武汉大学蔡杰教授课题组与王彦峰教授课题组发现甲壳素的“绿色”再利用
甲壳素是储量最丰富的天然氨基多糖，广泛存在于虾壳、蟹壳以及鱿鱼软骨等海洋生物质废弃物中。为了改善和赋予甲壳素更多的功能和性质，需要对甲壳素进行分子设计和定向衍生化，得到功能性甲壳素衍生物，从而扩大甲壳素的应用范围。甲壳素衍生物通常在非均相条件或在均相有机溶剂体系中制备，迫切需要寻找一种高效、“绿色”且价格低廉的甲壳素均相衍生化水溶剂，以推动甲壳素的基础和应用研究发展。
武汉大学化学与分子科学学院张俐娜院士团队蔡杰教授课题组，联合中南医院肝胆疾病研究院叶啟发教授团队王彦峰教授课题组，发现基于氢氧化钾（KOH）/尿素水溶液的“绿色”途径均相合成两亲性季铵化甲壳素衍生物，可用于治愈细菌感染的伤口。相关成果发表于材料领域顶尖期刊Advanced Materials（《先进材料》，影响因子19.791）。
蔡杰教授课题组先后提出了基于KOH/尿素水溶液制备高强韧双交联甲壳素水凝胶（《先进材料》，Adv. Mater. 2016, 28, 5844）和高强度透明甲壳素膜（《先进功能材料》，Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1701100）的方法。在此基础上，课题组继续利用KOH/尿素水溶液在温和条件下直接构建出两亲性季铵化β-甲壳素衍生物。两亲性季铵化β-甲壳素衍生物在水中自组装形成胶束，在保持优良生物相容性的同时，局部正电荷的提高增加其抗菌活性。
与文献中已报道的其它抗菌材料相比，季铵化β-甲壳素有着优异的广谱抗菌性，其抗菌活性与肽多糖相当，并且具有良好的细胞相容性和血液相容性。动物实验中，季铵化β-甲壳素衍生物在非感染伤口及细菌感染伤口治愈过程中有明显促愈合作用，有望用作伤口感染治疗的抗菌材料。
该论文题为Green Fabrication of Amphiphilic Quaternized β-Chitin Derivatives with Excellent Biocompatibility and Antibacterial Activities for Wound Healing（《具生物相容性、抗菌活性的两亲性季铵化β-甲壳素的“绿色”制备及其促伤口愈合研究》，DOI: 10.1002/adma.201801100）。武汉大学化学与分子科学学院博士生许唤和中南医院肝胆疾病研究院硕士生方泽鸿为共同第一作者。通讯作者是蔡杰教授，共同通讯作者是王彦峰教授。该研究得到国家自然科学基金委、武汉市晨光计划等相关科研经费支持。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201801100
来源：武汉大学
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