Chitosano

Quitosano Molecule

Wat is Chitosano?

De chitosan is een polysacharide dat afkomstig is van het chitine, een van de meest voorkomende natuurlijke polymeren in de natuur. De chitine wordt ondertussen gevormd door d-acetylglucosamine-monomeren, verenigd door β1-4-links, die in 1811 door bracconot worden ontdekt.

De chitina wordt gevonden in de schaal van de schaaldieren (krabben, kreeften, enz.), insecten, spinachtigen, op de muur van sommige schimmels, in groene en protozoa -algen. In 1859 behandelde Rouguet chitine met kaliumhydroxide, waarvan hij een polysacharide verkreeg dat Hoppe-verkoper later noemde als chitosano.

Natrium- of kaliumhydroxide produceert kinineverschil en transformeert d-acetylglucosamine in D-glycosamine: het andere monomeer dat de chitosan vormt. Daarom bevat chitosan een grotere hoeveelheid d-glucosamine dan d-acetylglucosamine.

Een van de belangrijkste verschillen tussen chitine en chitosan, in structurele termen en intermoleculaire interacties, is dat de polysaccharuliere ketens van de chitosan samen worden gehouden met een grotere kracht dan die van de chitina; Dit vanwege de aanwezigheid van acetylgroepen.

De chitosan heeft ook een lichte positieve belasting vanwege het amine aanwezig in de D-glucosamine, waardoor het kan interageren met negatief geladen oppervlakken, zoals de membranen van de slijmvliezen. Met deze eigenschap kan chitosan worden gebruikt om stoffen door membranen te transporteren.

De chitosan heeft ook tal van toepassingen, zoals het dienen als een fungicide, wijnbeschermer, in de beperking van bloedingen, in waterzuivering, enz.

Structuur van de chitosan

Veranderingen gegenereerd door Deacetilación in de structuur van het chitine tijdens zijn transformatie in chitosano. Bron: Vicente Neto, CC door 4.0, via Wikimedia Commons

De chitosan is een lineair polysacharide met een structuur vergelijkbaar met die van cellulose. Een van de glucosehydroxylgroepen wordt echter vervangen door een aminogroep (-nh₂) of een acetilaminegroep (-hnoch₃)). De chitosano wordt gevormd door desacete eenheden (oranje) en geacetyleerde eenheden (blauw), willekeurig verdeeld (zie superieur beeld).

Deze eenheden worden verbonden door β-1-4-links. Desacetende eenheden worden gevormd door D-glucosaminemoleculen, terwijl acetyled-eenheden zijn voor d-acetylglucosamine-moleculen. Qitosan.

Dit geeft aan dat D-glycosamine in groter verhouding is dan d-acetylglucosamine. Vervolgens kan worden geacht dat chitosano een polysacharide is dat voornamelijk wordt gevormd door desacete eenheden, gevormd door d-glucosaminemoleculen gekoppeld door β-1-4 bindingen.

Het kan u van dienst zijn: fosfor: geschiedenis, eigenschappen, structuur, verkrijgen, gebruik

Eigenschappen van de chitosan

Uit de schelpen van de schaaldieren, zoals garnalen, wordt de chitine geëxtraheerd, die op zijn beurt dient als grondstof voor de industriële productie van de chitosano. Bron: Ehrenberg Kommunikation, CC BY-SA 2.0, via Wikimedia Commons

Molecuulgewicht

Het molecuulgewicht ligt tussen 3 × 10⁵ en 1 × 10⁶ g/mol, afhankelijk van de bron van chitina waaruit de chipasano wordt verkregen. Dat wil zeggen, hun polysacharideketens zijn groot.

Elementaire chemische samenstelling

-Koolstof: 44.elf %

-Waterstof: 6.84 %

-Stikstof: 7.97 %

Zoals te zien is, is het een aanzienlijk stikstofpolysaccharide.

Fysiek uiterlijk

Het wordt gepresenteerd in de vorm van vlokken of slijpend stof van romig of romig wit. Het verschijnt ook als een wit of witachtig doorzichtig blad.

Smaak en geur

De chitosano is toilet en smakeloos.

Smeltpunt

102.5 ºC

Dikte

1 g/cm³

Oplosbaarheid

Het is onoplosbaar in water en alkali. Het is erg oplosbaar in de meeste verdunde zuren (pH < 6.5), incluyendo el ácido fórmico, el ácido acético y el ácido clorhídrico.

Stabiliteit

Het is stabiel bij kamertemperatuur en onder stikstofgasbescherming kan het een temperatuur van 250 ºC ondersteunen zonder ontleding te experimenteren. Het is onverenigbaar met sterke oxiderende middelen.

Elektrische lading

De Quitosano Amino Group heeft een PKA van 6.5. Dit geeft de chitosan een lichte positieve belasting en een relatieve oplosbaarheid in een zuur of neutraal medium.  De chitosano is bioadhesief die kan binden aan negatief geladen oppervlakken, zoals het geval is van epitheelcellen.

De chitosan is een polycy die complexen kan vormen met negatief geladen moleculen, zoals lipiden, eiwitten en nucleïnezuren, waardoor het gedrag wordt gemodificeerd.

Chemische reactiviteit

De aanwezigheid van hydroxylgroepen (OH) en Aminos (NH₂) Het stelt de chitosan in staat om covalente bindingen te vormen door reacties van eeuwigheid, sterificatie en het verminderen van aminatie.

Biocompatibiliteit en biologisch afbreekbaarheid

De chitosan is een positief geladen niet -toxische verbinding die kan interageren met de negatieve belastingen van de plasmamembranen van de verschillende weefsels, zonder er schade aan te produceren. Vandaar het feit van de biocompatibiliteit van de chitosan.

Bovendien is chitosan biologisch afbreekbaar door enzymatische werking. Gladheid is bijvoorbeeld een enzym dat de β-1-4-links werkt.

Gebruikt / toepassingen van de Quitosano

Objecten gemaakt van chitosano. Bron: JGFERMART, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Water behandeling

De chitosan grijpt in de zuivering van water in verschillende aspecten tussen. Het kan metaalionen zoals koper, lood, kwik, etc. ontvoeren. Het kan ook bijdragen aan de eliminatie van voedsel, kleurstoffen en andere vaste stoffen die negatief zijn geladen.

Kan u van dienst zijn: natriumnitriet (nano2): structuur, eigenschappen, gebruik, risico's

Bovendien kan de chitosan zich aansluiten bij gesuspendeerde deeltjes, waardoor de grootte wordt verhoogd en ze in sedimenten kunnen worden geëlimineerd. Dit produceert bijna totale verwijdering van waterturbiditeit.

landbouw

De chitosan wordt gebruikt bij de coating van zaden en bladeren, bij de verbetering van de respons op geneesmiddelen en/of langdurige werkmeststoffen, bij de verbetering van kieming en wortel, in de groei van de bladeren en in de uitvoering van de zaden.

Bovendien heeft chitosano antischimmelactie die planten bescherming biedt. Er zijn aanwijzingen dat chitosan kan werken op de membranen en chromatine van groenten, waardoor veranderingen veroorzaken die een betere groei mogelijk maken.

Voedselbescherming

De chitosan wordt gebruikt om een ​​eetbare film te vormen die voedsel behandelt, waardoor hun vervuiling wordt vermeden. Chitosan heeft ook activiteit tegen schimmels en bacteriën.

De toevoeging van verbindingen aan het chitosan zoals kruidnagelolie / β-cyclodextrine, verbetert zijn antibacteriële capaciteit, waardoor het kan werken op bacteriën zoals: s. aureus, s. Epidermis, e. Coli en anderen.

Nanovezelvorming

In de elektrohilated methode wordt een elektrische kracht gebruikt om polymere structuren zoals chitosan te strekken, waardoor vezels van 50 tot 500 nanometer in diameter worden geproduceerd. Deze vezels zijn biocompatibel en biologisch afbreekbaar en worden gebruikt als hemostatische materialen en wondgenezing.

Medisch gebruik

De lijst met toepassingen en toepassingen van het chitosan in de geneeskunde is uitgebreid, in staat om het volgende te noemen: orthopedische implantaten, stoftechniek, wondgenezing, internalisatie tot geneesmiddelenweefsels, kunstmatige huidcreatie, chirurgische hechtingen en gecontroleerde drugsafgifte van drugs.

In addition to the appointed medical uses, the chitosan is used in bandages, sponges, burning coverage, as an anti -inflammatory agent, in the inhibition of the formation of the dental plate, in the acceleration of wound healing and as a hemostatic agent.

De chitosan is gebruikt in oorlogsconflicten om bloeden te verminderen. De positieve belasting stelt u in staat om de negatief geladen erytrocyten te dekken, waardoor een complex wordt gevormd dat de bloedplaatjes activeert die het coagulatieproces initiëren.

Internalisering van geneesmiddelen

De chitosan wordt ook gebruikt voor het transport en internalisering van geneesmiddelen naar de weefsels. In het geval van DNA dat codeert voor een bepaald antigeen, vanwege de negatieve belasting, kan het niet interageren met het plasmamembraan.

Deze moeilijkheid wordt geëlimineerd wanneer de chitosano positief geladen met het DNA met negatieve belasting, waardoor het chitosan-ADN-complex kan worden geïnternaliseerd in de cellen die verantwoordelijk zijn voor immuniteit.

Dit mechanisme kan bijvoorbeeld worden gebruikt voor de productie van een DNA -vaccin dat codeert voor een Covid 19 -viruseiwit.

Kan u van dienst zijn: fysieke veranderingen

Wijn verduidelijking en bier

De chitosan wordt toegevoegd in de laatste fase van de uitwerking van bier om zijn flocculatie en de eliminatie van gistcellen te verbeteren, waardoor bier verduidelijking mogelijk is.

De chitosan, samen met de bentoniet, gelatine en andere stoffen, verhogen de snelheid van sedimentatie van fruit en debruts die de troebelheid van de wijn veroorzaken. Bovendien vermindert het de aanwezigheid van roestige polyfenolen.

Voor-en nadelen

De opname van medicijnen in de weefsels is bestudeerd door de interventie van de chitosano. Het is ook ervaren met de opname van DNA dat codeert voor een antigeen bepaald aan de cellen die verantwoordelijk zijn voor immuniteit, met behulp van chitosan in het transfectieproces.

DNA is opgenomen beperkt tot cellen vanwege de negatieve belasting.

Deze beperking kan worden opgelost door zijn unie tot de chitosan: een polycytion die de negatieve belasting van het DNA neutraliseert en daarom de opname ervan in de cellen vergemakkelijkt. Dit om een ​​immuunrespons tegen DNA te produceren.

Deze strategie kan worden gebruikt voor de vorming van DNA -vaccins die codeert tegen een huidige antigeen, zoals een virus of ander biologisch materiaal dat u wilt beheersen.

Voordelen

Het gebruik van chitosan bij de opname van genetisch materiaal (DNA) in cellen (transfectie) heeft het voordeel dat chitosan een niet -toxisch, biocompatibel en biologisch afbreekbaar materiaal is.

Zou werken als een DNA -transporter. In een volgende fase kan het chitosano-adn-complex delen van de vacuolen vormen, die worden gevormd door internalisatie van de plasmamembraangedeelten, in een proces dat bekend staat als endocytose.

De chitosan is per se een niet -toxisch materiaal. Het is verteerbaar en heeft bactericide werking.

Nadelen

Transfectie gemedieerd door chitosan. Dit geeft aan dat het een complex proces is dat van vele factoren afhangt.

Daarom is het moeilijk om de optimale voorwaarden te vinden voor de reproduceerbaarheid van het proces, wat een nadeel vormt.

Een ander voorbeeld dat de voor- en nadelen van het gebruik van chitosan kan illustreren, is als volgt: het gebruik van chitosano om het in dieren op te nemen.

Wanneer het aandeel van het chitosan dat in voedsel is opgenomen 20 % van het voer bereikt, zijn gevallen van overlijden van dieren gemeld, waarschijnlijk vanwege een remming van de absorptie van voedingsstoffen, die kan worden uitgescheiden in de ontlasting gekoppeld aan de chitosano.

Referenties

1. Graham Solomons T.W., Craig B. Friteuse. (2011). Organische chemie. (10^e Editie.)). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Organische chemie. (Zesde editie). MC Graw Hill.
3. Morrison en Boyd. (1987). Organische chemie. (Vijfde editie). Addison-Wesley IberoAmericana.
4. Wikipedia. (2021). Chitosan. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
5. Nationaal centrum voor biotechnologie -informatie. (2021). PubChem Comunund Samenvatting voor CID 71853: Chitosan. Hersteld van: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
6. Elsevier B.V. (2021). Chitosan. Wetenschappelijk. Opgehaald uit: Scientedirect.com