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Enregistrement W1989148498 · doi:10.1021/bm700520m

Ionization and Solubility of Chitosan Solutions Related to Thermosensitive Chitosan/Glycerol-Phosphate Systems

2007· article· en· W1989148498 sur OpenAlexaff
Dominic Filion, Marc Lavertu, Michael D. Buschmann

Notice bibliographique

RevueBiomacromolecules · 2007
Typearticle
Langueen
DomaineChemistry
ThématiqueSurfactants and Colloidal Systems
Établissements canadiensPolytechnique Montréal
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésChitosanChemistrySolubilityAqueous solutionTitrationDissociation (chemistry)DilutionGlucosamineMonomerNuclear chemistryPolymer chemistryInorganic chemistryOrganic chemistryPolymerThermodynamics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Chitosan is a linear cationic biopolymer composed of glucosamine and N-acetyl-glucosamine that is only soluble in acidic aqueous solutions and precipitates when neutralized. However, it was recently discovered that chitosan dissolved in solutions containing glycerol phosphate was soluble at near neutral pH and produced a sol-gel transition when heated. Understanding this unique thermogelling system requires improved characterization of the ionization and solubility behaviors of chitosan, in particular dependencies on temperature, salt, chitosan concentration, and fD, where fD is the fraction of glucosamine monomers (deacetylated monomers) in chitosan. In the current study we performed temperature-controlled titration and dilution experiments on chitosan solutions with fD of 0.72, 0.85, and 0.98 at concentrations ranging from 1.875 to 30 mM of its glucosamine monomer and with 0 to 150 mM added salt. Light transmittance measurements were performed during titration to indicate precipitation. We found the apparent proton dissociation constant of chitosan, pKap, to (1) decrease strongly with increased temperature, (2) increase strongly with increased salt, (3) increase strongly with increased chitosan concentration in low-salt conditions, and (4) decrease weakly with increasing fD. All of the above influences on chitosan pKap were accurately predicted using a mean-field Poisson-Boltzmann (PB) cylindrical cell model where the only adjustable parameter was the temperature-dependent chitosan intrinsic monomeric dissociation constant pK0(T). The resulting chitosan pK0 values at 25 degrees C were in the range from 6.63 to 6.78 for all chitosans and salt contents tested. The temperature dependence of chitosan ionization was found to strongly reduce pK0(T) by 0.023 units per degrees C, for example, resulting in a reduction of chitosan pK0(T) from 7.1 at 5 degrees C to 6.35 at 37 degrees C for fD of 0.72 in 150 mM salt. A similar temperature-dependent reduction of the pKa of the glucosamine monomer was found (-0.027 units per degrees C) while the pKa of glycerol phosphate did not change significantly with temperature. The latter result suggested that chitosan solutions heated in the presence of glycerol phosphate will become partly neutralized by transferring protons to glycerol phosphate and thereby allow attractive interchain forces to form a physically cross-linked gel under the appropriate conditions. Additionally, the degree of ionization of chitosan when it precipitates upon addition of a strong base was measured to be in the range from 0.25 to 0.55 and was found to (1) be insensitive to temperature, (2) increase strongly with increased salt, and (3) increase strongly with fD. The salt effect was accounted for by the PB model, while the influence of fD appeared to be due to acetyl groups impeding attractive chain-to-chain association to increase solubility and require reduced ionization levels to precipitate.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,010
Tête enseignante GPT0,232
Écart entre enseignants0,223 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations151
Publié2007
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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