مواد شیمیایی

کیتوسان

برند: امینبیک

کیتوسان (کیتوزان)  پلی ساکاریدی با فرمول شیمیایی C₆H₁₁NO₄ است که از استیل زدایی کیتین به دست می ‌آید. کیتین نیز یک پلی ساکارید مانند سلولز است که نقش حفاظتی را در سلول های حشرات و سخت پوستان ایفا می کند

 

برچسب:

کیتوزان / کیتوسان / کیتین

برند:: امینبیک

شرح

کیتوسان (کیتوزان)  پلی ساکاریدی با فرمول شیمیایی C_۶H_۱۱NO_۴ است که از استیل زدایی کیتین به دست می ‌آید. کیتین نیز یک پلی ساکارید مانند سلولز است که نقش حفاظتی را در سلول های حشرات و سخت پوستان ایفا می کند.  تفاوت کیتوسان و کیتین از آنجا مشخص می شود که پلیمری که ۱۰۰ درصد گروه های آمین آن استیل دار شده باشد را کیتین و پلیمری بدون گروه های آمیدی (۱۰۰ درصد گروه آمین) را کیتوسان می نامند. به طور قراردادی وجود ۵۰ درصد گروه های آمیدی، به عنوان مرز بین کیتین و کیتوسان در نظر گرفته می شود.

لازم به ذکر است که پروتئین از اسیدهای آمینه تشکیل شده است، در حالی که کیتین و کیتوسان از قندهای آمینه ساخته شده اند. بنابراین کیتین به عنوان منبع پروتئین در نظر گرفته نمی شود. با این حال این دو ماده تا حدودی شبیه به پروتئین های خاص عمل می کنند. به عنوان مثال ، کراتین پروتئینی در بدن انسان است که به شکل دهی و ساختار مو و ناخن کمک می کند. اما کیتین و کیتوسان به جای ایجاد ساختار مو یا ناخن ، برای محافظت از آن ،یک پوسته ی بیرونی سخت ایجاد می کنند. عملکرد اصلی این دو ماده در حیوانات در درجه اول آبرسانی و محافظت از بافت نرم بدن آن ها است. و در صورت استخراج و فراوری نمودن می تواند در محصولات مراقبت از پوست و مو به عنوان یک بهبود دهنده استفاده شود.

در سال های اخیر استفاده از این دو ترکیب روندی صعودی داشته است تا جایی که پیش بینی می شود بازار مصرفی این ماده در بین سال های ۲۰۲۰تا ۲۰۲۷، حدود ۲۴.۷ درصد خواهد بود. این روند رو به رشد به دلیل استفاده از این مواد در صنایع آرایشی و بهداشتی و تصفیه ی آب و محصولات غذایی می باشد.

خواص فیزیکی و شیمیایی

نام ماده: کیتوسان medium

فرمول شیمیایی: C6H11NO4

شکل ظاهری: پودر سفید

روش های سنتز کیتوسان

معمول ترین روش برای سنتز کیتوزان فرایند deacetylation کیتین با استفاده از سدیم هیدروکسید به عنوان واکنش دهنده و آب به عنوان حلال است. امروزه برای استفاده های پژوهشی و صنعتی، استفاده از کیتوزان در مقیاس نانو با اقبال بیشتری مواجه است. برای سنتز نانوذرات کیتوزان سه روش اصلی وجود دارد که در زیر به آن ها اشاره می کنیم.

۱- ژله ای شدن 

اساس این فرایند بر هم کنش الکتروستاتیک بین گروه های آمینی کیتوزان و گروه های با بار منفی پلی آنیونی است. گروه هایی نظیر تری پلی فسفات (TPP) از مهم ترین پلی آنیون های مورد استفاده در این فرایند هستند. در این روش کیتوسان در اسید استیک در حضور یا غیاب عامل تثبیت کننده، حل می شود. سپس پلی آنیون اضافه می شود و نانوذرات حین اختلاط با همزن مکانیکی سنتز می شوند.

۲-میکروامولسیون

در سنتز کیتوسان به روش میکروامولسیون، یک سورفکتانت (Surfactant) در حلالی آلی مانند n-هگزان، حل می شود. سپس کیتوزان در محلول استیک اسید و گلوتارالدئید به مخلوط سورفکتانت/ هگزان اضافه می شود. این مخلوط بایستی در زمان اضافه شدن کیتوسان، در حال هم زدن پیوسته در دمای اتاق باشد.

۳-کمپلکس پلی الکترولیت

این روش که با نام پلی الکترولیت خودتجمع نیز شناخته می شود، بر پایه تشکیل کمپلکس پلیمرهای کاتیونی و DNA پلاسمید (Plasmid) است. مکانیسم اصلی تشکیل PEC، خنثی سازی بار بین پلیمر کاتیونی و DNA است که منجر به افت آبدوستی جزء پلی الکترولیت در کمپلکس می شود. در این روش نانو ذرات کیتوزان به تدریج بعد از افزودن محلول DNA به محلول کیتوزان در استیک اسید در حین همزدن مکانیکی در دمای اتاق، سنتز می شوند.

اصلاح سطحی کیتوزان

امروزه برای استفاده بهینه از کیتوزان در کابردهای مختلف، مهندسی سطح روی آن انجام می گیرد. مهم ترین ماده برای اصلاح سطحی کیتوزان ، پلی اتیلن گلایکول (PEG) است. PEG به دلیل پتانسیل موثر در کاربردهای درمانی کیتوزان مورد توجه قرار گرفته است.

PEG دار کردن کیتوزان می تواند دوره گردش کیتوزان در خون را از طریق کاهش حذف آن ها از سیستم رتیکلواندوتلیال (Reticuloendothelial system)، طولانی تر کند. همچنین اصلاح کیتوزان با PEG باعث می شود بار مثبت سطحی ذرات کیتوسان کاهش یابد.

امروزه در مقالات مختلفی نانوذرات کیتوزان PEG دار شده به عنوان حامل برای مولکول های دارویی کوچک مانند پاکلی تاکسل، کامپتوتسن، متوترکسات و همه ترانس- رتینوئیک اسیدها بررسی و آزمایش شده اند.

کاربردها

کیتوسان به عنوان یکی از فراوان ترین پلی ساکاریدها در طبیعت، ویژگی ها و خواصی از جمله سازگاری زیستی بالا، سمیّت پایین، زیست تخریب پذیری و خواص ضد میکروبی قابل قبول را داراست. این خصوصیات منحصر به فرد، موجب شده تا این ماده توجه زیادی را جهت تهیه مواد کاربردی به سمت خود جلب کند. بطور خلاصه موارد زیر کاربردهای این ماده را بیان می کند:

1. عامل کمکی در داروها
2. داروهای ضد درد، آنتی بیوتیک ها و داروهای ضد سرطان
3. درمان سوختگی
4. داروهای ترمیمی زخم
5. بهبود مقاومت بافت ها و استخوان ها
6. کروماتوگرافی
7. مقاومت گیاهان در برابر عوامل بیماری زا
8. در کشاورزی، از کیتین و کیتوسان برای تقویت و افزایش مقاومت گیاه در برابر عوامل بیماری زا و همچنین به عنوان کود استفاده می شود.
9. افزودنی غذایی (نگهدارنده و آنتی اکسیدان، بهبود دهنده ی عطر و طعم، عامل امولسیون کننده)
10. محصولات مراقبتی پوست و مو (بهبود رشد مو، کمتر شدن التهابات پوستی، شادابی و بهبود پوست)
11. کاغذ سازی ( به دلیل شباهت به سلولز به عنوان تقویت کننده و عامل سایزینگ)
12. پلاستیک های زیست تخریب پذیر

اطلاعات تکمیلی