羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖在化妆品应用中的特性研究

发布时间：2023-04-14 09:10:27

壳聚糖分子结构中除了含-OH外，还有活泼-NH2,在N或O上引入活性基团,改善其溶解性和生物活性是壳聚糖应用开发的重要课题。通过对壳聚糖进行化学改性，引入亲水性强的羟丙基三甲基氯化铵基团，制备N上取代的羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖（壳聚糖季铵盐，HACC），改善水溶性，提高吸湿、保湿性能，测试其抑菌活性，对开发壳聚糖衍生物在化妆品中的应用研究具有重大意义。

吸湿、保湿性

在壳聚糖分子结构中的N上引入强亲水性的羟丙基三甲基氯化铵阳离子基团后，成为水溶性的季铵盐类壳聚糖，同时吸湿、保湿性也大大提高。

在相对湿度RH = 81%时，HACC的吸湿性能与玻尿酸（HA）相当(见表2)，在RH = 43%时，HACC仍有较强的吸湿性能而且优于HA，水分残存率是HA的2倍多。只有在相对湿度较小的硅胶干燥器中HACC才释放岀所吸收的水，释放速度比HA慢，说明其保湿性能优于HA。

结果表明：在引入强亲水性的羟丙基三甲基氯化铵阳离子基团后，一方面壳聚糖分子中的氢键作用进一步被削弱，晶体结构受到破坏，分子呈松散状态，利于水分子的接近与其分子中的亲水性基团如-OH和-NH2形成氢键；另一方面羟丙基三甲基氯化铵带有舒展的阳离子侧链，具有强亲水性，故HACC的吸湿性能与HA相当，保湿性能优于HA。

抑菌实验

通过HACC的中性水溶液对3株标准菌种金黄色葡萄球菌ATCC 25923、大肠埃希菌ATCC 25922 和铜绿假单胞菌ATCC 27853的抑菌实验，结果显示对金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度（MIC）为 625mg /L，而在同样条件下对大肠埃希菌和铜绿假单胞菌无抑菌作用（MIC均大于10g /L）。壳聚糖的抗菌活性与其分子链上的- NH2比在酸性条件下质子化形成带-NH3的聚阳离子有关，HACC为强的聚阳离子，而细菌表面多呈电负性，可使细菌表面形成一层高分子复合物，使细菌膜功能发生紊乱, 从而起到抑菌、杀菌作用。

pH稳定性

在pH值为3.0-11.0范围内，溶液的透明度、 颜色和粘度均未发生变化。所以在化妆品的配方中， 相应的pH范围内HACC是稳定的。

HACC与表面活性剂的配伍实验

此结果说明：阳离子型HACC除了与阴离子性活性剂不能配伍外，与其他类型活性剂均有良好的配伍性，在一定程度上保证了其在化妆品中的应用范围。

综上，阳离子型表面活性剂HACC有良好的吸湿、保湿性，并具有季铵盐本身所具备的特殊的抑菌、抗菌性，因而是一种功效突岀的活性原料。但由于大多化妆品中含有较多种阴离子型表面活性剂，能与HACC凝结成团，所以适当考虑在必要情况下，对其HACC引入本来就可改善壳聚糖吸湿、保湿性能的阴离子基团（比如羧甲基），使其成两性是一种可行有效的方法（即羧甲基壳聚糖更适合用于化妆品中与阴离子型表面活性剂复配）。

本文摘自《羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖在化妆品中的应用研究》一文，作者为李铭、葛英勇、王婷婷等。