本發(fā)明涉及殼聚糖制備領域。更具體地，涉及一種雙功能基團改性的殼聚糖衍生物及其制備方法。

背景技術：

甲殼素是地球上儲量僅次于纖維素的天然可再生資源，而由甲殼素脫乙酰后得到的殼聚糖是一種聚陽離子堿性多糖，除了具有無毒、無免疫原性、良好的生物可降解性和生物相容性外,它還具有許多高分子材料所不具備的消炎作用以及促進藥物對生物膜表面的滲透和吸收的作用,因此殼聚糖被應用于醫(yī)藥、食品、化工及環(huán)保等行業(yè)。然而由于殼聚糖的化學性質相對穩(wěn)定，難溶于水，極大地限制了在以上諸多領域的廣泛應用。

殼聚糖分子上含有可反應的羥基和氨基，可通過控制與羥基或氨基的反應條件，進行如?；Ⅳ然?、醚化、nh2烷基化、酯化、水解等反應(j.adv.drug.deliv.rev.2001,50,591.)，引入其他基團制成系列水溶性殼聚糖衍生物，從而改變其物理化學性能，賦予殼聚糖更多的特定功能，以適應更多領域的需要，進一步拓寬殼聚糖的適用范圍。

胍基是目前自然界發(fā)現(xiàn)的正電性最強的生物活性有機堿，其在生理ph介質下能夠質子化，在中性、酸性和堿性條件下均能形成帶正電的基團。胍基化合物廣泛存在于天然產(chǎn)物中，溶解性強，有很強的堿性和正電性。胍基基團具有抗炎癥、降壓降血脂、抗病毒、抗腫瘤等生物活性，同時具有強堿性、強穩(wěn)定性、較好的生物活性，且易于形成氫鏈，從而具有很好的抗菌性能，被廣泛醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、建筑、服裝、化工等領域。而殼聚糖上的氨基具有較高的反應活性，因此通過氨基對殼聚糖進行胍基化改性賦予其與胍類化合物類似的性能，進而提高殼聚糖的抑菌抗菌性能，在這方面的研究國內外已有諸多報道(huy.,et.al.,carbohyd.polym.2007,67,66；bioresourtechnol，2010，101，5693；zhaix.,et.al.,j.appl.polym.sci.2011,121,3569.)。另外，精氨酸是一種α-氨基酸，分子量為174.2，分子式見式2，亦是20種普遍的自然氨基酸之一，所含羧基具有一定的化學活性。精氨酸可有效提高免疫力、促進免疫系統(tǒng)分泌自然殺手細胞、白血球內烯素、吞噬細胞等內生性物質，有利于對抗癌細胞及預防病毒感染。精氨酸是人體的一種必需氨基酸。xiao等人以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(edc·hcl)與n-羥基琥珀酰亞胺(nhs)作為催化劑，讓精氨酸與殼聚糖在2-(n-嗎啉代)乙烷磺酸(mes)緩沖液中常溫下反應，同樣得到了精氨酸改性的殼聚糖(xiaob.,et.al.,carbonyd.polym.2011,83,144.)。但是，這些工作都是對殼聚糖進行單一功能基團改性，要么提高了殼聚糖的抗菌性，降低了其生物安全性，要么提高了生物安全性而抗菌性卻沒有明顯改善，這在很大程度上影響了其進一步應用。

式2

因此，需要提供一種既能提高殼聚糖抗菌功能又能提高殼聚糖生物安全性的改性殼聚糖衍生物及其制備方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的在于提供一種雙功能基團改性殼聚糖衍生物。該雙改性殼聚糖衍生物為本申請首次制備成功。該衍生物上的兩種功能基團在殼聚糖分子上是無規(guī)分布的。該殼聚糖衍生物既具有良好抗菌性能的胍基基團，又有天然氨基酸-精氨酸的修飾，在提高了抗菌性能的同時又具有較高的生物安全性。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種雙功能基團改性殼聚糖衍生物的制備方法。成功的將胍基化試劑和精氨酸接枝到殼聚糖分子上，得到了一種雙功能基團改性的殼聚糖衍生物，在提高殼聚糖抗菌功能的同時提高了殼聚糖的生物安全性。

為達到上述第一個目的，本發(fā)明采用下述技術方案：

一種雙功能基團改性殼聚糖衍生物，所述殼聚糖衍生物的分子結構式如式(1)所示

式(1)；

其中，x、y、n為自然數(shù)，0＜x≦10⁷，0＜y≦10⁷，10²≦n≦10⁷。

本發(fā)明首次制備成功的雙功能基團改性殼聚糖衍生物，不但改善了殼聚糖的水溶性，而且兼具胍基化合物和精氨酸的雙重特點，在提高殼聚糖的抑菌抗菌性能的同時生物安全性沒有降低。另外，該雙功能基團改性殼聚糖衍生物作為生物可降解材料，抗菌效果好、毒性小、生物安全性高，是一種綠色產(chǎn)品。

為達到上述第二個目的，本發(fā)明所述雙功能基團改性殼聚糖的制備方法為將殼聚糖在一定條件下分別與三氧化硫脲和精氨酸反應，得到雙功能基團改性的殼聚糖衍生物。其中殼聚糖可選用各種市售產(chǎn)品，分子量在1000-1,500,000之間。作為優(yōu)選方案，應采用脫乙酰度85％以上的殼聚糖，更優(yōu)選脫乙酰度90％以上分子量在2-20萬之間的殼聚糖。反應所得雙功能基團改性殼聚糖衍生物，采用去離子水透析的方法處理，去除小分子副產(chǎn)物或雜質，純化樣品。透析后的水溶液通過冷凍干燥的方法干燥得到最后的產(chǎn)品。

具體地，所述制備方法包括如下步驟：

1)將殼聚糖溶解到水或稀酸溶液中，經(jīng)水浴加熱并攪拌，充分溶解形成殼聚糖稀酸溶液；

2)用堿溶液調節(jié)溶液ph至5～7之間；

3)向殼聚糖水或稀酸溶液中緩慢添加胍基化試劑三氧化硫脲，添加完畢后恒溫保持攪拌10分鐘～60分鐘；

4)將精氨酸活化溶液加入上述反應液，在適當?shù)臏囟认路磻?～48小時；

5)向反應液中加入與精氨酸等摩爾當量的鹽酸羥胺終止反應；

6)反應液過濾后用去離子水透析，隨后進行冷凍干燥處理，即得到產(chǎn)品雙功能基團改性殼聚糖衍生物。

本發(fā)明所涉及的化學反應式如下：

殼聚糖經(jīng)雙功能基團改性后進行透析處理，避免了殼聚糖工業(yè)生產(chǎn)中常用的醇析法純化產(chǎn)品所造成的雜質去除不盡的缺點。另外，采用冷凍干燥的方法來處理樣品，既避免了傳統(tǒng)樣品烘干過程改性功能基團因變溫分解而導致的抑菌功能或生物安全性下降,同時冷凍干燥使樣品具有三維大孔網(wǎng)絡結構，有利于溶解過程中溶劑的快速滲入提高了樣品的溶解速度。

優(yōu)選地，步驟1)中，所述殼聚糖數(shù)均分子量在10²～10⁷之間，脫乙酰度在50～100％。此優(yōu)選分子量范圍可以保證殼聚糖的高分子屬性，分子量太大水溶性變差，抗菌性能也會下降；此優(yōu)選脫乙酰度范圍可以保證殼聚糖分子上有足夠多的氨基提供接枝位點。

優(yōu)選地，步驟1)中，所述稀酸為稀鹽酸或稀醋酸，稀酸的濃度為0～0.5mol/l，所述殼聚糖稀酸溶液中殼聚糖的濃度為0.1％～20％，按質量體積百分比計。此優(yōu)選稀酸濃度范圍是為了保證殼聚糖的充分溶解，而此優(yōu)選殼聚糖溶液濃度范圍則是為了保證接枝反應的順利進行，濃度太大則會因溶液粘度過大無法進行反應。

優(yōu)選地，步驟1)中，水浴加熱的溫度為20～80℃。溫度太低不利于殼聚糖的溶解，溫度太高給后續(xù)反應控溫帶來不便。

優(yōu)選地，步驟2)中，所述堿溶液為碳酸鈉或氫氧化鈉的水溶液，質量體積百分比濃度為0.1～1％。此優(yōu)選堿液濃度范圍可以更為有效地調節(jié)反應液的ph，保證反應的順利進行。

優(yōu)選地，步驟3)中，所述三氧化硫脲用量為：三氧化硫脲/殼聚糖摩爾比為0.01～10:1，投料所用時間30分鐘～90分鐘；恒溫保持攪拌過程中的溫度控制在20～80℃。此優(yōu)選條件是為了保證殼聚糖與三氧化硫脲的反應順利進行。

優(yōu)選地，步驟4)中，所述精氨酸活化溶液為精氨酸、n-羥基琥珀酰亞胺(nhs)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(edc·hcl)在2-(n-嗎啉代)乙烷磺酸(mes)緩沖液中的混合溶液，緩沖液的濃度為30mmol/l，ph值為5.0±0.5，所述混合溶液在0-35℃之間恒溫攪拌活化0.5-3小時，其中，殼聚糖與精氨酸的摩爾比為1～50:1，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽與精氨酸的摩爾比為0.5～5:1，n-羥基琥珀酰亞胺與1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽的摩爾比為1:1。

優(yōu)選地，步驟4)中，反應溫度控制在0-35℃。此優(yōu)選條件是為了保證精氨酸在反應液中具有足夠的活性，低于零度一方面水可能會結冰，另一方面精氨酸活性下降，溫度過高精氨酸也會失活。

選地，步驟6)中，去離子水透析過程中，每5～10小時換水一次，換水6～8次。此優(yōu)選條件是為了保證在合適的時間內去除反應液中的小分子反應物或副產(chǎn)物。

本發(fā)明所述的雙功能基團改性殼聚糖衍生物的制備方法，操作簡單、可在同一反應釜連續(xù)進行，所用主要原料殼聚糖為來源極為豐富的天然高分子甲殼素脫乙酰后所得，所需設備簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)，是一種高品質的天然多糖改性抗菌材料，極具市場開發(fā)前景。

本發(fā)明的有益效果如下：

1.由于雙功能基團改性殼聚糖衍生物的分子上既具有良好抗菌性能的胍基基團，又有天然氨基酸-精氨酸的修飾，在提高了抗菌性能的同時又具有較高的生物安全性；

2.反應主要原料殼聚糖來源廣泛，價格相對便宜；

3.殼聚糖具有生物可降解性，本身無毒，生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生污染；

4.相較于未改性的殼聚糖(一般需要ph小于6.0才能使用)本身，本發(fā)明產(chǎn)品使用ph范圍變寬，在酸性條件至弱堿性(小于9.0)條件下均可使用；

5.由于采用了凍干技術，產(chǎn)品具有三維大孔結構，有利于溶解過程中水分子的快速滲入，水溶性好。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1示出原料殼聚糖的nmrc¹³譜圖。

圖2示出本發(fā)明實施例1制備的雙功能基團改性殼聚糖衍生物nmrc¹³譜圖。

圖3示出本發(fā)明實施例1制備的雙功能基團改性殼聚糖衍生物采用涂板法對金色葡萄球菌進行抗菌性能測試的結果照片。

圖4a示出本發(fā)明實施例1制備的雙功能基團改性殼聚糖衍生物對me3t3-e1細胞的毒性測試結果。

圖4b示出本發(fā)明實施例1制備的雙功能基團改性殼聚糖衍生物對hela細胞的毒性測試結果。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

一種雙功能基團改性殼聚糖衍生物，其分子結構式如下所示

其中，x、y、n為自然數(shù)，0＜x≦10⁷，0＜y≦10⁷，10²≦n≦10⁷。

上述殼聚糖衍生物的具體制備方法如下：

稱取0.1克殼聚糖加入到100毫升去離子水中，室溫下機械攪拌半小時，以便殼聚糖溶解完全，從而得到質量體積百分比濃度為0.1％的均勻溶液；室溫下，向殼聚糖水溶液體系中緩慢加入三氧化硫脲，三氧化硫脲與殼聚糖的摩爾比為10:1，投料用時30分鐘，室溫下反應保持60分鐘；然后將在冰水混合浴中活化3小時的精氨酸、n-羥基琥珀酰亞胺(nhs)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(edc·hcl)的混合溶液(溶劑為30mmol/l的2-(n-嗎啉代)乙烷磺酸(mes)的緩沖溶液)20ml加入上述反應液中，于室溫下持續(xù)攪拌反應48小時，其中殼聚糖、精氨酸、nhs、edc的摩爾比為50:1:5:5；然后將反應液裝入透析袋，將透析袋兩端扎緊放入去離子水中透析處理，每隔五小時換水一次，換水八次后將透析液放入-86℃冰箱冷凍一小時后，放入凍干機直至凍干為止即可得所述雙功能基團改性的殼聚糖衍生物。

圖1示出原料殼聚糖的nmrc¹³譜圖。圖2示出本發(fā)明實施例1制備的雙功能基團改性殼聚糖衍生物nmrc¹³譜圖。通過對比雙功能基團改性殼聚糖衍生物和原料殼聚糖的核磁共振c13譜圖可以發(fā)現(xiàn)，雙功能基團改性殼聚糖衍生物nmrc¹³譜圖在160ppm出現(xiàn)胍基碳峰和183ppm出現(xiàn)精氨酸結構上的碳峰(如圖2中圈出的部分)，充分表明雙功能基團成功的通過氨基接枝到了殼聚糖的分子鏈上。

圖3示出本發(fā)明實施例1制備的雙功能基團改性殼聚糖衍生物采用涂板法對金色葡萄球菌進行抗菌性能測試的結果照片，從左到右依次是采用濃度為0.5mg/ml、0.25mg/ml、0.125mg/ml本實施例制備的雙功能基團改性殼聚糖衍生物(溶解在中性的去離子水中)以及空白對照組(不添加任何抗菌劑)的培養(yǎng)基涂菌后，在37℃的恒溫恒濕培養(yǎng)箱中培養(yǎng)36小時后的抗菌測試結果。該結果表明：本實施例制備的雙功能基團改性殼聚糖衍生物對金色葡萄球菌具有良好抑制性能。

對本實施例制備的產(chǎn)品采用涂板法對金色葡萄球菌抑菌率的數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果如下表：

表1雙改性殼聚糖抑菌性能測試結果

圖4a示出本發(fā)明實施例1制備的雙功能基團改性殼聚糖衍生物對me3t3-e1細胞的毒性測試結果。圖4b示出本發(fā)明實施例1制備的雙功能基團改性殼聚糖衍生物對hela細胞的毒性測試結果。該數(shù)據(jù)測試結果說明：雙功能基團改性的殼聚糖衍生物細胞毒性較小。

以上各數(shù)據(jù)結果說明：雙功能基團改性的殼聚糖衍生物不但具有良好的抗菌性能，而且在有效抑菌濃度下細胞正常生長，具有良好的生物安全性。

實施例2

一種雙功能基團改性殼聚糖衍生物，其分子結構式如下所示

其中，x、y、n為自然數(shù)，0＜x≦10⁷，0＜y≦10⁷，10²≦n≦10⁷。

上述殼聚糖衍生物的具體制備方法如下：

稱取0.5克殼聚糖加入到100毫升濃度為0.1mol/l的稀鹽酸中，室溫下機械攪拌半小時，以便殼聚糖溶解完全，從而得到質量體積百分比濃度為0.5％的均勻溶液；室溫下，向殼聚糖稀酸溶液體系中緩慢加入三氧化硫脲，三氧化硫脲與殼聚糖的摩爾比為5:1，投料用時30分鐘，室溫下反應保持60分鐘；然后將在冰水混合浴中活化3小時的精氨酸、n-羥基琥珀酰亞胺(nhs)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(edc·hcl)的混合溶液(溶劑為濃度30mmol/l的2-(n-嗎啉代)乙烷磺酸(mes)的緩沖溶液，ph值為5.0左右)20ml加入上述反應液中，于室溫下持續(xù)攪拌反應48小時，其中殼聚糖、精氨酸、nhs、edc的摩爾比為20:1:4:4；然后將反應液裝入透析袋，將透析袋兩端扎緊放入去離子水中透析處理，每隔五小時換水一次，換水八次后將透析液放入-86℃冰箱冷凍一小時后，放入凍干機直至凍干為止即可得所述雙功能基團改性的殼聚糖衍生物。對該實施例制備的雙功能基團改性的殼聚糖衍生物參照實施例1進行抗菌性能與安全性能測試，其結果與實施例1類似。

實施例3

一種雙功能基團改性殼聚糖衍生物，其分子結構式如下所示

其中，x、y、n為自然數(shù)，0＜x≦10⁷，0＜y≦10⁷，10²≦n≦10⁷。

上述殼聚糖衍生物的具體制備方法如下：

稱取1.0克殼聚糖加入到100毫升濃度為0.1mol/l的稀鹽酸中，35℃的水浴條件下機械攪拌一小時，以便殼聚糖溶解完全，從而得到質量體積百分比濃度為1％的均勻溶液；35℃的水浴中，向殼聚糖稀酸溶液體系中緩慢加入三氧化硫脲，三氧化硫脲與殼聚糖的摩爾比4：1，投料用時40分鐘，室溫下反應保持50分鐘；然后將在室溫下活化2小時的精氨酸、n-羥基琥珀酰亞胺(nhs)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(edc·hcl)的混合溶液(溶劑為濃度30mmol/l的2-(n-嗎啉代)乙烷磺酸(mes)的緩沖溶液，ph值為5.0左右)20ml加入上述反應液中，于室溫下持續(xù)攪拌反應24小時，其中殼聚糖、精氨酸、nhs、edc的摩爾比為10:1:2:2；然后將反應液裝入透析袋，將透析袋兩端扎緊放入去離子水中透析處理，每隔五小時換水一次，換水八次后將透析液放入-86℃冰箱冷凍一小時后，放入凍干機直至凍干為止即可得所述雙功能基團改性的殼聚糖衍生物。對該實施例制備的雙功能基團改性的殼聚糖衍生物參照實施例1進行抗菌性能與安全性能測試，其結果與實施例1類似。

實施例4

一種雙功能基團改性殼聚糖衍生物，其分子結構式如下所示

其中，x、y、n為自然數(shù)，0＜x≦10⁷，0＜y≦10⁷，10²≦n≦10⁷。

上述殼聚糖衍生物的具體制備方法如下：

稱取2.0克殼聚糖加入到100m濃度為0.1mol/l的稀鹽酸中，45℃的水浴條件下機械攪拌一小時，以便殼聚糖溶解完全，從而得到質量體積百分比濃度為2％的均勻溶液；45℃的水浴中，向殼聚糖稀酸溶液體系中緩慢加入三氧化硫脲，三氧化硫脲與殼聚糖的摩爾比3：1，投料用時50分鐘，室溫下反應保持40分鐘；然后將在室溫下活化2小時的精氨酸、n-羥基琥珀酰亞胺(nhs)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(edc·hcl)的混合溶液(溶劑為濃度30mmol/l的2-(n-嗎啉代)乙烷磺酸(mes)的緩沖溶液，ph值為5.0左右)20ml加入上述反應液中，于室溫下持續(xù)攪拌反應24小時，其中殼聚糖、精氨酸、nhs、edc的摩爾比為5:1:2:2；然后將反應液裝入透析袋，將透析袋兩端扎緊放入去離子水中透析處理，每隔8小時換水一次，換水八次后將透析液放入-86℃冰箱冷凍一小時后，放入凍干機直至凍干為止即可得所述雙功能基團改性的殼聚糖衍生物。對該實施例制備的雙功能基團改性的殼聚糖衍生物參照實施例1進行抗菌性能與安全性能測試，其結果與實施例1類似。

實施例5

一種雙功能基團改性殼聚糖衍生物，其分子結構式如下所示

其中，x、y、n為自然數(shù)，0＜x≦10⁷，0＜y≦10⁷，10²≦n≦10⁷。

上述殼聚糖衍生物的具體制備方法如下：

稱取5.0克殼聚糖加入到100毫升濃度為0.2mol/l的稀鹽酸中，50℃的水浴條件下機械攪拌一小時，以便殼聚糖溶解完全，從而得到質量體積百分比濃度為5％的均勻溶液；50℃的水浴中，向殼聚糖稀酸溶液體系中緩慢加入三氧化硫脲，三氧化硫脲與殼聚糖的摩爾比2：1，投料用時60分鐘，室溫下反應保持30分鐘；然后將在室溫下2小時的精氨酸、n-羥基琥珀酰亞胺(nhs)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(edc·hcl)的混合溶液(溶劑為濃度30mmol/l的2-(n-嗎啉代)乙烷磺酸(mes)的緩沖溶液，ph值為5.0左右)20ml加入上述反應液中，于室溫下持續(xù)攪拌反應24小時，其中殼聚糖、精氨酸、nhs、edc的摩爾比為5:1:4:4；然后將反應液裝入透析袋，將透析袋兩端扎緊放入去離子水中透析處理，每隔八小時換水一次，換水八次后將透析液放入-86℃冰箱冷凍一小時后，放入凍干機直至凍干為止即可得所述雙功能基團改性的殼聚糖衍生物。對該實施例制備的雙功能基團改性的殼聚糖衍生物參照實施例1進行抗菌性能與安全性能測試，其結果與實施例1類似。

實施例6

一種雙功能基團改性殼聚糖衍生物，其分子結構式如下所示

其中，x、y、n為自然數(shù)，0＜x≦10⁷，0＜y≦10⁷，10²≦n≦10⁷。

上述殼聚糖衍生物的具體制備方法如下：

稱取7.0克殼聚糖加入到100毫升濃度為0.2mol/l的稀乙酸中，60℃的水浴條件下機械攪拌二小時，以便殼聚糖溶解完全，從而得到質量體積百分比濃度為7％的均勻溶液；60℃的水浴中，向殼聚糖稀酸溶液體系中緩慢加入三氧化硫脲，三氧化硫脲與殼聚糖的摩爾比1：1，投料用時80分鐘，室溫下反應保持20分鐘；然后將在室溫下2小時的精氨酸、n-羥基琥珀酰亞胺(nhs)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(edc·hcl)的混合溶液(溶劑為濃度30mmol/l的2-(n-嗎啉代)乙烷磺酸(mes)的緩沖溶液，ph值為5.0左右)30ml加入上述反應液中，于35℃水浴中持續(xù)攪拌反應24小時，其中殼聚糖、精氨酸、nhs、edc的摩爾比為4:1:3:3；然后將反應液裝入透析袋，將透析袋兩端扎緊放入去離子水中透析處理，每隔十小時換水一次，換水六次后將透析液放入-86℃冰箱冷凍一小時后，放入凍干機直至凍干為止即可得所述雙功能基團改性的殼聚糖衍生物。對該實施例制備的雙功能基團改性的殼聚糖衍生物參照實施例1進行抗菌性能與安全性能測試，其結果與實施例1類似。

實施例7

一種雙功能基團改性殼聚糖衍生物，其分子結構式如下所示

其中，x、y、n為自然數(shù)，0＜x≦10⁷，0＜y≦10⁷，10²≦n≦10⁷。

上述殼聚糖衍生物的具體制備方法如下：

稱取10.0克殼聚糖加入到100毫升濃度為0.1mol/l的稀乙酸中，60℃的水浴條件下機械攪拌兩小時，以便殼聚糖溶解完全，從而得到質量體積百分比濃度為10％的均勻溶液；60℃的水浴中，向殼聚糖稀酸溶液體系中緩慢加入三氧化硫脲，三氧化硫脲與殼聚糖的摩爾比0.5：1，投料用時90分鐘，室溫下反應保持10分鐘；然后將在35℃水浴中活化半小時的精氨酸、n-羥基琥珀酰亞胺(nhs)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(edc·hcl)的混合溶液(溶劑為濃度30mmol/l的2-(n-嗎啉代)乙烷磺酸(mes)的緩沖溶液，ph值為5.0左右)40ml加入上述反應液中，于室溫下持續(xù)攪拌反應6小時，其中殼聚糖、精氨酸、nhs、edc的摩爾比為2:1:2:2；然后將反應液裝入透析袋，將透析袋兩端扎緊放入去離子水中透析處理，每隔五小時換水一次，換水八次后將透析液放入-86℃冰箱冷凍一小時后，放入凍干機直至凍干為止即可得所述雙功能基團改性的殼聚糖衍生物。對該實施例制備的雙功能基團改性的殼聚糖衍生物參照實施例1進行抗菌性能與安全性能測試，其結果與實施例1類似。

實施例8

一種雙功能基團改性殼聚糖衍生物，其分子結構式如下所示

其中，x、y、n為自然數(shù)，0＜x≦10⁷，0＜y≦10⁷，10²≦n≦10⁷。

上述殼聚糖衍生物的具體制備方法如下：

稱取15.0克殼聚糖加入到100毫升濃度為0.4mol/l的稀乙酸中，80℃的水浴條件下機械攪拌兩小時，以便殼聚糖溶解完全，從而得到質量體積百分比濃度為15％的均勻溶液；80℃的水浴中，向殼聚糖稀酸溶液體系中緩慢加入三氧化硫脲，三氧化硫脲與殼聚糖的摩爾比0.02：1，投料用時60分鐘，室溫下反應保持10分鐘；然后將在35℃水浴中活化半小時的精氨酸、n-羥基琥珀酰亞胺(nhs)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(edc·hcl)的混合溶液(溶劑為濃度30mmol/l的2-(n-嗎啉代)乙烷磺酸(mes)的緩沖溶液，ph值為5.0左右)50ml加入上述反應液中，于35℃水浴中持續(xù)攪拌反應24小時，其中殼聚糖、精氨酸、nhs、edc的摩爾比為2:2:1:1；然后將反應液裝入透析袋，將透析袋兩端扎緊放入去離子水中透析處理，每隔十小時換水一次，換水六次后將透析液放入-86℃冰箱冷凍一小時后，放入凍干機直至凍干為止即可得所述雙功能基團改性的殼聚糖衍生物。對該實施例制備的雙功能基團改性的殼聚糖衍生物參照實施例1進行抗菌性能與安全性能測試，其結果與實施例1類似。

實施例9

一種雙功能基團改性殼聚糖衍生物，其分子結構式如下所示

其中，x、y、n為自然數(shù)，0＜x≦10⁷，0＜y≦10⁷，10²≦n≦10⁷。

上述殼聚糖衍生物的具體制備方法如下：

稱取20.0克殼聚糖加入到100毫升濃度為0.5mol/l的稀乙酸中，80℃的水浴條件下機械攪拌兩小時，以便殼聚糖溶解完全，從而得到質量體積百分比濃度為20％的均勻溶液；80℃的水浴中，向殼聚糖稀酸溶液體系中緩慢加入三氧化硫脲，三氧化硫脲與殼聚糖的摩爾比0.01：1，投料用時30分鐘，室溫下反應保持20分鐘；然后將在35℃水浴中活化半小時的精氨酸、n-羥基琥珀酰亞胺(nhs)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(edc·hcl)的混合溶液(溶劑為濃度30mmol/l的2-(n-嗎啉代)乙烷磺酸(mes)的緩沖溶液，ph值為5.0左右)50ml加入上述反應液中，于35℃水浴中持續(xù)攪拌反應48小時，其中殼聚糖、精氨酸、nhs、edc的摩爾比為1:1:1:1；然后將反應液裝入透析袋，將透析袋兩端扎緊放入去離子水中透析處理，每隔十小時換水一次，換水六次后將透析液放入-86℃冰箱冷凍一小時后，放入凍干機直至凍干為止即可得所述雙功能基團改性的殼聚糖衍生物。對該實施例制備的雙功能基團改性的殼聚糖衍生物參照實施例1進行抗菌性能與安全性能測試，其結果與實施例1類似。

對比例1

一種精氨酸單功能基團改性殼聚糖衍生物，其制備方法參考carbonhydratepolymers,2011,83,144-150，具體如下：

所述精氨酸單功能基團改性殼聚糖衍生物的生物安全性較好，具體請參閱已公開文獻carbonyd.polym.2013,92,57-62，但是由于其只進行單一的精氨酸基團改性，因此提高了生物安全性而抗菌性卻沒有明顯改善，其抗菌性能與未改性的殼聚糖相似，具體數(shù)據(jù)請參閱carbonyd.polym.2011,83,144-150。

對比例2

一種胍基單功能基團改性殼聚糖衍生物，其制備方法參考應用化學,2003,20,376-378，具體如下：

該胍基單功能基團改性殼聚糖衍生物的具有較好的抗菌抑菌性能，參考已公開現(xiàn)有技術中給出的數(shù)據(jù)為對金色葡萄球菌的最小抑菌濃度為0.25mg/ml(改性殼聚糖溶解在ph值為5.4的鹽酸溶液中)，但是由于其只進行單一的胍基基團改性，因此其生物安全性還有待進一步的驗證。

顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對。所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。