双修饰壳聚糖衍生物的合成与性能优化：新型两性离子与季铵基团对抗菌、抗氧化及生物相容性的协同效应

为解决细菌耐药性加剧和氧化应激问题，研究人员通过双重修饰策略合成卤化两性离子-季铵壳聚糖衍生物。FTIR、1H NMR等表征证实结构，实验显示其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有广谱抗菌性，抗氧化能力优于天然壳聚糖，且CCK-8和溶血实验验证其优异生物相容性。该研究为食品保鲜、生物医用材料等领域提供新型多功能材料。

　　

研究背景与意义
全球公共卫生领域正面临细菌耐药性快速蔓延和氧化应激加剧的双重挑战。传统抗生素效力下降，而环境污染物和老龄化等因素导致的自由基积累进一步威胁人类健康。壳聚糖（Chitosan）作为一种天然多糖，凭借可降解性和生物相容性成为研究热点，但其水溶性差、抗菌抗氧化效能有限。既往单一位点修饰（如季铵化）虽能提升性能，但存在毒性风险或活性不足的问题。福建省科技计划项目支持的研究团队创新性地将卤化两性离子与季铵基团同步引入壳聚糖骨架，旨在开发兼具高效抗菌、抗氧化和生物安全性的多功能材料。

关键技术方法
研究采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、核磁共振氢谱（¹H NMR）等验证结构；通过最小抑菌浓度（MIC）和杀菌浓度（MBC）评估抗菌性能；DPPH、超氧阴离子和羟自由基清除实验测定抗氧化活性；CCK-8法检测293T细胞毒性，溶血实验评价血液相容性。

研究结果
1. 材料合成与表征
FTIR显示1478 cm^-1处季铵基团特征峰，¹H NMR证实两性离子成功接枝。XRD表明结晶度降低，TGA证明热稳定性提升。

2. 抗菌性能
双修饰衍生物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC值显著低于未修饰壳聚糖，抑菌率提高30%-50%，且卤素引入进一步强化活性。

3. 抗氧化能力
对DPPH自由基清除率高达85%，超氧阴离子清除效能提升2倍，羟基自由基清除效果优于维生素C对照组。

4. 生物相容性
CCK-8显示细胞存活率>95%，溶血率<3%，远低于国际标准（5%），证实其临床安全性。

结论与展望
该研究通过分子设计实现壳聚糖功能强化，双修饰策略协同提升了抗菌、抗氧化性能且保持生物安全性。成果发表于《Carbohydrate Research》，为创面敷料、食品包装等应用提供新材料，同时为多糖基功能材料开发提供新思路。未来可探索其在组织工程支架中的潜在应用。