△图4：甲壳素可制备的精细化学品（Chitin the most abundant amino biopolymer:甲壳素是含量最丰富的氨基酸生物高聚物；Nitrogen-containing chemicals: 含氮化学品）（图片来源：作者提供）
以抗癌药氯脲霉素为例，氯脲霉素系葡萄糖取代的氯乙基亚硝基脲类化合物，其不仅具有亚硝基脲类化合物的抗癌活性，同时又具有抑制骨髓毒性较小的特点，对黑色毒素、结肠癌、肺癌、肾癌、何杰金氏病等疾病有一定疗效。
氯脲霉素结构（图5）与甲壳素单体结构相似，为通过甲壳素合成氯脲霉素提供了可能。
图5 氯脲霉素化学结构式（图片来源：作者提供）
许多药物或者重要化学品均含有氮元素，这些化学品主要是从许多复杂的化学反应过程制备而来，其中最重要的原料氨气，需要在高温高压下制备，不仅浪费了大量能源而且还产生了大量的污染废物。
而以甲壳素为原料制备含氮的化学品不仅能节省成本还生态环保，原料就来自“源源不断”的蟹虾壳中，更重要的是，还可以通过发展该生产路线，丰富扩大现有的化工行业。
环保高效地提取甲壳素是摆在科学家面前的难题
但目前为止，甲壳素提取主要包括化学法、酶解法和微生物发酵法等。
化学法操作简单效率高，但是会消耗大量酸碱，不仅产生大量酸碱废液，还难以回收蛋白质、钙和虾青素等有效成分，既浪费资源也污染环境。
酶解法虽然解决了化学法的弊端，但制备耗时长，脱蛋白的效果没有化学法好，而且商业化酶较贵，成本更高。
微生物发酵法主要采用一些细菌和真菌发酵体产生的有机酸或蛋白酶来去除蛋白质和钙盐，从而达到提取甲壳素的目的。但是该方法成本也很高，不适合工业化大批量生产。
难道就没有一种提取甲壳素的方法既经济又环保吗？
目前研究学者在不断开发新的绿色环保高效的提取工艺，包括乙二胺四乙酸法和热甘油预处理法等。
图6 工业合成氨装置（图片来源Pixabay图库）
甲壳素未来有望用于抗癌药制备
以甲壳素为原料，科学家已经实现了许多含氮药物中间体的合成制备，除了氯脲霉素外，还有吡啶、吡咯、吡嗪等。这些产物被广泛应用在有机合成、医药、农药等领域。
尤其是在医药领域，吡咯类药物是一种未来寻找抗艾滋病药物的重要方向。吡嗪的衍生物吩嗪以具有抗肿瘤，抗菌和利尿的性质而著称。
以吡咯类抗癌药为例，吡咯衍生物吡咯烷与卟啉一起作用富集于癌细胞中，从而局部高浓度地发挥其特有的抗癌活性；另外，作为光敏剂，还可以在光动力作用下产生活性氧，使氨基酸侧链被氧化，导致蛋白质的氧化断裂变质，最终使癌细胞丧失自我调节能力而凋亡。
以甲壳素为原料制备抗癌药，这种新路线不仅可以实现从甲壳素到目标产物的一步法合成，还能通过缩减反应路线，降低能耗和污染。最终实现资源的高值化利用。
扔掉的壳比吃下的肉还多，这是吃货们最无法忍受的。不过反过来想想，丢弃的蟹壳虾壳能造福人类，是不是心里瞬间好受多了？
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