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为评估多糖疏水改性后的生物相容性和生物降解性，研究人员开展新型 DDSA 修饰左旋聚糖（levan）的合成及与 OSA 修饰 levan 的对比研究。结果显示，改性 levan 在土壤中降解率 63 - 78%，特定浓度下无生物毒性。该研究为其在多领域应用提供依据。
在如今的科技发展浪潮中，天然来源产品愈发受到人们的青睐。这是因为合成产品常常伴随着各种健康隐患和环境污染问题，就像隐藏在暗处的 “小怪兽”，时不时给人类带来麻烦。细菌胞外多糖（EPSs）作为合成聚合物的可持续生态替代品，开始崭露头角。在众多 EPSs 中，左旋聚糖（levan）凭借其独特的结构和诸多优良特性，在化妆品、食品、医药、农业等多个领域展现出巨大的应用潜力，仿佛是一颗等待被深度挖掘的 “宝藏”。
然而，当人们试图对 levan 进行疏水改性，以进一步提升它作为乳液稳定剂和封装剂的潜力时，却遇到了难题。就好比给 levan 穿上一件 “疏水外衣” 后，它在生物体内和环境中的表现还不清楚，其生物相容性和生物降解性成了悬而未决的问题。这就像在探索一条未知的道路，前方充满了不确定性。而且，虽然 OSA 修饰的多糖已在多个行业得到应用，但 DDSA 修饰 levan 的相关研究却几乎是一片空白，这也促使科研人员踏上了探索之旅。
为了解开这些谜团，来自国外的研究人员开启了一项极具意义的研究。他们的目标是合成新型 DDSA 修饰的 levan，并与 OSA 修饰的 levan 进行环境和生物评价对比。经过一系列的研究，他们取得了不少重要成果。这些成果不仅有助于深入了解两种修饰 levan 的特性，还为它们在不同领域的应用提供了关键依据，就像是为 levan 的应用点亮了一盏明灯。该研究成果发表在《Carbohydrate Polymers》上。
研究人员为开展这项研究，运用了多种关键技术方法。他们利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和核磁共振（NMR）技术，来确认改性反应是否成功发生；借助扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）观察多糖的微观结构变化；通过动态光散射（DLS）分析其粒径分布；运用热重和差热分析（TGA/DTA）研究热稳定性；还进行了土壤生物降解试验、费氏弧菌（Aliivibrio fischeri）生态毒性试验以及正常胎儿肺成纤维细胞 MRC - 5 细胞系的细胞毒性试验。
合成和结构表征
研究人员对天然 levan 以及用浓度在 5% - 10% 的 OSA 和 DDSA 处理后的改性 levan 展开研究。结果发现，随着 OSA 和 DDSA 浓度的增加，反应效率（RE）会下降，而且 DDSA 的这种影响更为明显。这主要是因为 DDSA 的烷基链更长，在水中的溶解度比 OSA 低。FTIR 和 NMR 分析结果确认了酯化过程的发生，表明成功合成了新型 DDSA 修饰 levan。
微观结构和热稳定性分析
AFM 和 SEM 结果显示，与天然 levan 相比，改性后的 levan 表面更粗糙。而 TGA 结果表明，改性 levan 保留了天然 levan 的孔隙率和热稳定性。这意味着，穿上 “疏水外衣” 后的 levan，虽然表面变粗糙了，但内部的 “小气孔” 和耐热能力依然保持着，就像房子的结构没有改变，只是外墙变得更粗糙了一些。
环境行为评价
在 28 天的土壤生物降解试验中，研究人员发现改性 levan 的总体降解率在 63 - 78% 之间。这表明无论是 OSA 修饰还是 DDSA 修饰的 levan，在土壤环境中都具有一定的生物降解能力，不会一直 “赖” 在土壤里，对环境造成长期负担。
生物相容性评价
当改性 levan 浓度高达 40mg/mL 时，对A. fischeri的生物发光没有产生不利影响。在使用正常胎儿肺成纤维细胞 MRC - 5 细胞系进行的试验中，浓度高达 1mg/mL 的 OSA 和 DDSA 修饰 levan 都未检测到细胞毒性。这说明在一定浓度范围内，这些改性 levan 对生物细胞是比较 “友好” 的，不会轻易伤害细胞。
综合上述研究结果，研究人员成功制备了新型 DDSA 修饰 levan，并通过多种技术手段对其进行了全面表征。研究发现，改性 levan 在表面粗糙度增加的同时，保持了天然 levan 的孔隙率和热稳定性。在环境行为方面，改性 levan 具有良好的生物降解性；在生物相容性方面，特定浓度下对生物细胞无明显毒性。
这项研究的意义重大。它为 DDSA 和 OSA 修饰 levan 在稳定化剂和疏水及低溶性生物活性化合物的纳米封装等领域的进一步研究提供了有力支持，有望推动食品和非食品行业的创新发展。就像为 levan 的应用开辟了一条新的道路，让它在更多领域发挥更大的作用，为解决实际生产和生活中的问题提供了新的选择。同时，也为后续研究 DDSA 修饰多糖在其他方面的性能和应用奠定了坚实基础，吸引更多科研人员加入到这个充满潜力的研究领域。
