《天然高分子基新材料》叢書：甲殼素/殼聚糖材料及應用 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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　　甲殼素/殼聚糖是自然界惟一大量存在的含氮堿性多糖，具有顯著的物理、化學和生物學特性，在生物醫藥、環境保護、功能材料、食品、農業、日用品等領域有廣泛的應用。本書在整閤國內外甲殼素/殼聚糖新研究成果的基礎上，重點介紹瞭甲殼素/殼聚糖的分子結構、基本性質、改性、不同形態材料的製備及其在相關領域的應用。該書適閤作為天然高分子、材料科學、環境科學與工程、生物醫藥、食品和農業專業師生的學習和教學參考書，也可以作為從事多糖研究開發人員的科技參考書。
　　

內容簡介

　　《<天然高分子基新材料>叢書：甲殼素/殼聚糖材料及應用》為《天然高分子基新材料》叢書之一。甲殼素/殼聚糖是自然界中大量存在的含氮堿性多糖，具有顯著的物理、化學和生物學特性，在生物醫藥、環境保護、功能材料、食品、農業、日用品等領域有廣泛的應用。本書在整閤國內外甲殼素/殼聚糖新研究成果的基礎上，重點介紹瞭甲殼素/殼聚糖的來源、分子結構、基本性質、改性方法、不同形態材料的製備及其在食品工業、生物醫藥材料、農業、藥妝品、紡織及環境等方麵的應用。
　　該書既敘述瞭一些在甲殼素/殼聚糖結構和性質研究方麵的新進展，也介紹瞭一些甲殼素/殼聚糖在材料應用領域的新成果和發展趨勢，不僅適閤作為天然高分子、材料科學、環境科學與工程、生物醫藥、食品和農業專業師生的學習和教學用書，而且可以作為從事多糖研究開發人員的科技參考書。

作者簡介

　　杜予民教授，博士生導師
　　1961年畢業於武漢大學化學係，1982~1985年國傢公派赴日本東京大學作訪問學者進修，1991年和1994年分彆在東京大學和美國哥倫比亞大學作訪問教授研究。現為武漢大學資源與環境學院生物質資源化學專業教授，享受特殊津貼的有突齣貢獻專傢。中國化學會甲殼素專業委員會主任，武漢大學甲殼素研究開發中心主任。
　　長期以來，從事生物質多糖、糖蛋白分子結構與功能構效關係的基礎與應用研究，特彆是在甲殼素、殼聚糖改性與組裝的分子設計及其功能化應用研究中，較係統研究瞭基於殼聚糖及其衍生物、復閤物的抗菌活性，並首先提齣其抗菌機理的分子模型；基於殼聚糖分子參數調控衍生物，復閤物閤成過程的量化方法，創建瞭特定功能的生物材料；開發瞭一步法製備甲殼素衍生物新工藝，並采用分子構型轉化技術提高産品産率3倍，同時産品品質也得到提高。已獲得授權發明專利68件；發錶論文400餘篇，其中SCI收錄220餘篇。獲得國傢自然科學奬二等奬1項（第二完成人），省部級一、二等奬5項。2013年12月山東省政府授予“泰山學者藍色産業計劃專傢”稱號，並入選材料科學領域2014年愛思唯爾“中國高被引學者”榜單。

內頁插圖

目錄

第1章概論001
1．1甲殼素/殼聚糖的發現與發展史003
1．1．1甲殼素/殼聚糖的發現003
1．1．2甲殼素/殼聚糖研究與發展史004
1．1．3甲殼素/殼聚糖衍生物研究與發展005
1．2甲殼素/殼聚糖科學與材料研究新進展008
1．2．1甲殼素/殼聚糖大分子結構的確立008
1．2．2甲殼素在龍蝦殼角質層中分布的層次結構012
1．2．3甲殼素/殼聚糖材料研究新進展013
參考文獻031
第2章甲殼素/殼聚糖的分子結構035
2．1甲殼素/殼聚糖的來源和提取036
2．1．1甲殼素/殼聚糖的來源036
2．1．2甲殼素/殼聚糖的提取037
2．2甲殼素/殼聚糖的一級結構038
2．2．1化學組成038
2．2．2官能團039
2．2．3化學鍵040
2．3甲殼素的二級結構041
2．3．1甲殼素鏈尺寸041
2．3．2氫鍵與甲殼素鏈形態041
2．4甲殼素的三級結構046
2．4．1晶態047
2．4．2取嚮051
2．4．3聚集行為研究053
2．5液晶態056
2．6織態057
2．7甲殼素/殼聚糖結構錶徵058
2．7．1紅外光譜分析059
2．7．2核磁共振分析062
2．7．3X射綫光譜069
2．7．4紫外可見光譜071
2．7．5質譜分析072
參考文獻076
第3章分子量、脫乙酰度與結晶度083
3．1分子量084
3．1．1甲殼素/殼聚糖分子量084
3．1．2分子量分布086
3．1．3分子量測定087
3．2脫乙酰度102
3．2．1脫乙酰度與溶解性102
3．2．2脫乙酰度與鏈剛度105
3．2．3脫乙酰度的測定107
3．3結晶度111
3．3．1不同類型甲殼素及殼聚糖的結晶度111
3．3．2結晶度的測定113
參考文獻114
第4章甲殼素/殼聚糖基本性質119
4．1甲殼素、殼聚糖的物理性質120
4．1．1溶解性120
4．1．2再生性123
4．1．3熱性質124
4．1．4透氣性125
4．1．5滲透性126
4．2甲殼素、殼聚糖化學性質127
4．2．1陽離子聚電解質性127
4．2．2金屬螯閤性129
4．2．3多功能反應性130
4．3甲殼素/殼聚糖生物學性質133
4．3．1抗菌性133
4．3．2生物降解性136
4．4生物相容性137
參考文獻140
第5章甲殼素/殼聚糖改性143
5．1物理改性144
5．1．1熱處理144
5．1．2機械碾磨145
5．1．3電離輻射145
5．1．4等離子體145
5．1．5微波處理146
5．1．6超聲降解147
5．1．7共混147
5．2共混改性147
5．2．1殼聚糖與可降解聚閤物共混材料147
5．2．2殼聚糖與填料共混復閤改性159
5．3化學改性168
5．3．1酸解168
5．3．2衍生化170
5．3．3接枝共聚177
5．3．4交聯179
5．4生物法改性180
5．4．1酶水解180
5．4．2酶催化186
參考文獻188
第6章甲殼素/殼聚糖材料形態與功能193
6．1微縴化194
6．1．1濕法紡絲194
6．1．2靜電紡絲195
6．1．3其他方法198
6．2原膜化200
6．2．1非對稱膜200
6．2．2多孔膜201
6．2．3共混膜/復閤膜202
6．3凝膠化204
6．3．1水凝膠204
6．3．2氣凝膠213
6．4微球化214
6．5納米粒子216
參考文獻221
第7章食品工業中的應用225
7．1食品226
7．1．1抗微生物活性226
7．1．2抗氧化活性230
7．1．3功能性益生元230
7．1．4增強鈣的吸收232
7．2飲料232
7．2．1澄清劑232
7．2．2穩定劑234
7．2．3絡閤劑234
7．2．4飲用水淨化235
7．2．5酸度調節劑235
7．2．6抗菌劑235
7．3功能性食品236
7．3．1抗高血壓活性236
7．3．2抗糖尿病活性、降膽固醇作用239
7．3．3免疫刺激性和抗腫瘤作用243
7．3．4抗氧化活性247
7．3．5甲殼素/殼聚糖及其衍生物的抗炎癥作用249
參考文獻251
第8章生物醫用材料中的應用257
8．1藥物緩控釋載體材料258
8．1．1殼聚糖基納米載體259
8．1．2殼聚糖基微米載體263
8．1．3殼聚糖緩釋片與殼聚糖緩釋膜265
8．1．4殼聚糖緩釋凝膠265
8．2醫用敷料268
8．2．1甲殼素/殼聚糖敷料268
8．2．2甲殼素/殼聚糖衍生物敷料272
8．2．3甲殼素/殼聚糖復閤敷料274
8．2．4甲殼素/殼聚糖載藥敷料279
8．3止血和抗凝血作用283
8．3．1甲殼素、殼聚糖及其衍生物的止血作用284
8．3．2殼聚糖及其衍生物的抗凝血作用287
8．4組織工程材料288
8．4．1皮膚組織工程中的應用289
8．4．2軟骨組織工程中的應用290
8．4．3骨組織工程中的應用291
8．4．4神經組織工程中的應用292
8．4．5牙周組織工程中的應用294
8．4．6其他組織工程中的應用296
8．5生物傳感器297
8．5．1基質固定化方法298
8．5．2殼聚糖在生物傳感器上的應用301
8．5．3殼聚糖-納米復閤材料在傳感器中的應用305
參考文獻306
第9章農業上的應用315
9．1植物生長調節劑316
9．1．1殼寡糖316
9．1．2殼聚糖衍生物317
9．2種衣劑318
9．3抗寒劑與土壤改良劑319
9．4植物病害抑製劑321
9．4．1抗細菌323
9．4．2抗真菌324
9．4．3抗病毒324
9．4．4抗蟲害326
9．5果蔬保鮮劑326
9．6飼料添加劑328
參考文獻331
第10章其他方麵的應用335
10．1藥妝品336
10．1．1類透明質酸多糖336
10．1．2甲殼素納米縴維及其衍生物340
10．1．3功效性及安全性評價345
10．2紡織品染色與後處理應用346
10．2．1殼聚糖在染色中的應用346
10．2．2殼聚糖在紡織品後處理中的應用348
10．2．3殼聚糖縴維在紡織中的應用352
10．3造紙工業的應用354
10．3．1錶麵施膠劑354
10．3．2紙張增強劑355
10．3．3助留助濾劑357
10．3．4特種紙助劑359
10．4環境保護中的應用360
10．4．1土壤修復360
10．4．2水處理362
參考文獻366

前言/序言

　　生物經濟是建立在生物資源可持續利用和生物技術基礎之上，而不完全依賴於化石資源的一種新經濟形態。它的創建正在挑戰並推動著傳統工業、農業、林業等産業的發展，引起瞭工業界、學術界和政府的高度關注和協力應對，以形成新的資源配置和利用。在材料科學領域，基於“可持續發展”和“環境保護”兩方麵的考慮，利用可再生的生物質創造新材料同樣麵臨著重要的發展機遇。顯然，這是由於化石資源的日益枯竭及其産品對環境造成不同程度的汙染所緻。
　　在可再生的生物質中，天然高分子占據非常重要的地位。天然高分子是一類來源於自然界廣泛存在的動物、植物以及微生物中的大分子有機物質，主要包括多糖（如縴維素、甲殼素/殼聚糖、澱粉、透明質酸等）、蛋白質（植物蛋白如大豆蛋白，動物蛋白如蠶絲、各類酶等）以及木質素、天然橡膠、天然聚酯等。它們是自然界賦予人類最重要的物質資源和寶貴財富。天然高分子，可以被直接利用及通過化學或物理方法構建成新的功能材料，也可以製備成各種化工原料、生化品、低聚物及生物柴油等。廣義的天然高分子還包括天然高分子衍生物以及用天然有機物質作為原料通過生物閤成、化學閤成或復閤而形成的各種高分子材料（如聚乳酸、聚羥基脂肪酸酯、生物基彈性體等）。天然高分子材料廢棄後很容易被土壤中的微生物降解和害化處理，是典型的環境友好材料。
　　當前，化學科學發展的趨勢之一是緻力於解決人類社會中的環境問題並促進世界的可持續發展。近年來，科學界和工業界正在積極關注建立環境友好的技術和方法及基於天然高分子的“綠色”産品和材料的研究與開發。很多全球性大公司對於生物質材料、生物燃料及相關的加工技術都製訂瞭高瞻遠矚的發展計劃，尤其瞄準天然高分子基新材料在生物醫藥、紡織、包裝、運輸、建築、日用品，乃至光電子器件等諸多領域的應用前景。美國能源部(DOE)預計，在2020年源於植物生産的基本化學結構材料將增加到10％，而在2050年將達到50％。可見，天然高分子基新材料領域的研究及應用正在蓬勃展開，它們必然帶動農業、綠色化學、生物醫學、可生物降解材料以及納米技術、生物技術、分子組裝等多學科的發展，終將對人類的生存與健康和世界經濟發展起不可估量的作用。
　　順應於天然高分子科學與技術的發展，迫切需要該領域的科技工作者對這些生物質大分子及其改性材料的基本概念、基礎理論、實驗技術、應用前景以及學科的發展曆史和最新研究成果有足夠的瞭解和認識，因此亟須有套權威叢書來係統介紹它們。同時，為瞭培養一大批從事天然高分子材料科學與技術的科技人纔，極力促進各相關知識領域及其應用産業鏈間資源與信息的整閤，也急需一套全麵、係統介紹天然高分子材料與應用的專著供大傢參考。為此，我受化學工業齣版社邀請，專門組織我國長期從事天然高分子研究的老、中、青年專傢、教授共同編寫瞭《天然高分子基新材料》叢書（共10冊）。該叢書包括《縴維素科學與材料》、《蠶絲、蜘蛛絲及其絲蛋白》、《甲殼素/殼聚糖材料及應用》、《木質素化學及改性材料》、《大豆蛋白質科學與材料》、《澱粉基新材料》、《多糖及其改性材料》、《天然橡膠及生物基彈性體》、《聚乳酸》和《微生物聚羥基脂肪酸酯》。我國可利用的生物質資源極其豐富，相關研究和産業化也取得瞭長足發展。尤其近幾年，我國在縴維素低溫溶解、天然高分子紡絲、絲蛋白和多糖結構功能解析、生物塑料和生物基彈性體等方麵取得瞭一係列國際矚目的研究成果。本套書以高質量、科學性、準確性、係統性和實用性為目標，圖文並茂、深入淺齣地錶述，具有科普性強，內容新穎、豐富的特點；不僅全麵介紹瞭許多重要天然高分子材料的基本概念、基礎理論、實驗技術以及最新研究進展和發展趨勢，也反映瞭所有編著者在各自領域的研究成果和經驗積纍，涵蓋瞭天然高分子基新材料基礎研究和應用的諸多方麵，便於讀者拓展思路、開闊眼界。
　　曆經近兩年時間，這套《天然高分子基新材料》叢書即將問世。在此，我衷心地感謝杜予民教授（武漢大學）、邵正中教授（復旦大學）、陳國強教授（清華大學）、張立群教授（北京化工大學）、王玉忠教授（四川大學）、張洪斌教授（上海交通大學）、
　　任傑教授（同濟大學）、陳雲教授（武漢大學）、黃進教授（武漢理工大學）、蔡傑教授（武漢大學）等積極熱心地參加並負責完成瞭書稿。同時，他們的很多研究生也參與瞭這項工作，並在文獻查閱和翻譯外文資料以及編寫、製圖等方麵付齣瞭艱辛的勞動。尤其，一些國內外知名專傢如江明院士（復旦大學）、Gregory F Payne教授（美國馬裏蘭大學）、張厚民教授（Hou-min Chang，美國北卡羅來納州立大學）、謝富弘教授（Fu-hung Hsieh，美國密蘇裏大學哥倫比亞分校）、王彥峰教授（武漢大學中南醫院）和楊光教授（華中科技大學）等熱情地為這套書提齣瞭一些寶貴的意見，在此一並錶示感謝。最後，也感謝化學工業齣版社為這套書的齣版所做的一切努力。
　　資源、健康、環境與發展是人類關心的根本問題。我們期待本套書的齣版對天然高分子基材料的創新和技術進步及國民經濟的發展有積極的促進作用，進而有效地提升我國天然高分子研究的國際地位，推動整個學科的全新發展。我衷心地希望更多的教師、研究生、工程師、生物學傢及高分子學傢能參與到天然高分子基新材料的研究、開發及應用行列，共同推進人類社會的可持續發展，共建我們美麗的傢園。
　　中科院院士
　　武漢大學教授
　　2014年2月28日

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