-羧甲基壳聚糖(N,O-CM-Chitosan2. 羧甲基壳聚糖水凝胶的制备本文以EDC为交联剂，从前制备好的羧甲基壳聚糖为单体，加入惹起剂过二硫酸铵，使壳聚糖上的羧基和自己的氨基发生交联反应制备获取EDC/羧甲基壳聚糖水凝胶，水凝胶交联原理图以下（2）图（2）3. 计算化学应用的展望计算方法和能力的发展供应了复杂系统空前未有的细节性的理解这些分子水平的研究进展反过来也必然对物质科学中的自然规律的总结和基础理论的发展，为系统性理解复杂系统和复杂过程供应重要理论基础在计算和硬件、软件和基本算法飞速发展的时代，重申计算的重要性是一件自但是然的事情基本理论方法和更基础的剖析理论模型的研究由于其困难性和长远性简单被忽略，特别需要关注但是，有原由相信计算化学在理论指导实践的过程中会发挥其巨大的作用，并拥有更加广阔的应用远景。

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