多糖广泛存在于动物、植物和微生物中，作为生命物质的组成成分之一，对维持生命活动起到至关重要的作用。葡聚糖是多糖家族中最重要的成员之一，其中β-1,3-葡聚糖的生物活性已被广泛认可。可德胶(Curdlan)是一种微生物发酵的直链型β-1,3-葡聚糖，由于其独特的凝胶特性，可广泛应用于食品、生物医药等领域。但可德胶水溶性差的特性在某种程度上限制了其应用范围，而经过羧甲基化改性后的可德胶(CMc)则具有良好的水溶性，且具备更显著的生物活性，如抗肿瘤活性和免疫增强活性。本文基于CMc良好的水溶性和生物活性，对其进行了进一步的功能化研究及应用拓展，在物理水凝胶的制备、稳定酪蛋白胶束和纳米银颗粒的制备方面进行了系统研究，具体内容如下：高分子水凝胶具有三维网络结构和良好的溶胀性能，可作为药物缓释控释制剂。化学凝胶由于涉及有毒交联剂及有机溶剂的使用，可能具有潜在的细胞毒性。本论文基于药物缓释载体的设计，首先采用各种方法，如冷冻解冻法、主客体络合法和溶胶凝胶法制备了三种新型CMc水凝胶，并进行了载药释放研究。由于CMc具有良好的生物活性，该物理凝胶的制备避免了化学交联剂的使用，在生物医药领域可具有更广泛、安全的应用。具体工作为：1）首先通过冷冻解冻法制备了CMc物理水凝胶。研究发现，调酸对于CMc冷冻解冻凝胶的形成至关重要，当溶液pH降低到2.4以下才能形成冷冻解冻凝胶；流变学和SEM研究表明，CMc浓度、冷冻解冻循环次数、冷冻时间对凝胶强度和凝胶网络结构有重要影响，随CMc浓度和循环次数的增加及冷冻时间的延长，凝胶强度增大，凝胶内部网络结构愈紧密，其中冷冻解冻循环次数对凝胶性能影响最大；通过FTIR和XRD手段，并结合对比PVA冷冻解冻凝胶的性质，阐明了CMc形成冷冻解冻凝胶的主要原因是由于分子间的氢键作用，冷冻过程促进了分子链段的相互聚集，调酸后CMc分子链上-COOH、-OH基团间的氢键作用是凝胶三维网络结构的物理交联点。此外，以5-氟尿嘧啶为模型药物，在模拟肠胃环境的缓冲溶液中进行了载药释放研究，结果表明该凝胶在pH=1.2的HCl缓冲溶液中的释放速率比pH=7.2的PBS缓冲溶液缓慢，说明该凝胶适合作为结肠类药物载体基质。2）利用β-环糊精和金刚烷的主客体络合作用，将β-环糊精和金刚烷分别接枝到CMc上，成功制备了CMc主客体凝胶。该类凝胶强度受混合溶液中β-环糊精与金刚烷摩尔比的影响，当摩尔比为1时凝胶强度最大；通过流变学动态温度扫描表征了该凝胶的温度敏感性，结果表明，在45oC左右凝胶转变为溶胶，并且该过程具有热可逆性；2D-NOESY研究表明，凝胶的形成是由于金刚烷与环糊精间的包结络合作用。此外，以牛血清蛋白作为模型药物进行了载药释放研究，发现药物释放速率与β-环糊精和金刚烷的摩尔比有关，随摩尔比的增加而减慢，当摩尔比为1时释放速率最慢。3）利用溶胶凝胶法制备了四(2-羟乙基)正硅酸酯(THEOS)/CMc杂化凝胶，采用流变学、FTIR、SEM等表征手段研究了CMc浓度、THEOS浓度及温度对溶胶凝胶转变动力学过程的影响，以及在该过程中凝胶内部结构的演变，凝胶结构-性能关系。结果表明，凝胶强度随THEOS浓度增加而增大，而随CMc浓度的增加而减弱；随CMc浓度的增加，凝胶化时间先缩短后增大，凝胶结构中溶胶粒子的分布从无序变为有序，再变为无序。当CMc浓度小于1%时，由于CMc分子链上的羟基与溶胶粒子发生氢键作用，CMc作为模版诱导了溶胶粒子的聚集，使得凝胶内部结构有序化，此时CMc具有加速溶胶凝胶转变的催化作用；而当CMc浓度大于1%时，由于聚阴离子多糖CMc与带负电的溶胶粒子间的静电排斥增强，导致催化作用减弱，凝胶内部结构无序化。此外，以牛血清蛋白作为模型药物进行了载药释放研究，结果表明牛血清蛋白释放速率受控于THEOS的浓度，随THEOS浓度的增加而减慢。本文还基于羧甲基可德胶(CMc)与羧甲基纤维素(CMC)均为水溶性的直链型聚阴离子葡聚糖，分子结构类似，仅糖苷键链接方式不同的特点，开展了CMc在酸性条件下稳定酪蛋白胶束的研究，并与CMC的作用进行了详细对比，阐明了分子结构参数与体系稳定性的关系以及CMc稳定全脂酸性乳饮料的机理。结果表明CMc稳定体系粒径小于CMC稳定体系粒径；维持体系稳定所需CMc的浓度大于CMC，CMc稳定效果低于CMC。从分子柔顺性角度，利用蠕虫状链模型计算了两种多糖的持续长度，结果表明CMc持续长度小于CMC，说明CMc分子链更柔顺，在酪蛋白表面吸附更紧密，但CMc亦能有效稳定酪蛋白胶束。通过直观评价、沉降量、粒径及zeta电位测量发现，在酸性乳体系中CMc不仅能阻止蛋白沉降也能防止脂肪上浮，可作为酸性乳饮料的稳定剂。纳米银颗粒不仅具有抗菌性，由于其量子尺寸效应，表面界面效应以及宏观量子隧道效应还显示出优良的光电学、热学、磁学以及化学等方面的性质，因此在催化、光电器件、表面增强拉曼散射(SERS)、生物传感器等方面有着广泛的应用。本论文采用了一种绿色合成方法，即采用CMc作为稳定剂和还原剂，在紫外光辐照条件下成功制备了纳米银颗粒。所制得的纳米银颗粒尺寸和形貌可通过改变CMc的浓度进行调控。通过zeta电位、TEM、UV-vis、FTIR等手段对CMc的作用机理进行了探讨。结果表明，CMc能催化纳米银颗粒的生成，在光照过程中与银离子或银颗粒络合，起到电荷转移的作用，有利于银颗粒的进一步形成。研究还发现，所得CMc稳定的纳米银颗粒具有明显的表面拉曼增强效果。