Chitosano

Quitosano -Molekül

Was ist Chitosano?

Der Chitosan ist ein Polysaccharid, das aus dem Chitin stammt, eines der am häufigsten vorkommenden natürlichen Polymere in der Natur. Das Chitin wird durch D-Acetylglucosamin-Monomere gebildet, die durch β1-4-Verbindungen vereint sind und 1811 von Bracconot entdeckt werden.

Die Chitina befindet sich in der Hülle der Krebstiere (Krabben, Hummer usw.), Insekten, Arachnids, an der Wand einiger Pilze, in Grün- und Protozoenalgen. 1859 behandelte Rouguet Chitin mit Kaliumhydroxid, von dem er ein Polysaccharid erhielt, das Hoppe-Seller später als Chitosano bezeichnete.

Natrium- oder Kaliumhydroxid produziert Chinin-Disactechery und verwandelt D-Acetylglucosamin in D-Glycosamin: das andere Monomer, aus dem das Chitosan besteht. Daher enthält Chitosan eine größere Menge an D-Glucosamin als D-Acetylglucosamin.

Einer der Hauptunterschiede zwischen Chitin und Chitosan ist strukturell und intermolekulare Wechselwirkungen, dass die Polysaccharischen Ketten des Chitosan mit größerer Kraft zusammengehalten werden als die der Chitina; Dies ist genau auf das Vorhandensein von Acetylgruppen zurückzuführen.

Der Chitosan hat auch eine leichte positive Belastung aufgrund des im D-Glucosamin vorhandenen Amin. Mit dieser Eigenschaft kann Chitosan verwendet werden, um Substanzen durch Membranen zu transportieren.

Der Chitosan hat auch zahlreiche Verwendungszwecke, z.

Struktur des Chitosan

Änderungen, die von Deacetilación in der Struktur des Chitins während seiner Umwandlung in Chitosano erzeugt werden. Quelle: Vicente Neto, CC von 4.0, über Wikimedia Commons

Der Chitosan ist ein lineares Polysaccharid mit einer Struktur ähnlich der von Cellulose. Eine der Glukosehydroxylgruppen wird jedoch durch eine Amino-Gruppe (-nh) ersetzt₂) oder eine Acetilamin-Gruppe (-Hnoch₃). Der Chitosano wird durch ausgesagte Einheiten (orange) und acetylierte Einheiten (blau), zufällig verteilt (siehe überlegenes Bild), gebildet (siehe überlegenes Bild).

Diese Einheiten werden durch β-1-4-Verbindungen verbunden. Desaceted-Einheiten werden durch D-Glucosamin-Moleküle gebildet, während dankte Einheiten für D-Acetylglucosamin-Moleküle bestimmt sind. Qitosan.

Dies weist darauf hin, dass D-Glycosamin in größerem Verhältnis ist als D-Acetylglucosamin. Anschließend kann berücksichtigt werden, dass Chitosano ein Polysaccharid ist, das hauptsächlich durch desacetierte Einheiten gebildet wird, die durch D-Glucosamin-Moleküle bestehen, die durch β-1-4-Bindungen verbunden sind.

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Eigenschaften des Chitosan

Aus den Schalen der Krebstiere wie Garnelen wird das Chitin extrahiert, was wiederum als Rohstoff für die industrielle Produktion des Chitosano dient. Quelle: Ehrenberg Kommunikation, CC BY-SA 2.0, über Wikimedia Commons

Molekulargewicht

Sein Molekulargewicht liegt zwischen 3 × 10⁵ und 1 × 10⁶ G/Mol, abhängig von der Quelle von Chitina, aus der der Chipasano erhalten wird. Das heißt, ihre Polysaccharidketten sind groß.

Elementarchemische Zusammensetzung

-Kohlenstoff: 44.elf %

-Wasserstoff: 6.84 %

-Stickstoff: 7.97 %

Wie zu sehen ist, ist es ein erheblich Stickstoffpolysaccharid.

Aussehen

Es wird in Form von Flocken oder schleifenden Staub aus cremigem oder cremigem Weiß präsentiert. Es erscheint auch als weißes oder weißliches durchscheinendes Blatt.

Geschmack und Geruch

Der Chitosano ist Toilette und geschmacklos.

Schmelzpunkt

102.5 ºC

Dichte

1 g/cm³

Löslichkeit

Es ist unlöslich in Wasser und Alkali. Es ist in den meisten verdünnten Säuren sehr löslich (pH) < 6.5), incluyendo el ácido fórmico, el ácido acético y el ácido clorhídrico.

Stabilität

Es ist bei Raumtemperatur stabil und kann unter Stickstoffgasschutz eine Temperatur von 250 ° C unterstützen, ohne die Zersetzung zu experimentieren. Es ist unvereinbar mit starken Oxidationsmitteln.

Elektrische Ladung

Die Quitosano Amino -Gruppe hat eine PKA von 6.5. Dies gibt dem Chitosan eine leichte positive Belastung und eine relative Löslichkeit in einem Säure oder neutralen Medium.  Der Chitosano ist bioadhäsiv, das sich wie bei Epithelzellen an negativ belastete Oberflächen binden kann.

Der Chitosan ist eine Polycy, die Komplexe mit negativ belasteten Molekülen wie Lipiden, Proteinen und Nukleinsäuren bilden kann, wodurch sein Verhalten modifiziert wird.

Chemische Reaktivität

Das Vorhandensein von Hydroxylgruppen (OH) und Aminos (NH₂) Es ermöglicht dem Chitosan, durch Reaktionen von Eternalität, Sterifizierung und Verringerung der Amination kovalente Bindungen zu formen.

Biokompatibilität und biologische Abbaubarkeit

Der Chitosan ist eine positiv beladene nicht -toxische Verbindung, die mit den negativen Lasten der Plasmamembranen der verschiedenen Gewebe interagieren kann, ohne sie zu beschädigen. Daher die Tatsache der Biokompatibilität des Chitosan.

Darüber hinaus ist Chitosan durch enzymatische Wirkung biologisch abbaubar. Zum Beispiel ist Glätte ein Enzym, das die β-1-4-Verbindungen brechen.

Verwendet / Anwendungen des Quitosano

Objekte aus Chitosano. Quelle: Jgfermart, CC BY-SA 3.0, über Wikimedia Commons

Wasserversorgung

Der Chitosan interveniert in die Reinigung von Wasser in verschiedenen Aspekten. Es kann Metallionen wie Kupfer, Blei, Quecksilber usw. entführen. Es kann auch zur Beseitigung von Lebensmitteln, Farbstoffen und anderen Feststoffen beitragen.

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Darüber hinaus kann der Chitosan suspendierte Partikel verbinden, wodurch seine Größe erhöht und ermöglicht werden kann, in Sedimenten zu eliminieren. Dies führt zu einer fast vollständigen Entfernung der Wassertrübung.

Landwirtschaft

Der Chitosan wird bei der Beschichtung von Saat.

Darüber hinaus hat Chitosano Antimykotika -Wirkung, die Pflanzenschutz verleiht. Es gibt Hinweise darauf, dass Chitosan auf die Membranen und das Chromatin von Gemüse reagieren kann, was Veränderungen induziert, die ein besseres Wachstum ermöglichen.

Lebensmittelschutz

Der Chitosan wird verwendet, um einen essbaren Film zu bilden, der Lebensmittel abdeckt und so ihre Verschmutzung vermeidet. Auch Chitosan hat Aktivität gegen Pilze und Bakterien.

Die Zugabe von Verbindungen zum Chitosan wie Nelkenöl / β-Cyclodextrin verstärkt seine antibakterielle Kapazität, die es ihm ermöglicht, auf Bakterien wie: s zu wirken: s. aureus, s. Epidermis, e. Coli und andere.

Nanofaserbildung

Bei der elektrohilierten Methode wird eine elektrische Kraft verwendet, um polymere Strukturen wie Chitosan zu dehnen und Fasern von 50 bis 500 Nanometern im Durchmesser zu produzieren. Diese Fasern sind biokompatibel und biologisch abbaubar und werden als hämostatische Materialien und Wundheilung verwendet.

Medizinische Anwendungen

Die Liste der Verwendungen und Anwendungen des Chitosan in der Medizin ist umfangreich und kann Folgendes nennen: orthopädische Implantate, Fabric Engineering, Wundheilung, Internalisierung von Drogengeweben, künstliche Hautkreation, chirurgische Nähte und kontrollierte Arzneimittelfreisetzung von Arzneimitteln.

Zusätzlich zu den festgelegten medizinischen Verwendungen wird der Chitosan in Bandagen, Schwämmen, Brennabdeckungen, als entzündungshemmendem Mittel zur Hemmung der Bildung der Zahnplatte, bei der Beschleunigung der Wundheilung und als hämostatisches Mittel verwendet.

Der Chitosan wurde in Kriegskonflikten verwendet, um Blutungen zu verringern. Die positive Belastung ermöglicht es Ihnen, die negativ geladenen Erythrozyten abzudecken und einen Komplex zu bilden, der die Blutplättchen aktiviert, die den Koagulationsprozess initiieren.

Internalisierung der Arzneimittel

Der Chitosan wird auch für den Transport und die Internalisierung von Arzneimitteln zu den Geweben verwendet. Bei DNA, die aufgrund seiner negativen Belastung für ein bestimmtes Antigen codiert, kann es nicht mit der Plasmamembran interagieren.

Diese Schwierigkeit wird beseitigt, wenn der Chitosano positiv mit der DNA mit negativer Belastung beladen ist, sodass der Chitosan-ADN-Komplex für die für die Immunität verantwortlichen Zellen internalisiert werden kann.

Dieser Mechanismus könnte zum Beispiel zur Herstellung eines DNA -Impfstoffs verwendet werden, das für ein Covid 19 -Virusprotein kodiert.

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Weinklarstellung und Bier

Der Chitosan wird in der letzten Stufe der Ausarbeitung von Bier hinzugefügt, um seine Flockung und die Eliminierung von Hefezellen zu verbessern, was die Klärung des Bieres ermöglicht.

Der Chitosan erhöht zusammen mit Bentonit, Gelatine und anderen Substanzen die Geschwindigkeit der Sedimentation von Früchten und Ausrüstungen, die die Trübung des Weins verursachen. Darüber hinaus reduziert es das Vorhandensein von rostigen Polyphenolen.

Vorteile und Nachteile

Der Einbau von Drogen in das Gewebe wurde durch die Intervention des Chitosano untersucht. Es wurde auch mit dem Einbau von DNA erlebt, die für ein Antigen für die für die Immunität verantwortlichen Zellen unter Verwendung von Chitosan im Transfektionsprozess codiert werden.

DNA ist aufgrund ihrer negativen Belastung begrenzt auf Zellen eingebaut.

Diese Einschränkung kann durch seine Vereinigung zum Chitosan gelöst werden: eine Polyktion, die die negative Belastung der DNA neutralisiert und daher ihren Einbau in die Zellen erleichtert. Dies, um eine Immunantwort gegen DNA zu erzielen.

Diese Strategie könnte zur Bildung von DNA -Impfstoffen verwendet werden.

Vorteile

Die Verwendung von Chitosan in den Einbau von genetischem Material (DNA) in Zellen (Transfektion) hat den Vorteil, dass Chitosan ein nicht -toxisches, biokompatibler und biologisch abbaubares Material ist.

Würde als DNA -Transporter arbeiten. In einer nächsten Stufe kann der Chitosano-ADN-Komplex Teile der Vakuolen bilden, die durch Internalisierung zu den Plasmamembran-Teilen gebildet werden, in einem Prozess, der als Endozytose bekannt ist.

Der Chitosan ist ein nicht -toxisches Material an sich. Es ist verdaulich und hat eine bakterizide Wirkung.

Nachteile

Durch Chitosan vermittelte Transfektion. Dies zeigt an, dass es sich um einen komplexen Prozess handelt, der von vielen Faktoren abhängt.

Daher ist es schwierig, die optimalen Bedingungen für die Reproduzierbarkeit des Prozesses zu finden, der einen Nachteil darstellt.

Ein weiteres Beispiel, das die Vor- und Nachteile bei der Verwendung von Chitosan veranschaulichen kann, lautet wie folgt: die Verwendung von Chitosano, um es in Tiere einzubauen.

Wenn der Anteil des in Nahrungsmittel einbezogenen Chitosan 20 % des Futters erreicht, wurden Fälle des Todes von Tieren berichtet, wahrscheinlich aufgrund einer Hemmung der Nährstoffabsorption, die in den Stuhlgepeak in den Chitosano ausgeschieden werden könnte.

Verweise

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