 Bioprocess 生物过程, 2013, 3, 29-31 http://dx.doi.org/10.12677/bp.2013.33005 Published Online September 2013 (http://www.hanspub.org/journal/bp.html) Synthesis and Characterization of Chitooligosaccharide-Fe Complex* Chunchao Li, Fangning Guo, Liming Jin#, Xiaojing Zhao, Yongbin Xu, Shengdi Fan College of Life Science, Dalian Nationalities University, Dalian Email: #jlm@dlnu.edu.cn Received: Jun. 28th, 2013; revised: Jul. 10th, 2013; accepted: Jul. 24th, 2013 Copyright © 2013 Chunchao Li et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unre- stricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract: Ferric trichloride and chitooligosaccharide were used to synthesize chitooligosaccharide-Fe complex in this experiment by chemical method. The yield was 55.56%. The content of Fe was 27.60 mg/g measured by atomic absorp- tion spectrometry method. Chitooligosaccharide-Fe complex was characterized by visible ultraviolet (UV-VIS) and in- frared (IR) techniques. The results proved the successful synthesis of chitooligosaccharide-Fe complex and it may be- come a new multi-function biological ferruginous. Keywords: Chitooligosaccharide; Chitooligosaccharide-Fe Complex; Synthesis; Characterization 壳寡糖铁配合物的制备及其表征* 李春超，郭芳宁，金黎明#，赵小菁，许永斌，范圣第 大连民族学院，生命科学学院，大连 Email: #jlm@dlnu.edu.cn 收稿日期：2013 年6月28 日；修回日期：2013年7月10日；录用日期：2013年7月24日 摘 要：以三氯化铁和壳寡糖为原料，合成了壳寡糖铁配合物，产率为55.56 %。原子吸收光谱法测定其中铁含 量为 27.60 mg/g。利用紫外-可见光谱、红外光谱两种表征手段，证实了壳寡糖铁配合物的合成。壳寡糖铁配合 物有望开发成为一种具有多重功能的新型生物补铁剂。 关键词：壳寡糖；壳寡糖铁配合物；合成；表征 1. 引言 壳聚糖(chitosan)是一种从虾、蟹等动物中提取的 天然碱性高分子多糖，具有良好的生物相容性、生物 可降解性、抗癌和抗菌等作用，已被开发成了功能保 健食品。壳寡糖(chitooligosaccharide)是壳聚糖的水解 产物，故具有相对分子量小、可溶性和生物活性高等 优点。近年来的研究证实，壳寡糖在提高人体免疫力、 抗癌、降压、降脂、降糖、促进钙等矿物元素吸收等 方面有显著功效[1,2]。 铁是人和动物的必需微量元素，缺铁是引起人和 动物贫血的主要原因[3]。长期以来，临床上一直首选 FeSO4剂治疗缺铁性贫血，但其化学稳定性差，且铁 (II)在体内容易产生内源性自由基，可致细胞膜脂质过 氧化造成细胞膜损伤[4]。目前，市场上的补血剂多以 单纯补铁为主，存在吸收和长期使用后对消化系统影 响的问题。壳寡糖分子上含有-NH2和-OH 等活性基 *基金项目：国家自然科学基金(21172028)；辽宁省教育厅项目 (L2013510) ； 中央高校基本科研业务费(DC110318，DC10040108)； 大连民族学院大学生创新创业训练计划资助项目(X2013033)；大连 民族学院“太阳鸟”项目。 #通讯作者。 Copyright © 2013 Hanspub 29  壳寡糖铁配合物的制备及其表征 团，易与金属螯合形成金属配合物，壳寡糖被摄入机 体后能够被降解，生物相容性好、无生物毒性，提示 壳寡糖铁配合物会是一类有前途的补铁剂。 本实验以三氯化铁和壳寡糖为原料，合成了壳寡 糖铁配合物，并利用紫外-可见光谱、红外光谱两种手 段对其进行表征。 2. 实验部分 2.1. 试剂与仪器 试剂：壳寡糖，中国海洋大学海洋生命学院提供。 氯化铁，无水乙醇，冰乙酸，浓硝酸，双氧水等，均 为国产分析纯试剂。铁标准贮备溶液(1000 mg/L)由国 家标准物质研究中心提供。 仪器：Lambda25 型紫外-可见分光光度计(美国 PE 公司)；370DTGS 型红外光谱仪(美国 Thermo 公 司)；Z-2000 型原子吸收分光光度计(日本 Hitachi 公 司)；DF-101S型恒温磁力搅拌器(巩义市英峪于华仪 器厂)；DHG-9070A 型真空干燥箱(上海精宏实验设备 有限公司)；Seven Easy型PH 计(上海梅特勒-托利多 仪器有限公司)。 2.2 实验方法 2.2.1. 壳寡糖铁配合物的合成 准确称取壳寡糖1.0 g，加入20 mL 去离子水中， 搅拌至澄清，加冰乙酸调节pH 值为 2。取氯化铁 1.0 g，加入 10 mL去离子水中，搅拌溶解，缓慢加入到 壳寡糖溶液中。搅拌混匀，放置3 h。缓慢加入约3 倍体积的无水乙醇，搅拌，室温过夜。抽滤，以无水 乙醇洗涤 2次，烘干[5]。 2.2.2. 壳寡糖铁配合物中铁含量的测定 利用原子吸收光谱法测定铁含量。采用空气-乙炔 火焰和外标法测定，空气流量为15.0 L/min，其余仪 器工作条件见表1。 称取壳寡糖铁配合物样品 0.2 g，置硝化罐中，加 浓硝酸 3 mL，双氧水1 mL，微波消解，双蒸水定容 50 mL。取适量处理好的样品进行测定，根据标准曲 线计算出壳寡糖铁配合物中铁含量。 2.2.3. 紫外光谱法对壳寡糖铁配合物进行表征 将壳寡糖和壳寡糖铁配合物用去离子水配成 0.04 mg/mL 的溶液，以去离子水为参比，进行紫外光谱测 定，波长扫描范围为 200~400 nm。 2.2.4. 红外光谱法对壳寡糖铁配合物进行表征 将少量的壳寡糖和壳寡糖铁配合物用KBr 压片， 进行红外光谱测定，测定范围为400~4000 cm−1。 3. 结果 3.1. 壳寡糖铁配合物的合成 得到的壳寡糖铁配合物为浅黄色固体粉末。产率 为55.56%。经原子吸收光谱法测定其铁含量为27.60 mg/g 。 3.2. 紫外图谱 从图 1中可以看出，壳寡糖铁配合物与壳寡糖的 吸收曲线在 200~250 nm吸收值下降较快，250 nm之 后吸收值下降缓慢。300 nm 左右，壳寡糖铁配合物与 壳寡糖相对出现一个明显的吸收峰。这种差异表明金 Figure 1. UV spectra of chitooligosaccharide and chitooligosaccha- ride-Fe complex (a: chitooligosaccharide-Fe complex; b: chitooli- gosaccharide) 图1. 壳寡糖与壳寡糖铁配合物紫外吸收光谱图(a：壳寡糖铁配合 物；b：壳寡糖) Table1. Instrument work condition 表1. 仪器工作条件 元素 波长/nm 灯电流/mA 狭缝/nm 燃烧器高度/mm 电压/V 乙炔流量/(L·min−1) Fe 248.3 12.5 0.2 7.5 419 2.0 Copyright © 2013 Hanspub 30  壳寡糖铁配合物的制备及其表征 属元素铁和壳寡糖之间发生了反应，使壳寡糖铁配合 物的紫外吸收值发生了变化。 3.3. 红外图谱 从壳寡糖与壳寡糖铁配合物的红外光谱图(图2、 图3)的对比中可以看出在 7.56 cm−1移动到 1631.78 cm−1；壳寡糖分子中的羟基(-OH)的变角振动吸收峰由 1076.28 cm−1移动到 1087.85 cm−1；据此推断，合成的 壳寡糖铁配合物可能在C2位的氨基和 C6的羟基上引 入了铁离子。 4. 讨论 通过壳寡糖铁配合物的制备，可实现给机体安全 补充铁元素，壳寡糖铁配合物有望开发成为一种具有 多重功能的生物型补铁剂，其生物利用度及生理活性 还有待于进一步研究。 Figure 2. IR spectra of chitooligosaccharide 图2. 壳寡糖的红外吸收光谱图 Figure 3. IR spectra of chitooligosaccharide-Fe complex 图3. 壳寡糖铁配合物的红外吸收光谱图 5. 结论 本实验以三氯化铁和壳寡糖为原料，成功合成了 壳寡糖铁配合物，产率为55 .56%，其中铁含量为 27.60 mg/g 。紫外和红外光谱分析表明，壳寡糖与三氯化铁 的反应可能是通过C2位的氨基和C6的羟基完成。 6. 致谢 本实验由国家自然科学基金(21172028)；辽宁 省 教育厅项目(L2013510)；中央高校基本科研业务费 (DC110318，DC10040108)；大连民族学院大学生创新 创业训练计划资助项目(X2013033)；大连民族学院“太 阳鸟”项目资助。特此感谢。 参考文献 (References) [1] 张新娜, 孙君社, 王淑豪等. 羧甲基壳聚糖亚铁配 合物的表 征及其对 CO 的吸附研究[J].高等化学工程学报, 2011, 25(1): 91-95. [2] 金黎明, 郝苗, 赵小菁等. 硒化壳寡糖的合成及抗氧化 作用 研究[J]. 大连民族学院学报, 2012, 14(5): 445-448. [3] 朱凤华, 王吉 才, 朱连勤等.壳聚糖铁对仔猪生长性能及免疫 功能的影响[J]. 畜牧与兽医, 2009, 41(8): 29-32. [4] 许牡丹, 杨滋, 王本敬. 壳低聚糖铁(III)配合物制备工艺的研 究[J]. 食品科技, 2008, 9: 142-144. [5] 黄进, 汪世龙, 孙晓宇等. 纳米壳寡糖-铁配合物的制备及其 生物活性的研究[J]. 2006, 64(15): 1570-1574. Copyright © 2013 Hanspub 31 |