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壳聚糖(chitosan)是自然界仅次于纤维素的第二大天然多糖资源,储量丰富,来源广泛,价格低廉。作为甲壳素脱乙酰化后的衍生物,壳聚糖具有良好的生物相容性、无毒副作用、可降解性和抑菌活性等优点,被广泛应用到食品、医药、环保、农业等多个生产领域。壳聚糖作为抑菌材料主要存在水溶性差、抑菌能力有限、用量多等问题。将壳聚糖进行降解不仅可以大幅度地提高水溶性,而且还可以增强其抑菌活性。降解后所得的壳寡糖(chitooligosaccharide)由于化学结构单元没有发生改变,保留了壳聚糖的活性基团,可对其进行化学修饰,进一步加强抑菌性能。本文在对壳聚糖降解、改性以及抑菌性能进行文献综述的基础上,先采用物理、化学和酶解三种作用因素相结合的方法降解壳聚糖,然后利用发散法对所制备的壳寡糖进行Michael加成反应,反复交替接枝丙烯酸甲酯和乙二胺,制备3代COS/PAMAM树支化大分子杀菌剂。通过测定COS/PAMAM衍生物中以氨基为端基的整代分子作用于大肠杆菌(E.coli)、铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)、金黄色葡萄球菌(S.aureus)和枯草芽孢杆菌(B.subtilis)的最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC),筛选抑菌效果较好的壳寡糖衍生物,进一步吸附具有杀菌性能的Cu2+和Ag+,以期制备抑菌性能更好的杀菌剂。主要研究内容如下:1.采用微波/超声波/UV辅助H202快速降粘和非专一性酶解相结合的方法对壳聚糖进行降解,最终得到粘均分子量Mη=4567.34,数均分子量Mn=3231.28,重均分子量Mw=6759.10,脱乙酰度DD=96.85%的壳寡糖。2.对上述制备的壳寡糖进行支化改性,根据聚酰胺-胺型PAMAM树形分子形成的原理,分步接枝PAMAM树形分子。首先,壳寡糖在硝酸铈铵的引发作用下发生自由基反应接枝丙烯酸甲酯,合成G0.5。对G0.5的合成条件进行单因素试验探讨和响应面优化得到最佳合成条件:反应时间8h,引发剂添加量1.65g(1g壳寡糖作为反应底物),反应摩尔比COS:MA(g/mL)=1:8.5,反应温度47.5℃。然后,通过Michael加成反应反复交替接枝乙二胺和丙烯酸甲酯。利用元素分析测得半代分子G0.5、G1.5和G2.5的接枝率分别为:52.38%、44.37%、27.48%。双突跃电位滴定测得整代分子G1.0、G2.0、G3.0的氨基含量分别为89.99%、56.24%、17.93%。3.测试COS/PAMAM衍生物中以氨基为端基的整代分子对大肠杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的最小抑菌浓度(MIC)、最小杀菌浓度(MBC)、生长抑制曲线和杀菌率曲线等杀菌性能指标,结果得出杀菌活性强弱依次为:G2.0>G3.0>G1.0,并且每代分子作用于四种受试菌的抗菌能力都表现出:大肠杆菌>枯草芽孢杆菌>金黄色葡萄球菌>铜绿假单胞菌。4.选取杀菌性能最好的G2.0进行吸附Cu2+和Ag+条件探索,最终测得G2.0对Cu2+、Ag+吸附量分别为92.6mg/g、124.2mg/g。对吸附金属离子后的复合物进行杀菌性能测试,结果表明吸附Cu2+、Ag+后G2.0的抑菌性能基本没有变化,杀菌性能有所减弱。