Kitosaano

Quitosaano -molekyyli

Mikä on kitosaano?

Kitosaani on polysakkaridi, joka on peräisin kitiinistä, joka on yksi luonnon runsaimmista luonnollisista polymeereistä. Sillä välin kitiini muodostuu D-asetyyliglukosamiinimonomeereistä, jotka yhdistävät β1-4-linkit, jotka löysivät vuonna 1811 Bracconot.

Chitina löytyy äyriäisten kuoresta (raput, hummerit jne.), hyönteiset, arachnidit, joidenkin sienten seinällä, vihreissä ja alkueläimissä. Vuonna 1859 Rouguet käsitteli kitiiniä kaliumhydroksidilla, josta hän sai polysakkaridin, jota Hoppe-Seller kutsui myöhemmin kitosaanoksi.

Natrium- tai kaliumhydroksidi tuottaa kiniininhavaroiden, muuttaen D-asetyyliglukosamiinin D-glykosamiiniksi: Toinen monomeeri, joka muodostaa kitosaanin. Siksi kitosaani sisältää suuremman määrän D-glukosamiinia kuin D-asetyyliglukosamiini.

Yksi kitiinin ja kitosaanin tärkeimmistä eroista rakenteellisissa ja molekyylien välisissä vuorovaikutuksissa on, että kitosaanin polysakkariset ketjut pidetään yhdessä suuremman voiman kanssa kuin kitinan; Tämä johtuu juuri asetyyliryhmien läsnäolosta.

Kitosaanilla on myös pieni positiivinen kuormitus johtuen D-glukosamiinissa läsnä olevasta amiinista, joka antaa sen olla vuorovaikutuksessa negatiivisesti ladattujen pintojen, kuten limakalvojen kalvojen kanssa. Tämä ominaisuus sallii kitosaanin käyttää aineiden kuljettamiseen kalvojen kautta.

Kitosaanilla on myös lukuisia käyttötarkoituksia, kuten sienitautien, viininsuojelun palveleminen verenvuoton rajoituksessa, vedenpuhdistuksessa jne.

Kitosaanin rakenne

Deacetilaciónin tuottamat muutokset kitiinin rakenteessa sen muuttumisen aikana kitosaanoksi. Lähde: Vicente Neto, CC 4: llä.0, Wikimedia Commons

Kitosaani on lineaarinen polysakkaridi, jonka rakenne on samanlainen kuin selluloosan rakenne. Yksi glukoosihydroksyyliryhmistä korvataan kuitenkin aminoherryhmällä (-NH₂) tai asetilamiiniryhmä (-hnoch₃-A. Kitosaano muodostuu desaceted -yksiköillä (oranssi) ja asetyloiduilla yksiköillä (sininen), satunnaisesti jakautunut (katso ylivoimainen kuva).

Näihin yksiköihin liittyy β-1-4-linkit. Desasetut yksiköt muodostuvat D-glukosamiinimolekyyleillä, kun taas asetyyliset yksiköt ovat D-asetyyliglukosamiinimolekyyleissä. Qitosaani.

Tämä osoittaa, että D-glykosamiini on suurempi kuin D-asetyyliglukosamiini. Sitten voidaan katsoa, ​​että kitosaano on polysakkaridi, jonka muodostuu pääasiassa desaceted-yksiköillä, jotka muodostuvat d-glukosamiinimolekyyleillä, jotka on kytketty β-1-4-sidoksilla.

Se voi palvella sinua: fosfori: historia, ominaisuudet, rakenne, hankkiminen, käyttö

Kitosaanin ominaisuudet

Niiden kuorien, kuten katkarapujen, kuorista kitiini uutetaan, mikä puolestaan ​​toimii raaka -aineena kitosaanin teolliselle tuotannolle. Lähde: Ehrenberg Kommunikation, CC BY-SA 2.0, Wikimedia Commons

Molekyylipaino

Sen molekyylipaino on välillä 3 × 10⁵ ja 1 × 10⁶ g/mol, riippuen chitinan lähteestä, josta Chipasano saadaan. Eli heidän polysakkaridiketjut ovat suuria.

Peruskoostumus

-Hiili: 44.yksitoista %

-Vety: 6.84 %

-Typpi: 7.97 %

Kuten voidaan nähdä, se on huomattavasti typpipolysakkaridi.

Fyysinen ulkonäkö

Se esitetään hiutaleiden muodossa tai kermaisen tai kermaisen valkoisen pölyn muodossa. Se näkyy myös valkoisena tai valkeahkoisena läpikuultavana arkkina.

Maku ja haju

Kitosaano on wc ja mauton.

Sulamispiste

102.5 ºC

Tiheys

1 g/cm³

Liukoisuus

Se on liukenematon veteen ja alkaliin. Se on erittäin liukoinen useimmissa laimennettuissa hapoissa (pH < 6.5), incluyendo el ácido fórmico, el ácido acético y el ácido clorhídrico.

Vakaus

Se on vakaa huoneenlämpötilassa, ja typpikaasujen suojaamisessa se voi tukea 250 ºC: n lämpötilaa kokeilematta hajoamista. Se on yhteensopimaton vahvojen hapettavien aineiden kanssa.

Sähkövaraus

Quitosaano -amino -ryhmän PKA 6.5. Tämä antaa kitosaanille lievän positiivisen kuorman ja suhteellisen liukoisuuden happossa tai neutraalissa väliaineessa.  Kitosaano on bioadhesiivinen, joka voi sitoutua negatiivisesti ladattuihin pintoihin, samoin kuin epiteelisolujen tapaus.

Kitosaani on polykia, joka voi muodostaa komplekseja negatiivisesti ladattujen molekyylien, kuten lipidien, proteiinien ja nukleiinihapon kanssa, modifioimalla sen käyttäytymistä.

Kemiallinen reaktiivisuus

Hydroksyyliryhmien (OH) ja aminos (NH₂) Se antaa kitosaanille mahdollisuuden muodostaa kovalenttisia sidoksia iankaikkisuuden reaktioiden, sterioinnin ja aminaation vähentämisen kautta.

Biologinen yhteensopivuus ja biohajottavuus

Kitosaani on positiivisesti ladattu ei -toksinen yhdiste, joka voi olla vuorovaikutuksessa eri kudosten plasmamembraanien negatiivisten kuormitusten kanssa aiheuttamatta heille vaurioita. Siksi tosiasia kitosaanin biologista yhteensopivuutta.

Lisäksi kitosaani on biohajoavaa entsymaattisella vaikutuksella. Esimerkiksi sileys on entsyymi, joka toimii rikkoen β-1-4-linkkejä.

Käyttää quitosaanon käyttöä / sovelluksia

Kitosaanosta tehdyt esineet. Lähde: JGFERMART, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons

Vedenkäsittely

Kitosaani puuttuu veden puhdistamiseen useista näkökohdista. Se voi sieppata metalli -ionit, kuten kupari, lyijy, elohopea jne. Se voi myös vaikuttaa elintarvikkeiden, väriaineiden ja muiden kiinteiden aineiden eliminointiin.

Voi palvella sinua: natriumnitriitti (nano2): rakenne, ominaisuudet, käytöt, riskit

Lisäksi kitosaani voi liittyä suspendoituneisiin hiukkasiin, lisätä kokoaan ja antaa niiden eliminoida sedimenteissä. Tämä tuottaa melkein täydellisen veden sameuden poistamisen.

Maatalous

Kitosaania käytetään siementen ja lehtien päällysteessä lääkkeiden ja/tai pitkittyneiden toiminnan lannoitteiden vasteen parantamisessa itävyyden ja juurtumisen parantamiseksi, lehtien kasvuun ja siementen suorituskykyyn.

Lisäksi kitosaanolla on sienilääkevaikutus, joka antaa kasvien suojaa. On näyttöä siitä, että kitosaani voi toimia vihannesten kalvojen ja kromatiinin kanssa, aiheuttaen muutoksia, jotka sallivat paremman kasvun.

Elintarvikkeiden suojelu

Kitosaania käytetään muodostamaan syötävä kalvo, joka kattaa ruoan, välttäen niiden pilaantumisen. Kitosaanilla on myös aktiivisuus sieniä ja bakteereja vastaan.

Yhdisteiden lisääminen kitosaaniin, kuten neilikkaöljy / β-syklodekstriiniin. aureus, s. Epiderma, E. coli ja muut.

Nanokuitujen muodostuminen

Sähköisissä menetelmässä sähkövoimaa käytetään venyttämään polymeerirakenteita, kuten kitosaania, tuottaen kuituja, joiden halkaisija on 50 - 500 nanometriä. Nämä kuidut ovat biologisesti yhteensopivia ja biologisesti hajoavia, ja niitä käytetään hemostaattisena materiaalina ja haavan paranemisena.

Lääketieteelliset käyttötarkoitukset

Kitosaanin käyttötarkoituksen ja sovellusten luettelo on laaja, kykenevä nimeämään seuraavat: Ortopediset implantit, kangastekniikka, haavan paraneminen, lääkekudoksiin internalisointi, keinotekoinen ihon luominen, kirurgiset ompeleet ja lääkkeiden kontrolloituneet lääkkeiden vapautumisen.

Nimitetyn lääketieteellisen käytön lisäksi kitosaania käytetään siteissä, sienissä, polttamiskattona, anti -inflammatorisena aineena, hammaslevyn muodostumisen estämisessä haavan paranemisen kiihtyvyydessä ja hemostaattisena aineena.

Kitosaania on käytetty sotakonflikteissa verenvuodon vähentämiseksi. Sen positiivinen kuorma antaa sinun peittää negatiivisesti varautuneet punasolut muodostaen kompleksin, joka aktivoi verihiutaleet, jotka käynnistävät hyytymisprosessin.

Huumeiden sisäistäminen

Kitosaania käytetään myös lääkkeiden kuljettamiseen ja internalisointiin kudoksiin. DNA: n tapauksessa, joka koodaa tiettyä antigeeniä, negatiivisen kuormansa vuoksi se ei voi olla vuorovaikutuksessa plasmamembraanin kanssa.

Tämä vaikeus eliminoidaan, kun kitosaani on positiivisesti ladattu DNA: n kanssa negatiivisella kuormalla, jolloin kitosaani-ADN-kompleksi voidaan sisällyttää immuniteetista vastaaviin soluihin.

Tätä mekanismia voitaisiin käyttää esimerkiksi DNA -rokotteen tuottamiseen, joka koodaa COVID 19 -virusproteiinia.

Voi palvella sinua: fyysiset muutokset

Viinin selvennys ja olut

Kitosaani lisätään oluen kehittämisen viimeisessä vaiheessa sen flokkulaation ja hiivasolujen eliminoinnin parantamiseksi, mikä mahdollistaa oluen selventämisen.

Kitosaani lisää yhdessä bentoniitin, gelatiinin ja muiden aineiden kanssa hedelmien ja debrutien sedimentoitumisen nopeutta, jotka aiheuttavat viinin sameuden. Lisäksi se vähentää ruosteisten polyfenolien läsnäoloa.

Hyödyt ja haitat

Lääkkeiden sisällyttämistä kudoksiin on tutkittu kitosaanin puuttumisen kautta. Se on kokenut myös sisällyttämällä DNA: ta, joka koodaa immuniteetista vastaaville soluille määritettyyn antigeeniin käyttämällä kitosaania transfektioprosessissa.

DNA sisällytetään rajoitettu soluihin sen negatiivisen kuorman takia.

Tämä rajoitus voidaan ratkaista sen unionilla kitosaaniin: polykyaatio, joka neutraloi DNA: n negatiivisen kuormituksen, ja siksi helpottaa sen sisällyttämistä soluihin. Tämä immuunivasteen tuottamiseksi DNA: ta vastaan.

Tätä strategiaa voitaisiin käyttää DNA -rokotteiden muodostumiseen, jotka koodaavat nykyistä antigeeniä, kuten virusta tai muuta biologista materiaalia, jota haluat hallita.

Edut

Kitosaanin käyttö geneettisen materiaalin (DNA) sisällyttämiseen soluihin (transfektio) on se etu, että kitosaani on ei -toksinen, biologinen ja biologinen hajoava materiaali.

Toimisi DNA -kuljettajana. Seuraavassa vaiheessa kitosaano-ADN-kompleksi voi muodostaa tyhjiöiden osia, jotka muodostetaan internalisoimalla plasmamembraaniosaan, prosessissa, joka tunnetaan nimellä endosytoosi.

Kitosaani on ei -toksinen materiaali sinänsä. Se on sulava ja sillä on bakteereja tappavia vaikutuksia.

Haitat

Kitosaanin välittämä transfektio. Tämä osoittaa, että se on monimutkainen prosessi, joka riippuu monista tekijöistä.

Siksi on vaikea löytää optimaalisia olosuhteita prosessin toistettavuudelle, mikä muodostaa haitan.

Toinen esimerkki, joka voi havainnollistaa kitosaanin käytön etuja ja haittoja, on seuraava: kitosaanon käyttö eläimiin sisällyttämiseen eläimiin.

Kun elintarvikkeisiin sisällytetyn kitosaanin osuus saavuttaa 20 % rehusta, eläinten kuolemantapauksia on ilmoitettu, todennäköisesti ravinteiden imeytymisen estämisestä, joka voidaan erittyä jakkarassa kytkettynä kitosaanoon.

Viitteet

1. Graham Solomons t.W -., Craig B. Freedle. (2011). Orgaaninen kemia. (10^th Painos.-A. Wiley Plus.
2. Carey f. (2008). Orgaaninen kemia. (Kuudes painos). MC Graw Hill.
3. Morrison ja Boyd. (1987). Orgaaninen kemia. (Viides painos). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Wikipedia. (2021). Kitosaani. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
5. Kansallinen bioteknologiatietojen keskus. (2021). Pubchem Comunundin yhteenveto CID 71853: kitosaanille. Toipunut: Pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus
6. Elsevier B.V. (2021). Kitosaani. Tiede. Haettu: ScienEdirect.com