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图1.1 CMC结构图
1.1.2 壳聚糖（Chitosan）
多糖是生物体内重要的化合物之一，它可以为生物体提供能量，文持新陈代谢的进行。多糖是通过十个以上的单糖分子之间脱水形成糖苷键，缩合连接而成的。从组成的单糖种类的数量来看，多糖分为两类，第一类为由同一种糖基缩合而成的均多糖（如阿拉伯聚糖、木聚糖、淀粉、纤文素等），另一类为由两种或两种以上不同糖基组成的杂多糖（如肝素、海藻酸、透明质酸、硫酸软骨素等）。由于多糖具有很好的生物相容性和生物可降解性，在生物医用领域又很广泛的应用，可以用作载体以固定及包埋药物[11]、生物活性分子[12]、蛋白质[13]和细胞[14]等，对细胞具有很高的亲和性。
壳聚糖是由随机排布的β－(1－4)－D－葡糖胺（脱乙酰单元）和N－乙酰基－D－葡糖胺（乙酰化单元）组成的线性多糖（结构式如图1.2（a））,多是由碱金属的氢氧化物处理蟹、虾和其它甲壳类动物的外壳，通过脱乙酰基反应获得的[15]。由结构式可见，壳聚糖分子中含有大量具有较高的化学反应活性的羟基和氨基，因而利于使用化学方法对其进行改性，合成更有益于应用的产物[16,17]。到目前为止，壳聚糖体现出了其在商用和医学领域的巨大价值。它可以在农业领域用作种子处理和生物杀虫剂，帮助植物抵抗真菌感染。在酿酒过程中它可以用来作为澄清剂，还有助于防止变质。在工业上，它可以用在自愈聚氨酯漆涂层中。在医学上，它可以作为抗菌剂用于绷带，以减少出血；也可以被用于药物传递系统。更具争议的是，有研究表明壳聚糖可以限制脂肪的吸收，从而帮助减肥人群更好地节食[18]。
近年来壳聚糖材料多以微球形式用于生物材料，多作为药物缓释载体，因此壳聚糖微球的制备成为研究的热点之一。壳聚糖微米级或纳米级微球可以起到控制药物释放和文持稳定性的作用，加上各类配体后还具有靶向作用。以戊二醛为交联剂，具体交联的过程为：戊二醛分子两端的活性醛基可以和壳聚糖分子中的氨基发生席夫碱反应进行缩合，形成—C=N，使壳聚糖分子交联固化，从而形成更加稳定的结构[19]。
通常情况下，壳聚糖在酸性环境中带有正电，此正电荷是由于壳聚糖中游离的氨基在酸性溶液中发生质子化而产生的。因此，通常来说，在中性和碱性环境中，壳聚糖的溶解性都相对较小，而在酸性环境中，由于质子化的作用，壳聚糖的溶解度大幅增加。壳聚糖的该性质对于生物医学应用极有意义，因为在中性环境中该分子能够保持其结构，但可在酸性环境中溶解和降解。这意着壳聚糖可将药物输送到酸性环境，并在随后的过程中降解，释放药物到所需的环境[20]。
1.1.3 海藻酸钠
海藻酸分子是由β－¬D－甘露糖醛酸（M）和其C-5差向异构体α－L－古洛糖醛酸（G）不规则地连接在一起组成的线型聚合物，单体可以出现在连续的G-残基（G块）、连续的M-残基（M-块）或交替M和G-残基（MG-块）的均聚块上（结构式见图1.2（b））。海藻酸钠作为可食用、对人体无害的物质，海藻酸钠由于亲水性强、对油脂乳化性强、粘着性小，最普遍的用途为作食品添加剂、稳定剂和增稠剂等，同时在其他多种行业都有着广泛的应用。与壳聚糖只能在酸性环境下有较大溶解度不同，海藻酸钠较易溶于水[21]。
海藻酸钠多是从褐藻的细胞壁中提取得到的，将海藻酸钠从褐藻中提取出来的的操作比较简单，合成过程中主要的困难就是从粘性溶液中分离出残基。实际生产中，提取海藻酸钠多使用的方法为海藻酸钙法，其具体操作步骤如下：先将褐藻碾碎并清洗去除杂质，用强碱水萃取后静置澄清，即得含有海藻酸盐粗溶液；后加入CaCl2发生沉淀反应得到海藻酸钙，海藻酸钙经脱脱色处理后加酸，除去其中的可溶性杂质；再将处理过后的沉淀与Na2CO3反应，钠离子置换出海藻酸钙中的钙，得到海藻酸钠；将产品干燥、粉碎后即可得到成品[22]。