壳聚糖是天然阳离子多糖,生物相容性好、可生物降解,具有止血、抗菌以及促进组织修复等生物学活性,在医药材料、组织工程等领域中应用广泛。将壳聚糖纳米化后不仅可以改善它的溶解性,还有助于增强生物活性。但由于壳聚糖比表面积大、表面能高、热力学不稳定等原因,纳米壳聚糖的纳米粒子较易发生沉降和团聚现象,从而造成粒子的分布不均和粒径增大。本文采用三种氨基酸(甘氨酸、天冬氨酸和精氨酸)作为研究对象,研究考察了氨基酸与壳聚糖及羧甲基壳聚糖分子间的相互作用对纳米壳聚糖的团聚行为和羧甲基壳聚糖抑菌作用的影响。本研究采用高压匀质法制备壳聚糖/氨基酸纳米混悬液,采用溶液共混法制备羧甲基壳聚糖/氨基酸共混液。应用傅里叶变换红外光谱法研究壳聚糖及羧甲基壳聚糖与氨基酸分子间相互作用,比较不同氨基酸与壳聚糖及羧甲基壳聚糖形成分子间相互作用的趋势;应用粒径分析、电位测定、透射电镜等分析手法对壳聚糖/氨基酸纳米混悬液进行考察,比较不同氨基酸对纳米壳聚糖团聚行为的影响趋势;应用牛津杯琼脂扩散法和微量二倍稀释法对羧甲基壳聚糖/氨基酸共混液进行考察,比较不同氨基酸对羧甲基壳聚糖抑菌作用的影响。1.壳聚糖或羧甲基壳聚糖与氨基酸能够形成强烈的分子间相互作用。实验结果表明,较于物理混合物,羧甲基壳聚糖/甘氨酸发生红移(21～29 cm-1)和蓝移(7～12 cm-1),羧甲基壳聚糖/天冬氨酸发生红移(23～35 cm-1)和蓝移(12～18 cm-1),羧甲基壳聚糖/精氨酸也发生红移(26～37 cm-1)和蓝移(14～21 cm-1),且羧甲基壳聚糖/精氨酸的位移数最大,推测出精氨酸与羧甲基壳聚糖形成氢键作用最强,天冬氨酸次之,甘氨酸则较差。同理,壳聚糖/甘氨酸发生红移(17～23 cm-1),壳聚糖/天冬氨酸发生红移(23～37 cm-1),壳聚糖/精氨酸也发生红移(32～43 cm-1),且壳聚糖/精氨酸的位移数最大,推测出精氨酸与壳聚糖形成氢键作用更强,天冬氨酸次之,甘氨酸最差。综上所述,壳聚糖或羧甲基壳聚糖,其与氨基酸形成的氢键作用强度依次为:精氨酸>天冬氨酸>甘氨酸。2.通过加入氨基酸,可以显著减缓纳米壳聚糖的粒子团聚趋势。实验结果表明,通过三个月的恒温考察,精氨酸对纳米壳聚糖的粒子团聚趋势抑制效果最好,粒径增长最为缓慢,为290～350 nm;天冬氨酸次之,粒径增长为340-380 nm;甘氨酸的影响最差,纳米粒子较易团聚,增长最为迅速,为370～400 nm。所以,表明纳米壳聚糖的粒子团聚趋势与壳聚糖和氨基酸形成分子间氢键作用强度显著相关。3.通过加入氨基酸,可以明显增强羧甲基壳聚糖的抑菌作用。实验结果表明,羧甲基壳聚糖空白组的最小抑菌浓度为10 mg/mL,抑菌浓度最大,说明其抑菌作用最弱。羧甲基壳聚糖/甘氨酸和羧甲基壳聚糖/天冬氨酸的最小抑菌浓度为5 mg/mL,羧甲基壳聚糖/精氨酸的最小抑菌浓度为2.5 mg/mL,说明羧甲基壳聚糖/精氨酸的抑菌作用最强。所以,表明羧甲基壳聚糖/氨基酸的抑菌作用强弱与羧甲基壳聚糖和氨基酸形成分子间氢键作用强度显著相关。