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本论文使用三种不同的物质分别对微晶纤维素(MCC)的C6位进行功能化,继而使功能化后的微晶纤维素与N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)在1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳化二亚胺(EDC)的催化下合成三种大分子交联剂:EDTA二酐功能化的微晶纤维素-NHS活性酯交联剂(MEN)、柠檬酸酐功能化的微晶纤维素-NHS活性酯交联剂(MCN)和TEMPO氧化微晶纤维素-NHS活性酯交联剂(TMN),并使其交联改性明胶,探究了改性后明胶材料的相关性质与应用。MEN的结构及其活性酯基与明胶伯胺基的反应通过FT-IR、元素分析、TGA-DSC、范斯莱克法、XRD和SEM来确定。体外降解实验表明,大分子交联剂MEN的用量对明胶材料的降解速率呈现剂量依赖型。TGA-DTG曲线表明交联剂的作用提高了明胶膜的热稳定性,而Gel/MCC共混膜作为对比,呈现出严重的相分离现象,进而说明了MEN改性明胶是通过酰胺化反应完成的。改性膜的机械性能,尤其是弹性与柔韧性,都得到较大程度的提高,且表现出良好的疏水、膨胀和阻光性能。大分子交联剂MEN的合成丰富了现存的EDC/NHS交联剂体系,这种通过希夫碱反应形成酰胺键的化学改性方法打破了大分子物质改性明胶的局限性,其作用改性的明胶材料拓宽了明胶作为缓释材料在食品工业、医药领域和农业方面的应用。MCN改性后的明胶复合物可作为药物控释系统应用于药物奥美拉唑的负载和释放。药物奥美拉唑通过静电相互作用和氢键作用负载于改性明胶复合物中,探究了交联密度和药物负载对明胶基质的热稳定性、抗降解性能、机械性能和表面疏水性的影响。SEM图像显示改性后的明胶复合物呈现蜂巢小室状的表面微观形貌,这为药物的负载提供了有利条件。药物释放机理为药物分子扩散和聚合物基质降解两者协同作用来实现控释,并且释放率随交联度的提高而降低。此外,改性明胶复合物和载药改性明胶复合物在溶菌酶中的体外降解实验表明,其降解速率与交联剂用量密切相关。此明胶基药物控释系统对提高药物的药效和生物利用度有深远的意义。采用TEMPO/NaClO/NaBr体系氧化后的MCC和NHS为原料,合成了氧化微晶纤维素酯大分子交联剂TMN,使其与明胶发生酰胺化反应,从而达到交联改性明胶的目的。改性膜(Gel-TMN)的性能检测,如热稳定性、表面疏水性、PBS及溶菌酶中的生物降解功能、阻光性能、机械性能和膨胀性能,表明改性后的明胶膜适用于食品包装领域。此外,改性膜在PBS和溶菌酶两种介质中的体外降解行为通过降解实验和SEM来比较分析,提出了明胶膜在PBS和溶菌酶中的降解机理。总体而言,Gel-TMN改性膜是一种安全、稳定、环境友好和抗生物降解的复合膜。由于其两种主要组分—明胶和微晶纤维素的天然性质,使其废弃后也能被环境完全分解,这对于食品包装领域的应用而言,是十分有意义的。