[发明专利]一种多元二次回归方程拟合模型的应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多元二次回归方程拟合模型的应用方法，具体的说是一种多元二次回归方程拟合模型控制壳聚糖脱乙酰度的方法。属于药物技术领域。

背景技术

壳聚糖又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用得到的。壳聚糖的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。因壳聚糖分子中带有游离氨基，在酸性溶液中易成盐，呈阳离子性质。壳聚糖随其分子中含氨基数量的增多，其氨基特性越显著，这正是其独特性质的所在，由此奠定了壳聚糖的许多生物学特性及加工特性的基础。

壳聚糖是甲壳素脱N-乙酰基的产物，一般而言，N-乙酰基脱去55%以上的就可称之为壳聚糖，或者说，能在1%乙酸或1%盐酸中溶解1%的脱乙酰甲壳素，这种脱乙酰甲壳素被称之为壳聚糖。脱乙酰基程度(D.D)决定了大分子链上胺基(NH2)含量的多少，而且D.D增加，由于胺基质子化而使壳聚糖在稀酸溶液中带电基团增多，聚电解质电荷密度增加，其结果必将导致其结构，性质和性能上的变化，至今壳聚糖稀溶液性质方面的研究都忽略了D.D值对方程的影响。脱乙酰度是评价壳聚糖质量的一个重要技术指标，直接关系到壳聚糖在稀酸中的溶解能力、富集离子的能力、黏度、离子交换能力、壳聚糖膜的机械性能、絮凝性能和与氨基有关的化学反应能力等，是鉴定壳聚糖产品质量不可缺少的数据。

壳聚糖脱乙酰度反应过程受到反应温度、氢氧化钠浓度、反应时间和反应次数的影响较大，故不同批次壳聚糖的生产得到的脱乙酰度差异较大。若无法掌握影响因素参数，会导致盲目的生产，造成大量原料的浪费。

若能根据已知测定参数来推知某批壳聚糖的脱乙酰度，则可以对壳聚糖的生产实现有效控制，实现订单制的生产，提高工效和原料利用率。本发明正是采用构建的数学模型来实现这一目的。

发明内容

本发明涉及一种数学模型，以及通过该数学模型控制壳聚糖脱乙酰度的方法。具体来讲，是由多批次壳聚糖的生产并测定其脱乙酰度的已知参数和结果通过比较拟合建立数学模型而推导出壳聚糖脱的乙酰度。

本发明的目的是这样实现的，首先建立一种数学模型。

发明人发现，壳聚糖脱乙酰度反应过程受到反应温度、氢氧化钠浓度、反应时间和反应次数的影响较大，故不同批次壳聚糖的生产得到的脱乙酰度差异较大。若无法掌握影响因素参数，会导致盲目的生产，造成大量原料的浪费。而这四个因素所起得作用又均不一致。发明人得到多批次的壳聚糖生产的反应温度、氢氧化钠浓度、反应时间和反应次数，根据这已知的四个参数通过多元二次回归方程拟合了一种数学模型，并确定如下：Y=2.68T+4.35t+0.058C+21.53n+2.15Tt-0.5TC+0.65Tn+0.17tC+0.78tn+2.3Cn-2.29T²-4.49t²+1.65C²-2.83n²+71.7，得到的Y即是该批次壳聚糖的脱乙酰度。期中，氢氧化钠浓度以C标示，实际恒温温度以T标示，实际反应时间以t标示，实际操作次数即反应次数以n标示。

根据上述数学模型快速测定壳聚糖脱乙酰度的方法，步骤如下：

a、取氢氧化钠，加水溶解并配制成含氢氧化钠浓度为40%～60%的溶液，其中实际氢氧化钠浓度以C标示；（选取40%、50%、60%三个浓度点测定）

b、取甲壳素，缓慢加入a中的氢氧化钠溶液中，不断搅拌,在80～120℃恒温槽中反应24～72小时，其中实际恒温温度以T标示，实际反应时间以t标示；（选取80℃、100℃、120℃三个温度点测定，选取24小时、48小时、72小时三个时间点测定）

c、将b中反应后的甲壳素取出，水洗至中性，按照b步骤反复操作0～3次，反应完后水洗至中性，干燥，即得壳聚糖，其中实际操作次数即反应次数以n标示；（选取0次、1次、2次、3次四个次数测定）

每次制备得到的壳聚糖，测定其脱乙酰度。测定方法如下：

（1）水分含量的测定

称取0.3g壳聚糖样品，在105℃下烘干至恒重，计算失重，即得水分含量。

水分(%)=[(W1-W2)/(W1-W0)]×100

式中，W1为105℃烘干前样品及称样皿质量(g),W2为105℃烘干后样品及称样皿质量(g)，W0为已恒重的称样皿质量(g)。

（2）脱乙酰度的测定