水溶性壳聚糖在清水中的生态友好溶解方法

　　水溶性壳聚糖是一种重要而丰富的天然高分子，具有广泛的应用前景。然而，将水溶性壳聚糖溶解在清水中是一个挑战，这主要限制了水溶性壳聚糖材料的生物医学应用。在此，我们报道了一种生态友好的溶解方法，首次获得了一种普通的水基水溶性壳聚糖溶液。在该方法中，将水溶性壳聚糖溶解在离子液体中，然后在20℃下冷冻过夜，随后在室温下用纯水进行溶剂交换，得到纳米尺寸的稳定的水溶性壳聚糖水中分散体，即水基水溶性壳聚糖伪溶液。整个过程是环保的。这种新方法提高了用于制造和生物加工的水溶性壳聚糖溶液的质量和可加工性，并促进了水溶性壳聚糖基产品的生物医学应用。
　　水溶性壳聚糖伪溶液显示出剪切变稀特性。随着剪切速率从0.01增加到500升/秒，溶液的粘度降低了4个数量级(图5a)。水基水溶性壳聚糖伪溶液也是可注射的。它被推出注射器，但没有堵塞针头振荡频率扫描测试表明，溶液的储能模量(G′)略高于损耗模量(G″)，并且G′实际上与频率无关。储能模量约为10 Pa。这些特征是弱水凝胶的典型特征，归因于纳米水溶性壳聚糖之间氢键相互作用的显著减弱。水溶性壳聚糖伪溶液风干后，可直接看到水溶性壳聚糖纳米粒子(~10-100纳米。冷冻干燥后，在水溶性壳聚糖泡沫中发现了纳米/亚微米纤维丝，补充反映了溶液中水溶性壳聚糖的纳米结构。较大尺寸的水溶性壳聚糖纳米结构(颗粒/纤维丝)是由于干燥诱导的聚集。尽管如此，回收的水溶性壳聚糖变得不溶于水，可能是因为水溶性壳聚糖分子之间恢复了氢键网络。材料在10分钟内迅速达到平衡膨胀，并保持稳定至少30天(图8
　　通过将水溶性壳聚糖溶解在离子液体EMIM Ac中，然后在-20℃冷冻，随后与水进行溶剂交换，可以容易地制备纳米水溶性壳聚糖在纯水中的伪溶液。整个过程简单且环保。所获得的水溶性壳聚糖溶液显示出优异的胶体稳定性，并且由于其剪切变稀特性，可以直接用作弱液体凝胶。尽管如此，在未来的工作中仍有许多问题需要解决，如离子液体的重复使用，缩短溶剂交换过程，制备不同最终浓度的水溶性壳聚糖溶液，以及在温和条件下装载药物，如将疏水性药物溶解在水溶性壳聚糖/IL中或将亲水性药物溶解在纯水基水溶性壳聚糖溶液中。本文报道的工作是在普通水中溶解和加工水溶性壳聚糖的最初关键步骤，用于在生物医学应用中制造基于水溶性壳聚糖的产品。