蝇蛆壳聚糖黏均分子量的测定
作者：覃容贵, 吴建伟, 国果, 付萍
【摘要】 目的： 测定蝇蛆壳聚糖特性黏度，并其黏均分子量。方法： 利用乌式黏度计，测定高聚物蝇蛆壳聚糖的黏度，采用外推法和一点法计算，进而得出其分子量。结果： 外推法和一点法均可用于壳聚糖黏度及分子量的测定。结论： 一点法只需测得1个浓度下的壳聚糖溶液的相对黏度和增比黏度，即可简便、快速、准确地测出壳聚糖的特性黏度，进而求得其黏均分子量，相对一步法更简便，但外推法的可靠性及准确性更高。
【关键词】 壳聚糖； 分子量； 蝇科； 幼虫
［Abstract］ Objective: To determine the viscosity?average molecular weight of fly maggot chitosan. Method: Ubbelohde viscometer was used to measure the viscosity of fly maggot chitosan solution, and extrapolation and one?point methods were adopted to calculate the relative molecular weight of the chitosan.Result: The viscosity and molecular weight of chitosan were obtained with both extrapolation method and one point method. Conclusion: One point method is convenient, fast and accurate for the determination of viscosity and molecular weight of chitosan，while extrapolation method is even more accurate.
［Key words］chitosan；molecular weight；Muscidae; larva
壳聚糖是一种天然的阳离子聚合物，具有多种生物活性，在医药领域有广阔的应用前景。壳聚糖具有降低胆固醇、调节免疫、抗肿瘤、调理肠胃、抗凝血等多种生物活性和优良的抗菌性,被称为人体第六生命要素[1]。壳聚糖作为一种天然高分子多糖，分子量大小不同，其物理机械性能也不一样，用途也不同。因此，壳聚糖的分子量是一项重要的质量指标，测定其分子量成为壳聚糖研究和应用领域中一项十分重要的基础工作[2]。本研究采用乌氏黏度计测定壳聚糖溶液的黏度，并计算其分子量。采用乌氏黏度计可测定出液体的特性黏度，它表示单个高分子在特定浓度下对溶液粘度的贡献，数值不随浓度而改变，其测定结果与高分子物质的分子量直接相关，是最常用的测定高分子溶液黏度的方法。
1 材料与方法
1.1 样品
蝇蛆壳聚糖（脱乙酰度为94%），实验室自制。
1.2 试剂及仪器
醋酸，氯化钠；乌氏黏度计（毛细管直径0.4～0.5 mm），温度计(分度为0.1 ℃)，秒表（分度为0.1 s）,恒温水浴。
1.3 方法[3]
1.3.1 混合溶剂配制
配制0.2 mol/L醋酸和0.1 mol/L氯化钠水溶液，并以2∶1比例混合备用。
1.3.2 样品配制
将壳聚糖样品干燥至恒重，精称样品200 mg于100 ml容量瓶中，加入混合溶剂至刻度，振摇，放置，溶解至澄明；将配制好的溶液用干燥的3#玻璃砂芯漏斗加压过滤，精密量取中间滤液10 ml定容到100 ml容量瓶中，即得浓度为C0（0.2 g/L）壳聚糖溶液。
1.3.3 溶液流出时间测定
用移液管移取20 ml混合溶剂于乌氏黏度计中，在（25±0.05）℃恒温水浴中恒温10 min以上。用秒表测定流出时间，重复测定3次，测量值相差不得大于0.3 s，取3次的平均值为t0。然后准确取出4 ml，再加入配好的样品溶液4 ml测t值，以此类推，测出6组数据，每组取3次数据的平均值。用同法测定每份溶液流经毛细管的时间t1、t2、t3、t4、t5、t6。应注意每次加入样品溶液后，要充分混合均匀，并抽洗黏度计，使黏度计内溶液各处的浓度相等。
1.4 分子量的
1.4.1 外推法计算分子量
按下式计算待测溶液在不同浓度下的相对黏度ηr和增比黏度ηsp：ηr=t/t0,ηsp=ηr-1。式中，t为壳聚糖样品溶液下落时间（s），t0为溶剂下落时间（s）。求出lnηr/C和ηsp/C，用求得的lnηr/C、ηsp/C及C作标准直线，C为横坐标，lnηr/C、ηsp/C分别为纵坐标，得两条直线，两直线的截距的平均值即特性黏度[η]，由公式[η]=kMα 推出M，即为蝇蛆壳聚糖的黏均分子量。
1.4.2 一点法计算[η][4]
根据公式 [η]=( ηsp+3lnηr)/4C，计算出蝇蛆壳聚糖的[η]。
1.4.3 偏差
偏差=（外推法一点法）/外推法，通常允许5.0%的偏差。
2 结果
2.1 蝇蛆壳聚糖黏均分子量
实验测量结果和数据处理结果见表1。根据表1数据，用外推法作图，所得两条直线（图1），外推至C＝0处，得[η]=（414.4＋411.1）/2＝412.8；根据公式[η]=kMα，式中k=1.81×10-3,α=0.93,算出M＝5.77×106，即为该蝇蛆壳聚糖的黏均分子量。表1 不同浓度蝇蛆壳聚糠流出时间和黏度（略）
2.2 黏度偏差
不同计算方法的黏度偏差见表2。表2 外推法和一点法测定蝇蛆壳聚糖的（略）
3 讨论
用外推法测定壳聚糖的黏均分子量一般应取4～6个浓度，各浓度的相对黏度应是1.1～2.0；浓度与lnηr/c、ηsp/c间应有较好的相关关系，相关系数不应小于0.96[5]。本实验所取各浓度均在1.1～2.0，浓度与lnηr/c、ηsp/c间相关系数大于0.98，两条直线基本会合于一点，说明实验数据的可靠性较高。
采用乌氏黏度计测定并计算壳聚糖的黏均分子量，需要配制浓度适宜的供试溶液。供试溶液浓度过高，则流出时间t过长，影响样品测定的效率；浓度过低，则流出时间t过短，不同浓度间t无明显差别，所作直线相关性较差，影响测定的准确性。因此，供试溶液的浓度需根据壳聚糖的溶解性及黏度而定。
利用经验公式[η]=(ηsp+3lnηr)/4C，计算所得的特性黏度值与用常规外推法所得的特性黏度值之间的平均偏差为3.2%（小于通常允许的5.0%的误差），最小偏差为1.7%。实验结果表明，采用浓度递增的方法测定壳聚糖的特性黏度，壳聚糖溶液浓度的越小，一点法计算值和外推法计算值越接近，符合一点法测定高聚物特性黏度的一般。因此，可通过选择合适的壳聚糖溶液的浓度使一点法经验公式的计算值与常规外推法之间的偏差进一步减小[6]。
一点法经验公式适合于快速测定壳聚糖的特性黏度，只需测定一个浓度下的壳聚糖溶液的相对黏度和增比黏度，即可简便、快速并准确测出壳聚糖的特性黏度，进而求得黏均分子量，极大方便了壳聚糖的研究与生产应用。但是，一点法的可靠性与准确性均不及外推法，在要求较高的情况下仍应采用外推法计算壳聚糖的黏均分子量。
【】
[1]张伟，林红，陈宇岳.甲壳素和壳聚糖的应用及前景[J].南通大学学报(科学版)，2006（1）：29-33.
[2]Andreas Niederhofer，Bernd W Muller.A method for direct preparation of chitosan with how molecular weight from fungi[J].European Journal of Pharmaceutics and BioPharmaceutics,2004(1):101-105.
[3]张春玲，王遂.低聚壳聚糖制备及黏均分子量的测定[J].食品科技，2007（3）：200-202.
[4]赵军旗,邓钢桥,邵赛，等.辐照与化学相结合协同降解壳聚糖研究[J].核农学报,2008 (3) ：310-313.
[5]贺岚,白海红,艾有年.黏度法测定壳聚糖分子量的一些体会[J].卫生检验杂志，2001（5）：631-632.
[6]方文建，隋斯光，郑连英.壳聚糖相对分子质量的测定方法[J].化工进展,2006(4) ：420-423.
