肝素是目前临床上抗凝血效果最好的抗凝血药物之一,它能与很多凝血因子,如凝血因子Ⅸ、凝血酶原、凝血酶等形成稳定的复合物,该复合物能够抑制凝血因子的活性,从而具有良好的抗凝血功能。但由于长链肝素分子特异识别性低,能与凝血因子以外的蛋白质相结合,长期服用,可能诱发高血钾或出血症等副作用；而且肝素不能人工合成,价格非常昂贵。研究发现,壳聚糖具有类肝素的结构,氨基酸分子中的羧基是抗凝血作用的重要基团,且它们都具有优良的生物相容性和可降解性,利用壳聚糖和氨基酸开发抗凝血新药,具有成本低、安全性高和生产简便等特点。可用于心脑血管疾病的预防与治疗、血液保存、尿毒症人工透析或体外循环时血液中的抗凝剂,病人检查或治疗时与血液接触的医用材料表面的抗凝处理以及人工器官植入手术等,具有很好的开发应用前景。本文利用高脱乙酰度的壳聚糖,在水相介质中分别与甘氨酸-环氧氯丙烷、天冬氨酸-环氧氯丙烷和精氨酸-环氧氯丙烷中间体进行化学反应,合成壳聚糖甘氨酸衍生物、壳聚糖天冬氨酸衍生物和壳聚糖精氨酸衍生物。并以投料比、反应温度、反应时间和NaOH溶液浓度为探讨因素,以羧基的取代度作为衡量标准,设计四因素三水平的正交试验,确定三种氨基酸衍生物合成的各自最佳条件,并通过单因素实验探讨不同因素对取代度的影响情况；利用红外光谱对产物的分子结构进行分析,初步确定了产物的分子结构；通过对产物的取代度、螯合性能、全血凝固时间(CT)、活化部分凝血酶时间(APTT)和凝血酶原时间(PT)的测定,定性以及定量分析了产物的抗凝血性能,并对其产生抗凝血的原因和抗凝血机理进行了初步探讨；最后对产物体外溶血率进行测定,初步探讨产物的血液相容性,得出以下结果：1.采用分段洗涤法,在60℃下,用质量分数为40%的NaOH溶液处理壳聚糖6h,制得脱乙酰度是94.25%,分子量为10.03万的高脱乙酰度壳聚糖。2.以产物中羧基的取代度为衡量标准,利用四因素三水平正交实验,得到壳聚糖甘氨酸衍生物合成的最佳条件是：壳聚糖与甘氨酸-环氧氯丙烷中间体的投料比(摩尔比)是1：4,反应温度40℃,反应时间4h,NaOH溶液的浓度为5mol/L.其中壳聚糖与甘氨酸-环氧氯丙烷中间体的投料比对产物的取代度影响最大,其次是温度,反应时间和NaOH溶液的浓度的影响。通过单因素实验分析,得到壳聚糖甘氨酸衍生物最佳反应条件为：投料比(摩尔比)是1：4,反应温度50℃,反应时间6h,NaOH溶液的浓度为10mOl/L:壳聚糖精氨酸衍生物最佳反应条件为：投料比(摩尔比)是1：4,反应温度40。C,反应时间4h,NaOH溶液的浓度为10mol/L:壳聚糖天冬氨酸衍生物最佳反应条件为：投料比(摩尔比)是1：6,反应温度50℃,反应时间8h,NaOH溶液的浓度为10mo1/L:3.经产物对钙离子的螯合性能测试,得出壳聚糖本身几乎不具有对钙离子的螯合性,而随着取代度的增加,其螯合性能逐渐增强。相同的取代度下,产物螯合性能依次为：壳聚糖天冬氨酸衍生物>壳聚糖甘氨酸衍生物>壳聚糖精氨酸衍生物。4.通过红外光谱分析产物的结构,发现产物为氨基酸在壳聚糖的羟基上发生醚化反应而制得。并且产物分子中羧基含量依次为：壳聚糖天冬氨酸衍生物>壳聚糖甘氨酸衍生物>壳聚糖精氨酸衍生物,这与其螯合性能排序相同。5.通过全血凝固时间(CT)、活化部分凝血酶时间(APTT)和凝血酶原时间(PT)表明,壳聚糖本身不具有抗凝血的性能,经过氨基酸接枝改性后,大部分产物均具有抗凝血活性,并且随着取代度增加,其抗凝血效果显著增强。其中壳聚糖精氨酸衍生物的抗凝血活性最高,达到35U／mag,相当于一般肝素抗凝血活性的1／3。壳聚糖氨基酸衍生物抗凝血的原因主要有两点：一是羧基对钙离子的螯合作用,；二是产物本身特殊的分子结构；壳聚糖氨基酸衍生物能够同时影响内源性和外源性凝血途径,达到抗凝血的效果。6.壳聚糖氨基酸衍生物均无体外溶血反应,具有优良的血液相容性。