壳聚糖是自然界中广泛存在的一种天然多糖,也是迄今为止被发现的唯一一种天然阳离子碱性多糖,主要存在于海洋动物如虾、蟹的甲壳,昆虫的甲壳及某些真菌的细胞壁中。壳聚糖是由氨基葡萄糖或乙酰氨基葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接而成的线性聚合物,根据聚合度的不同,壳聚糖的分子量在几万至几百万不等。壳寡糖是壳聚糖的降解产物,通常将聚合度在2-20之间的聚糖称为壳寡糖。由于分子量大幅降低,壳寡糖不仅具有良好的生物相容性,生物降解性,其水溶性也进一步增强,即使在pH>10时仍能溶解。因为具有良好的生物活性,壳寡糖成为一种发展潜力巨大的生物原料,通过加以开发,有望在多个领域被应用。化学结构修饰是进一步提高物质生物活性及应用价值的有效方法,壳寡糖分子结构中同时含有氨基基团和羟基基团,既是其生物活性的基础,也为进一步的基团引入提供了可能。酚酸化合物是一类具有良好生物活性的天然产物,可以通过化学修饰将酚酸化合物接入壳寡糖中,以获得活性良好的壳寡糖酚酸类衍生物。本论文选取壳寡糖和7种酚酸作为反应原料,分别以壳寡糖中的氨基、羟基以及酚酸中的羧基为反应位点,根据结合方式的不同,设计了4条实验路线,将酚酸化合物引入壳寡糖分子中,共制备得到了28个壳寡糖酚酸类衍生物。这七种酚酸化合物分别是:没食子酸,阿魏酸,4-香豆酸,咖啡酸,3,4-二羟基苯甲酸,芥子酸和水杨酸。通过红外购买Bucladesine光谱、核磁共振氢谱对制备得到的壳寡糖酚酸类衍生物进行了结构鉴定和表征。然后测定了各衍生物的体外抗氧化活性,通过DPPH自由基清除实验、超氧阴离子自由基清除实验、羟基自由基清除实验及还原能力测定四个抗氧化实验,检验了衍生物在不同浓度下的自由基清除能力,并与原料壳寡糖的抗氧化活性进行比较。此外,选取了灰葡萄孢菌和辣椒疫霉菌这两种典型的植物性致病真菌进行实验,测试了壳寡糖酚酸类衍生物的抑真菌活性。选取L929细胞体外测试了壳寡糖酚酸类衍生物的细胞毒性,研究了不同种酚酸化合物对壳寡糖生物活性提高的影响及不同壳寡糖酚酸类衍生物生物活性之间的差异,筛选出了抗氧化和抑真菌效果较好的壳寡糖酚酸类衍生物。基于质子化的氨基与酚酸中羧基负离子正负电荷的相互吸引,制备得到了壳寡糖酚酸盐衍生物。抗氧化实验结果表明,所有壳寡糖酚酸盐衍生物的抗氧化活性均显著高于壳寡糖原料,尤其在DPPH自由基清除实验中,7种衍生物的自由基清除率在测试浓度为1.60 mg/m L时均达到90%以上,部分衍生物的自由基清除率甚至达到100%。衍生物的抗真菌活性与壳寡糖相比也有了较大程度的提高。细胞毒性的实验结果显示除壳寡糖没食子酸盐外,其他6种衍生物对细胞生长无不良影响,具有良好的生物相容性。基于氨基基团和羧基基团可缩合www.selleck.cn/products/XL184形成酰胺键这一反应特点,制备得到了酚酸酰化壳寡糖衍生物。抗氧化实验结果表明,与壳寡糖相比,酚酸酰化壳寡糖衍生物的抗氧化活性有了明显的提高,其中,衍生物对DPPH自由基和羟基自由基的清除效果极强。抑真菌实验结果表明,相较于壳寡糖,酚酸酰化壳寡糖衍生物对灰葡萄孢菌和辣椒疫霉菌有更强的抑制作用,其中,芥子酸酰化壳寡糖的抑菌活性最高,抑菌率达到91%。细胞毒性的实验结果显示衍生物对L929细胞的生长影响很小,无细胞毒性。将壳寡糖2位氨基季铵化,引入季铵基团,制备得到N,N,N-三甲基壳寡糖衍生物,然后基于正负电荷的相互吸引,通过离子交换,制备得到了含酚酸负离子的N,N,N-三甲基壳寡糖酚酸盐衍生物。在抗氧化实验中,N,N,N-三甲基壳寡糖酚酸盐对羟基自由基的清除活性非常强,在浓度为1.60 mg/m L时,7种衍生物对羟基自由基的清除率均为100%。而抑真菌实验的结果显示,衍生物对两种真菌生长抑制的效果不同,相比于壳寡糖,对灰葡萄孢菌的抑制率有显著提高,而对辣椒疫霉菌的抑制效果一般。此外,各衍生物对L929细胞生长的影Medical microbiology响不一,一部分衍生物对细胞生长无毒性,另一部分衍生物在浓度较大时对细胞生长的抑制作用比较明显。在壳寡糖分子中引入季铵基团,得到N,N,N-三甲基壳寡糖衍生物,然后通过羟基基团可以与羧基基团缩合形成酯键这一反应特点,制得酚酸酯化N,N,N-三甲基壳寡糖衍生物。抗氧化实验结果表明,各衍生物的自由基清除活性明显高于壳寡糖,而且还原能力突出。而抑菌实验中,比较发现衍生物对两种真菌的抑制作用差别较大,对灰葡萄孢菌的抑制效果很强,而对辣椒疫霉菌的抑制效果相比于壳寡糖仅有小幅提高。在细胞毒性实验测试中,在低浓度下培养的细胞的存活率都在60%以上,证明衍生物的细胞毒性较低。本论文比较系统、全面地研究了不同种类壳寡糖酚酸衍生物的制备以及各衍生物的抗氧化、抑真菌活性和细胞毒性,为酚酸和壳寡糖可制备形成不同种类的衍生物提供了实验依据。通过活性实验测试和比较了不同形式壳寡糖酚酸衍生物的活性差异,并筛选出了抗氧化活性及抑真菌活性良好的无毒性壳寡糖酚酸衍生物,为壳寡糖和酚酸的进一步开发和高值化利用提供了实验依据,为新型、无毒性抗氧化剂和抑菌剂的开发提供了实验思路。