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  • 壳聚糖中蛋白质杂质含量测定论文

    时间:2021-03-16 15:08:09 来源:蒲公英阅读网 本文已影响 蒲公英阅读网手机站

    相关热词搜索:杂质 测定 蛋白质

     壳聚糖中蛋白质杂质含量的测定 摘要

      因为壳聚糖这种物质有毒、可以自然解体,所以这个物质已经被应用到了医学的每一个地方。这种物质是自然形成的,所以它的里面有很多的杂志,这种物质里面除了有蛋白质还有一些不好的成分。要是只用比较单一的办法解决,在手术中使用,容易导致发炎,还可能不容和,这样的话手术就失败了。所以这种物质里面的成分纯不纯直接影响这种物质的适用范围。要弄好这种物质的质量,还要能够有技术将这种物质变纯,要确保这种物质在医学手术当中能够使用。这篇文章主要写的是检测这种物质里面的杂质的方法,要想制作这种高纯度的物质就要做好检测的准备。

     这篇文章据介绍了四种检测的方法,并且四种方法相互比较,并找出最好的方法作为检测这种物质的主要检测办法。四种实验比较最后找到了最快速的方法检测这种物质的杂质。

     关键词:壳聚糖;监测;蛋白质

      Abstract

     Becausechitosanistoxicandcannaturallydisintegrate,thissubstancehasbeenappliedtoeverypartofmedicine.Thissubstanceisnaturallyformed,sotherearemanymagazinesinit,whichcontainsomebadingredientsinadditiontoprotein.Ifitisonlysolvedbyarelativelysimplemethod,itcaneasilyleadtoinflammationintheoperation,anditmaynotbeacceptable.Thentheoperationwillfail.Therefore,thepureimpurenessoftheingredientsinthissubstancedirectlyaffectsthescopeofapplicationofthissubstance.Togetthequalityofthissubstance,itisnecessarytohavethetechnologytopurifythesubstanceandtoensurethatitcanbeusedinmedicalprocedures.Thisarticleismainlyaboutthemethodofdetectingimpuritiesinthissubstance.Tomakesuchahigh-puritysubstance,itisnecessarytopreparefortesting. Thisarticleisbasedonfourmethodsofdetection,andthefourmethodsarecomparedwitheachother,andthebestmethodisfoundasthemaindetectionmethodfordetectingthissubstance.Fourexperimentalcomparisonsfinallyfoundthefastestwaytodetectimpuritiesinthismaterial.

     Keywords:Chitosan;monitoring;protein

      目录 1 前言

     ................................ ...........................

     1 1

     2 壳聚糖简介

     ................................ .....................

     2 2

     2.1 壳聚糖一般的变化性质 ........................................ 2 2.1.1 脱乙酰度 ................................................ 2 2.1.2 分子量 .................................................. 3 2.1.3 壳聚糖的明显特点 ........................................ 3

     2.2 壳聚糖根据其特点的使用 ...................................... 4

     2.2.1 在软骨组织中的应用 ...................................... 4

     2.2.2 在骨组织中的使用 ........................................ 5

     2.2.3 在皮肤上面的作用 ........................................ 5

     2.2.4 在其他组织工程中的应用 .................................. 7 3 壳聚糖中蛋白质的检测方法 ....................................... 7 3.1 实验材料 .................................................. 7

      3.2

     ............................................... 8

     3.3 壳聚糖中蛋白质的检测方法 .................................... 8 3.3.1

     .......................................... 8 3.3.2 氨基酸分析法 ............................................ 9 3.3.3 二喹啉二羧酸(BCA)法 ............................... 10 3.3.4

     ........................................... 11 3.3.5 其他检测方法 ........................................... 11

     3.4

     ............................................... 11 4 总结 .......................................................... 12 致谢 .......................................................... 12 参考文献

     ..................................................... 13

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     1 1 前言

      甲壳素是这个世界上第二个被找到的天然物质,这种物质里面有非常多的氨基多糖,在软软的动物、有胳膊腿的动物、圈型的动物和真菌这些动物的身体里面都会有这种物质。壳聚糖是甲壳素在某种条件下下经过乙酰化反应再减掉一部分的乙酰氨基这样就可以得到了,由2-氨基-2-脱氧D-p-D-葡萄糖通过P-1,4-糖苷键连接可以变成多糖的物质。这样来说的话,减少了一半的N-乙酰氨基的甲壳素就是现在叫的壳聚糖。

     壳聚糖的结构式

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     2 2 壳聚糖简介 2.1 壳聚糖一般的变化性质 壳聚糖这种物质里面有非常厉害的分子内和分子间氢键,所以他的里面会有一定程度的结晶。PKA 差不多在 6.6 上下,不能和水也不能和带碱的水在一起。当 PH 值比 6.5 小的时侯,因为 H+这东西在,壳聚糖里面的分子中的-NH2能够变成-NH3+,把以前的东西都给破坏了,这样就能在水里溶解,这种物质可以融入硝酸盐,还有很多有机酸可以溶里面。这种物质的很简单的性质在下面表中可以体现,这里面大部分有脱乙酰度,这样分布有两个方面。壳聚糖里面的脱乙酰度差不多有一般以上,分子量也特别多,这和这种物质造出来的时候有很大关系。

     壳聚糖的基本物化参数及其表征 2.1.1 脱乙酰度 壳聚糖里面的脱乙酰度这种东西被说成壳聚糖大分子链上氨基葡萄糖单元占所有链节单元的比例,即氨基葡萄糖结构单元数与总结构单元数(氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖)的摩尔比,如图1.1所示。脱乙醜度对壳聚糖的性能影响很大,包括壳聚糖的溶解性、生物降解性、化学反应活性以及壳聚糖的应用性能等。制备不同脱乙酰度的壳聚糖一般有两种方法,其一是将甲壳素在浓碱液中加热以除去其中的N-乙酰基,称为升脱乙酰度过程;其二是将高脱乙酰度壳聚糖在均相条件下用乙酸酐进行N-乙酰化反应,称为降脱乙酰度过程。

     计算壳聚糖的脱乙酰度的方法有很多'如表1.1所示,如滴定法、元素分析法、红外紫外光谱法以及核磁共振法(NMR)等,其中红外光谱法具有测量范围宽、简单 快捷等优点,应用较多。

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     3 2.1.2 分子量 壳聚糖的分子量是其各个大分子链分子量的平均值。用的比较多的分子量的使用方法里面有重均分子量、数均分子量还有粘均分子量这三种。分子量的位置经常使用相应的指数来表达,PI这个数值等于Mw/Mn。在这个里面,粘度法可以参考Mark-Houwink这个公式[n]=KMv°,其中(n)为表示这种物质特别的粘稠,K和a为是有关系的系数。把壳聚糖这种物质的粘稠度进行检查实验,这样就能算出壳聚糖的粘均分子量的数量,这样还是不能知道这里面的分子是怎么分布的。凝胶渗透色谱还有一个名字叫体积排阻色谱,这个可以在已经知道的东西的帮助下可以算出壳聚糖的Mw、Mn和PI三种物质的值。凝胶渗透色谱要是和光碰到了一起就没有办法结合在一起,这样就能一下子得到这种物质里面的Mw。

     2.1.3 壳聚糖的明显特点 壳聚糖这样的物质里面是有氨基的线性多糖等东西,这种物质的分子的样子主要就决定了这种物质它的大特点,比如这种物质的粘稠性、这种物质很容易变成一种形状,还能有非常好的抵抗细菌的功能。

     (1)粘稠性:这种物质粘附的能力,和它里面的结构分布情况有很大的关系,分子里面有非常多的氨基和羟基,这样就让这种物质变得非常有结合力,这种分子像线一样的分布,可以有很好的柔韧性能。还要注意的是,这种物质它是一种非常厉害的电解质,可以通过静电拥有很厉害的吸附力,可以吸水细胞,还有很多的别的杂志。所以这样的物质就会被作为装药的胶囊,可以很好的把药传送到人体各个地方。

     (2)定型性:这种物质还有一个非常好的优点,就是它很容易被钻很多眼儿。是因为这种物质的分子中的氨基很容易被水溶解了,然后使用冷冻的方法,或者放在某个地方进行干燥就会产生很多的眼儿。这样可以用不同形状的模具将这种材料做成不一样的支架,像什么薄片,管状等等。

     (3)抵抗性:这种物质的一个特点非常让人喜欢它。经过很多的实验可以看出,这种物质可以让兔子的骨头发炎。这是由于这种物质里面有非常好的氨基基团,这个可以和细胞壁上面的东西相结合,这样就能阻碍细菌的是传输过程,这样细胞就很快死了。

     (4)这个特性以外,这种物质还有非常好的相容性,快速让实体溶解等等不错的优点。

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     4

     2.2 壳聚糖根据其特点的使用 壳聚糖这种物质因为它里面的分子分布给了它很多的优点,它和别的东西能相处的很好,可以把生物的尸体快速的化了,最后化解剩下的东西还没有一点坏处,这种物质能够大面积的抵抗有毒物质、能够把血止住、还能把痛止住,这种物质他还能让一些生物表面的细胞长得非常的快。它在人的身体里面可以进行溶解,还没有什么不好的,可以做成很多种好的东西,像什么缓释剂、助悬剂、增效剂、微球载体等我们日常使用的东西;壳聚糖可以和很多的生物融合在一起,在手术中是非常好的东西,可以做成纱布敷伤口,可以做成手术的缝线,这种材料非常好的可以用来把血止住,让伤口好的非常快;壳聚糖这种物质有非常好的抵抗细菌的功能,氨基里面的储存量,还有分子的量,是影响这种特性的重要因素;这种物质还能降低血压,降低脂肪,一定程度上还能控制癌症的发展。所以这种物质在医生眼中是非常喜欢的东西,它还能被做成薄膜在医学上用的、可以做成人体的软组织、手术使用的线、可以做成胶囊。这种材料在各种的温度下它都不会改变,就算经常在温度比较高的地方,他的样子也是不会改变的、也不会缩小,这种材料在医学上面有非常大的作用。

     2.2.1 在软骨组织中的应用 关节软骨损伤后难以修复。壳聚糖在结构上类似关节基膜中的糖胺聚糖,与软骨细胞具有良好的相容性。Lu 等将壳聚糖注射到大鼠关节内,发现壳聚糖能够减缓骨骺软骨变薄,提高膝关节软骨细胞的密度,说明壳聚糖在膝关节内具有促进软骨修复的能力。Yamane等将透明质酸与壳聚糖复合用作软骨支架材料,发现软骨细胞能够在支架材料上贴附和繁殖,形态正常,而且能合成丰富的胞外基质。

     Xia 等用冻干燥法制得壳聚糖-明胶复合物支架,并将从猪软骨分离的自体软骨细胞种植在此复合支架上植入猪腹部皮下组织。植入后16周,此弹性软骨不仅保持正常的组

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     5 织学形态和生物学特性,还具有机械性能;软骨细胞在支架的间隙中增殖与自体软骨相似。以上研究表明壳聚糖在软骨组织工程应用中有良好生物相容性,能保持稳定的形态,并具有促进软骨修复的能力。

     2.2.2 在骨组织中的使 用 骨头变少了是经常发生的疾病,就是骨头生长的速度非常的慢,因为骨头中的血液是非常的少的,血液在里面也不会流通,这样人体里面的营养物质就不会通过血液运送到骨头需要的地方了。这种物质可以用在生长骨头的地方。它有非常好的吸收能力,可以把生长的基因带上,送到骨头上,这样骨头生长的速度就会加快,就不需要很长的时间才能康复。

     在人的身体外面让骨头细胞生长,医生发现细胞在架子上是有很多层的;里面有生长因子的细胞生长的非常好,还能表现出非常好的活力。在做把这种细胞送到人体内的实验,有生长因子的细胞比没有生长因子的细胞长的非常的快。这说明这种物质的粘稠性可以让生长因子很好的用在细胞生长上面,还让骨头长成原来的样子。

     Lahiji 等在看这种材料在骨头细胞上面的活力时,这种材料不仅仅可以让细胞活得很好,还能让骨头细胞长成原来的样子。这样可以充分说明人的细胞是有生长功能和记忆功能,这种材料在医用的支架上面有非常大的吸附作用。

     2.2.3 在皮肤上面的作用 2.2.3.1 可以敷在伤口上面 这种材料用在皮肤上面可以让皮肤有很好的相容性和可以把不好的东西溶解了,还有非常好的柔软性、弹性很好、水分不容易流失、很通风通气、还能抵抗细菌。这种材料流动性非常的好,也有非常好的性能,可以作为很多的样式。在很多的结构上面,这种物质里面有很多和人体里面相同的物质,还有非常多的物质也是一样的,这样他们用在医学上面非常好,它们可以和生物融在一起。这种有这样的特点,在做人造皮肤时可以有很大的 这种材料可以做手术用的线、纱布、绷带、创可贴等各种手术中的东西,它们有下面一些作用:有非常好的通风性,还能让伤口及时通风;可以通过凉爽的方法,让病人不会太痛苦;他的吸水性可以让酶自己降解;在降解的时候可以加快伤口的好转,提高伤口好了的速度。Mi等人做了一个非常神奇的东西用在伤口上面。壳聚糖膜上面有皮肤本身的组织和还有和海绵一样的一层。这样的设计就是为了水和细菌都不会进来,还能让伤口的

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     6 脏东西都弄出来。海绵的吸水性非常好、可以有非常好的吸水性、这样可以加强生物的再生能力。比较粘稠的皮肤表面将会有非常的好抵抗细菌的能力,这样的话一些外来的生物就可以被抵挡。这个材料在把老鼠的皮肤修好时,还能很快的把血弄住,手术做了二十几天就好的很快了。最新的皮肤长好了以后,他的细胞还是非常的规整的,再过两个星期后,细胞就会长得更加好了,这说明这个伤口就快好了。

     2.2.3.2 在伤口中的使用

     壳聚糖能够止住血液流动,能够抵抗细菌、还能让伤口好的非常快、它有非常好的融合性和还有非常好的降解的功能,这个物质非常适合用在伤口之上。目前市场上面已经有这种物质做的创可贴等等东西,这种东西就像人造的皮肤一样,而且有非常好的透气性,非常好的抵抗细菌的功能,这个东西有非常好的抵抗作用,非常厉害的是它能让皮肤好的特别快。

     也可以做出水溶性的新材料,这种东西和水有非常好的亲和力,也能和伤口有非常好的亲和作用。这种东西可以在培养介质用进行培养,这对伤口有非常好的用处。有的人观察了伤口在空白、壳聚糖粉末、甲壳素粉末、水溶性壳聚糖(WCS)粉末、水溶性壳聚糖溶液这好几种的条件下面经过处理,这种溶液对伤口愈合有非常好的作用。

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     7

      2.2.4 在其他组织工程中的应用 这种材料用在软骨头的地方,还有骨头上面,还有皮肤的外面,还可以用在皮肤外面,还能用于修复器官。这种东西还能与器官很好的结合在一起,可以很好的修复器官。经过对动物做了好几次的实验,把带有这种物质的因子弄进老鼠的生体里面,还可以把细胞的生命延长了,可以做成新的器官。在人体的每一个组织都有非常多的利用。

     3 壳聚糖中蛋白质的检测方法 3.1 实验材料

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     8 3.2

      3.3 壳聚糖中蛋白质的检测方法 用两种材料的壳聚糖(CS1:

     DD=78%,Mw=36w; CS2:

     DD=95%,Mw=33w)作为一个对象,用现在已经有的办法来进行检测,考马斯亮蓝法、氨基酸分析法、BCA法及元素分析法这一些已经有的办法来检查这种物质里面的杂质,把这几种办法都试一遍,看看结果有没有什么不一样的地方。

     3.3.1

     3.3.1.1 标准曲线的制作

     用非常准确的粉末溶解在非常的纯洁的水中,这样就能做成标准液。这样就可以做成好几种浓度的标准液体。弄 0.1 毫升各浓度下的标液放在 10mL 的管子当中,加入3mL考马斯亮蓝液的磷酸,用棒子搅一搅,把水加到一升,最后放在棕色的瓶子里面,这样可以躲避阳光,然后等待混合,弄匀,放了十分钟以后,可以用紫外线进行鉴定,可以测试这种溶液的吸光性。每一个溶液都需要进行三次实验,把超纯水做成空白的。

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     9

     3.3.1.2 样品中蛋白含量的测定 弄好一定量的壳聚糖粉末放在缓冲液中都溶解了,做成样品。把样品放在十毫升的试管里面,在加入3ml考马斯亮蓝,混匀了再放十分钟,放在紫外线下面可以测试一些吸 3.3.1.3

     各取标准牛血清白蛋白溶液,在里面都加点 0.05mL,1%壳聚糖溶液放在试管中,每个试管里面加一点考马斯亮蓝3ml,弄晕了,在 10 分钟,在测试吸光的性能。以HAc/NaAc缓冲液为空白,都做三次实验。

     3.3.2 氨基酸分析法 3.3.2.1 样品前处理 弄 0.5g壳聚糖原料放在水管中,向里面加上 16ml 的溶液,加一点的氮气,然后再一起密封好,在零下十度后,把它放到和室内温度一样,用 10MKOH把pH弄到中间,用20 毫升的水进行定容。把 1.6 毫升放在试管里面,10000rpm转 20 分钟,在进行繁衍。

     3.3.2.2 样品衍生及检测

     用上面的水用 400jil,再加 0.04MNaHC0330〇W,再加入 0.2%500pl2,二硝基氟苯,弄匀了以后,在 59 度的温度下面,放在水里面一个小时,冷却后加入 21mlKH2PO4,混起来后面放在 0.23|im的滤器过滤后,取 1.6ml 放在样品瓶子里面,随时可以研究。

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     10 3.3.2.3HPLG检测条件 流动相A:0.06mol/LKH2P04(pH=7.4±0.08)

     流动相B:乙腈:超纯水=1:1 (v/v)

      体积流量:0.6mL/min,柱温:39°C,进样量:lopl; 检测时间:60min;检测波长:450nm。

     3.3.2.4 标准曲线的制作 弄个 3ml标准氨基酸液,经过处理后,分别用 H2P04做成5种不同纯度后于 0.23nm的滤器过滤后取 1.4ml 放在测试瓶中进行 HPLC 进行检查。

     3.3.2.5 回收率的测定

     想这个材料中加一些东西,上面的说法后进行处理。因为这种材料会被酸水化解,水被化解后会对氨基酸检测会有很大的作用,所以用假的壳聚糖(DD=78%,即将氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖按照一定量的比例进行调整,配成DD=78%的“壳聚糖”)为空白(这种假的材料经考马斯亮蓝法检查,其蛋白含量为0),这样可以最大限度地被影响。

     3.3.3 二喹啉二羧酸(BCA)法 已经弄好的BSA蛋白质做的溶液(lOOpg/ml)加一点什么都没有的水到达80、60、40、20、10pg/ml这五种不同纯度的水,再放一些蛋白液在这些试管里面,在加上一点的蛋白液,一起混合在一起,在 37 度的水的条件下,放半个小时在562nm下测试各种吸光的性能。进行两种平行,把纯净水作为最空白的。

     3.3.3.1 标准曲线的制作

     把已经弄好的蛋白液(lOOpg/ml)放一定量的白水使它变成80、60、40、20、10pg/ml这五种纯度的水溶液,每种溶液里面在加200m 放在试管中,再加入BCA工作液 5ml,弄好了,在 37 度的水中放半个小时后,在562nm在检查他的吸光性能。进行两次,把白水做成开始溶液。

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     11 3.3.3.2 样品中蛋白含量的测定 在精确的弄 0.007g壳聚糖粉放在试管里面,里面再加点纯水 200 毫升,再加入BCA工作液 2 毫升,弄好,再 37 度的水里面,放半个小时后再紫外分光光度计562nm下检查这种材料的吸光性。每次都进行两遍,把纯净水做成空白的。

     3.3.3.3 回收率的测定 精准的使用 0.007g不同的壳聚糖粉放在试管里面,在里面加上 210 毫升的BSA(90卩g/ml)溶液,BCA工作液弄一毫升加进去,把它弄弄好,在 37 度的水中放半个小时后,在太阳光下光度计是562nm下检查这种材料的吸光性能。每次做两遍,还把水作为空白。

     3.3.4 元素分析法

     经过上面的四种办法后,还有元素分析法。元素分析的方法计算蛋白质的溶液:P%=(%N-Nt)*6.25(这里面,P%是蛋白质;N%是元素分析测出来的N含量,NT是非常有关的技术,这个里面有一些特殊的物质决定,6.25 表示蛋白质中理论的N含量。)

     3.3.5 其他检测方法 还有现在可以使用荧光的方法来检测这种蛋白质,用这种方法非常的简单,也非常的快、还特别的灵活,本论文作了5-甲基尿苷、白藜芦醇、灿烂甲酚蓝、Nan〇〇range[57_同步荧光法的尝试。

     3.4

     选择怎么测试这种材料的蛋白质时候,要小心一些事情:①要非常的精准;②小心蛋白质的性质,还有这个里面的杂质;③还有实验要的时间。现在检查蛋白质的方法特别多有凯氏定氮法、双缩脲法、福林-酚法(Lowry法)、紫外吸收法、考马斯亮蓝法及BCA法。

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     12 这些材料里面有一些蛋白质的含量还没有0.2%,壳聚糖溶液这个里面的蛋白含量还没有20pg/ml,所以要注意上面说的灵敏度,只有考马斯亮蓝法和BCA法能检测到20pg/ml以下。另外,氨基酸分析法由于具有更低的灵敏度,也有文献报道采用该方法检测壳聚糖中的蛋白含量。因此,本主要考察了这几种方法测定壳聚糖中的蛋白含量。

     4 总结 这篇文章对壳聚糖材料的概况和这种材料在医院的使用范围上,试验测试了目前对壳聚糖中的蛋白含量的各种检测方法,将这几种方法进行测评,找出最好的方法来解决这种材料中的蛋白质和杂志,这种材料的不同程度进行比较,试着做出一份非常纯度高的这种材料。

     (1)壳聚糖的DD会对考马斯亮蓝法有很大的不好的地方,测试的后果不是很准确。要经过处理在处理的方式,要找到相应的干扰的数值,以进行一定的扣除; (2)组织工程级壳聚糖不仅仅要把里面的蛋白质还有一点点的杂质解决了,还要要求里面的有毒物质、重金属含量、乙醇残余量及灰分不好的东西,都要在一定的范围里面,这个需要进一步研究。

     (3)这个课题史研究的测试方面,还要经过好几次的测试之后才能找出最好的测试办法。。

      致谢

     首先非常感谢我的老师对我的帮助。论文的开始到论文的结束,都是指导老师一直在指导我。

     现在,我还要感谢的是帮助过我的老师们,同学们,在我做毕业论文时候给了我很大的帮助,谢谢三年来各个专业的老师对我们的教导,这样我们就能够学到不少的东西。

     谢谢这些人外,我还要谢谢那些参考书的,用了他们的参考书我才能把文章写的这么好。

     感谢我的好朋友,好舍友,谢谢三年来生活和学习上面的照顾。也非常的谢谢我们三年来母校的培养。

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     13

     参考文献

     1.姚康德,尹玉姬 组织工程相关生物材料[M].化学工业出版社.北京 2.任东文,包德才 N —乙酰化壳聚糖的FTIR和XRD研究[J].光谱学与光谱分析

     3.孙珍珍,蔡汝汝,蒲曦鸣等 壳聚糖-羟基磷灰石复合骨折内w定棒材的制备与性能研究

      4.段元斐,何忠诚,庄桂东,等.甲壳素提取新工艺的研究[J].食品工业 5.杨冬梅,缪进康,黄明智.天然生物材料:甲壳素和壳聚糖的开发及应用[J].化学工业与工程 6.严丽平.微波法制备壳聚糖的实验研究[D]:(硕士学位论文).上海市:东华大学 7.任东文,包德才,王为,等.N-乙酰化壳聚糖的FTIR和XRD研究[J].光谱学与光谱分析

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