水溶性殼聚糖在清水中的生態友好溶解方法

　　水溶性殼聚糖是一種重要而豐富的天然高分子，具有廣泛的應用前景。然而，將水溶性殼聚糖溶解在清水中是一個挑戰，這主要限制了水溶性殼聚糖材料的生物醫學應用。在此，我們報道了一種生態友好的溶解方法，首次獲得了一種普通的水基水溶性殼聚糖溶液。在該方法中，將水溶性殼聚糖溶解在離子液體中，然后在20℃下冷凍過夜，隨后在室溫下用純水進行溶劑交換，得到納米尺寸的穩定的水溶性殼聚糖水中分散體，即水基水溶性殼聚糖偽溶液。整個過程是環保的。這種新方法提高了用于制造和生物加工的水溶性殼聚糖溶液的質量和可加工性，并促進了水溶性殼聚糖基產品的生物醫學應用。
　　水溶性殼聚糖偽溶液顯示出剪切變稀特性。隨著剪切速率從0.01增加到500升/秒，溶液的粘度降低了4個數量級(圖5a)。水基水溶性殼聚糖偽溶液也是可注射的。它被推出注射器，但沒有堵塞針頭振蕩頻率掃描測試表明，溶液的儲能模量(G′)略高于損耗模量(G″)，并且G′實際上與頻率無關。儲能模量約為10 Pa。這些特征是弱水凝膠的典型特征，歸因于納米水溶性殼聚糖之間氫鍵相互作用的顯著減弱。水溶性殼聚糖偽溶液風干后，可直接看到水溶性殼聚糖納米粒子(~10-100納米。冷凍干燥后，在水溶性殼聚糖泡沫中發現了納米/亞微米纖維絲，補充反映了溶液中水溶性殼聚糖的納米結構。較大尺寸的水溶性殼聚糖納米結構(顆粒/纖維絲)是由于干燥誘導的聚集。盡管如此，回收的水溶性殼聚糖變得不溶于水，可能是因為水溶性殼聚糖分子之間恢復了氫鍵網絡。材料在10分鐘內迅速達到平衡膨脹，并保持穩定至少30天(圖8
　　通過將水溶性殼聚糖溶解在離子液體EMIM Ac中，然后在-20℃冷凍，隨后與水進行溶劑交換，可以容易地制備納米水溶性殼聚糖在純水中的偽溶液。整個過程簡單且環保。所獲得的水溶性殼聚糖溶液顯示出優異的膠體穩定性，并且由于其剪切變稀特性，可以直接用作弱液體凝膠。盡管如此，在未來的工作中仍有許多問題需要解決，如離子液體的重復使用，縮短溶劑交換過程，制備不同最終濃度的水溶性殼聚糖溶液，以及在溫和條件下裝載藥物，如將疏水性藥物溶解在水溶性殼聚糖/IL中或將親水性藥物溶解在純水基水溶性殼聚糖溶液中。本文報道的工作是在普通水中溶解和加工水溶性殼聚糖的最初關鍵步驟，用于在生物醫學應用中制造基于水溶性殼聚糖的產品。