海藻酸钠——环境友好高分子材料

1、海藻酸盐 环境友好高分子材料 3150178 袁健 引言 资源枯竭 与 环境污染 目录 一、海藻酸盐简介 二、海藻酸盐的应用 三、重要的海藻酸盐海藻酸钠 四、总结 一、海藻酸盐简介 1.1 海藻酸盐 海藻酸盐是一种从褐色海藻中提取出的 天然多糖，分子通式为(C6H7O6X)y，由-D-甘 露糖醛酸（M单元）与-L-古洛糖醛酸（G单 元）依靠-1,4-糖苷键连接并由不同比例的 GM、MM和GG片段组成的共聚物。 1/19 1.2 海藻酸盐的分类 海藻酸盐的通式为(C6H7O6X)y，其中X可 为H、Na、K、Ca等。 海藻酸海藻酸钠 海藻酸钙的蛋盒结构 2/19 由于甘露糖醛酸M、古洛糖醛酸G分

2、子构 象的不同，从而造成M段、G段和MG交替段 各种性质的差异，使得海藻酸盐类的性质根 据链段组成的不同有着一些差别。 3/19 在医学上，M段具有抗凝血性，可用来制 备抗凝血和心脑血管药物；而G段具有止血、 凝血功能，可用来制作止血粉、止血剂或织 成止血纱布等。M段在低pH酸性介质中可溶 ，而G段在低pH值酸性介质中难溶。M段是分 子链伸展型而G段分子链是卷曲螺旋型的。 “MG”交替型性能介于两者之间。 M段含量高的海藻酸胶，酯化速度较快， 酯化度可达90以上，乳化稳定性能最好。 开发新的海藻酸衍生物时，如将海藻酸与十 八碳环氧物反应，应该选用适当M/G组成和 分布的海藻酸，以得到所需性能的

3、产品。 4/19 1.3 海藻酸盐的制备过程 海草（藻） 碾碎，水洗，强碱水萃取 粗海藻酸盐溶液 氯化钙 沉淀 带色海藻酸钙 脱色，脱味，酸处理 海藻酸钙 碳酸钠 海藻酸钠 碳酸钾 海藻酸钾 5/19 二、海藻酸盐的应用 2.1开发海洋活性药物 海洋活性药物，是利用从各种海洋生物 中提取出的具有生物活性的化合物所开发出 来的新型药物。 而海藻酸盐作为从海藻中提取出的一种 天然多糖，正是可以用于开发海洋活性药物 的新对象。 用海藻酸系列原材料可开发抗肿瘤、抗 病毒、抗放射、抗衰老、抗心脑血管疾病的 海洋药物。 6/19 心脑血管药物藻酸双酯钠（PSS）是从海带等海 藻中分离提取的海藻酸，经化学修

4、饰组成的一种半 合成的多糖硫酸酯。它具有明显的抗凝血、降低血 粘度、降低血脂、抑制红细胞和血小板聚集，以及 改善微循环的作用。PSS治疗缺血性心脑血管疾病总 有效率达91%-98%。 7/19 以褐藻酸糖胶为原料开发的肾海康(FPS)，治疗 慢性肾衰，对中早期肾衰效果好，无毒副作用，特 别对改善肾功能，提高肾脏对肌酐清除率效果尤为 显著，现已按国家二类新药获准进入临床研究。 低分子海藻酸及海藻酸盐是生产各种治疗心血 管疾病的主要原料，其中低分子海藻酸钾被誉为生 命活化因子，可有效的净化血液环境，养护血管， 阻止血黏度增高，减少血栓的生成，使血管保持年 轻状态，防止糖尿病、动脉硬化、高血压、冠心

5、病 、呼吸系统疾病及肝脏病的发生。 8/19 2.2在外科修复上的应用 当海藻酸钙海绵用于 伤口接触层时，即与创口 渗出液及血液中的钠离子 与钙离子进行交换，释放 出钙离子并在创口表面形 成一凝胶薄层。由于钙离 子释放，加速了毛细血管 末端中血块的形成，从而 达到迅速止血。 9/19 2.3在食品保鲜上的应用 有良好的成膜性能，而且透气性好，能 调节水分的蒸发，抑制呼吸强度，形成自发 性气调作用，从而调节O2和CO2比例。此外， 海藻酸钠还具有良好的粘性和凝胶特性，能 与除镁、汞以外的二价金属离子发生快速离 子交换反应，形成海藻酸钠凝胶。海藻酸钠 的抑菌作用可有效抑制微生物的繁殖，延长 保鲜期

6、。 2.4 在其他领域的作用 工业上，海藻酸盐可以快速的吸收水分 ，可以在造纸和纺织行业中用作脱水剂和上 浆剂。 在食品业，是以海藻酸钠或海藻酸钾的 形式在食品工业中被用作乳化剂或增稠剂， 是冰激凌、奶昔等食品的常见成分。 造纸工业：施胶。 矿业：浮选取剂、钻探泥浆调整剂。 橡胶工业：胶乳浓缩剂。 10/19 三、重要的海藻酸盐海藻酸钠 3.1 海藻酸钠 海藻酸钠（sodium alginate）又称褐藻 酸钠，是从褐藻或细菌中提取出的一种天然 多糖物质。海藻酸钠（C6H7O8Na）n是 甘露糖醛酸（ 单元）与古罗糖醛 酸（单元）依靠1,4糖苷键连接并由不同 比例的、 和片段组成的共聚物。 1

7、1/19 3.2 海藻酸钠的性质 海藻酸钠为白色或淡黄色粉末，几乎无 臭无味。溶于水，不溶于乙醇、乙醚、氯仿 等有机溶剂，溶于水成粘稠状液体。具有良 好的生物性和生物降解性，这也为海藻酸钠 的绿色应用提供的基础。 12/19 2.3 海藻酸钠作为药物载体的开发 聚合物的生物相容性或对生物组织的免疫原性 是决定其能否作为药物释放载体与组织工程材料的 主要因素之一，海藻酸具有良好的生物粘着性。药 剂学中利用海藻酸钠的溶解度特性、凝胶和聚电解 质作为缓释制剂的载体、包埋剂或生物粘附剂，利 用其水溶胀性，作为片剂崩解剂，利用其成膜性， 制备微囊，利用其与二价离子的结合性，曾作为软 膏基质或混悬剂的增粘

8、剂，其中作为缓释制剂的骨 架和包埋和微囊材料等尤为重要。 13/19 2.3.1海藻酸钠作为缓释包衣材料 海藻酸钠为水溶性聚合物，常用于片剂 制备作粘合剂和崩解剂，其与钙盐作用，与 钙离子发生交链形成的钙盐不溶于水，它形 成的衣膜具控制药物释放速率的能力。 14/19 2.3.2 海藻酸钠与果胶在结肠给药上的应用 消化道内胃的pH为0.9-1.5，小肠为6.0- 6.8。在结肠为6.5-7.5，海藻酸钠，果胶都是 酸性多糖，在胃内低pH环境中不溶解，在肠 道碱性环境下溶解，同时可被结肠酶系降解， 而且由于果胶，海藻酸可吸收体内的铅、镉等 重金属的积累。对高血压、便秘等慢性病有一 定疗效，并可降低血糖、血脂、减少胆固醇， 具有防癌、抗癌等作用。 15/19 酶触型结肠靶向吲哚美辛微丸 16/19 2.3.3 海藻酸钠在微球、微囊上的应用 海藻酸钠作为囊材具有如下优点：性 质稳定；有合宜的释药速率；无毒无刺 激性；能与药物配伍，不影响药物的药理 作用及含量测定；有一定的强度及可塑性 ，能完全包封囊心物，或药物与附加剂能比 较完全地进入球的骨架内；具有符合要求 的粘度、渗透性、亲水性、溶解性等特性。 海藻酸与聚赖氨酸、海藻酸与乙酸壳多 糖、海藻酸与白蛋白等合用作复合囊材，因 海藻酸钙不溶于水，故海藻酸钠可用CaCl2固 化成。 17/19 壳聚糖/海藻酸钠电镜与光学显微镜图 1