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琼脂糖的修饰方法

发布日期:2021/2/23 9:54:06

背景及概述[1]

琼脂糖由D-半乳糖和3,6-内醚-L-半乳糖构成的链状中性多糖,结构单元中含有羟基官能团,易于与结构单元中的氢原子和链段周围水分子形成氢键。在低温时,琼脂糖糖链依靠氢键作用,以双螺旋方式相互缠绕,形成双螺旋结构,紧密排列,形成凝胶,呈白色浑浊;在高温时,结构单元中的氢键被破坏,以无规线团分散在水中,溶液澄清透明,是一种具有特殊温度响应性的聚合物。

修饰方法[1]

在自然界分离出的琼脂糖具有较高的相转变温度,限制了琼脂糖在生物医学和其他领域中的应用。根据琼脂糖温度响应机制,改变琼脂糖结构单元内/外及与结构单元周围的水分子形成的氢键相互作用,调节琼脂糖双螺旋结构的形成,可有效地降低其相转变温度,提高琼脂糖使用性能。

一种琼脂糖的修饰方法,该方法为:

将0.1g低熔点琼脂糖和100mL去离子水加入至圆底烧瓶中,加热,使琼脂糖充分溶解。冷却至50℃,加入0.5g氢氧化钠(NaOH)和1.6mL环氧氯丙烷,在30℃下反应2h,加入5mL含0.025g的甲氧基聚乙二醇胺(mPEG-NH2)(分子量为20k)去离子水,其中,琼脂糖与甲氧基聚乙二醇胺质量比为1:0.25;在30℃下反应72h后,将反应液转入透析袋,透析袋的截留分子量为50k,透析3天,每12h换一次水,冻干。本实施例制备而得的聚合物为:Agarose-g-PEG20k-1。

本方法通过碱化反应和亲核取代反应,在低熔点的琼脂糖水溶液中加入氢氧化钠和环氧氯丙烷30℃下反应2h,加入不同质量的甲氧基聚乙二醇胺,30℃下反应72h,经透析和冻干后,制备得到琼脂糖-接枝-聚乙二醇单甲醚聚合物(Agarose-g-mPEG)。该方法可破坏琼脂糖双螺旋结构形成,降低琼脂糖相转变温度,降低人体对药物的免疫反应,方法简单,反应条件温和,处理方便,便于推广。而且,根据PEG反应比例,有效地调节琼脂糖相转变温度。

低凝固温度琼脂糖的制备[2]

一种低凝固温度琼脂糖的制备方法,包括如下步骤:

(1)将4.0g琼脂糖粉末于90℃下溶于150mL去离子水中,配制成琼脂糖溶液;

(2)上述琼脂糖溶液自然冷却至82℃后,向其中加入0.9mL硼氢化钠的氢氧化钠溶液进行还原反应15min,反应过程中观察溶液的颜色变化,当颜色由浅绿色变为无色透明液体时,终止还原反应,硼氢化钠的氢氧化钠溶液中,硼氢化钠的浓度为4.4mol/L,溶剂为10.0~20.0mol/LNaOH溶液;

(3)向步骤(2)所得溶液中加入40mL浓度为3.8mol/L的氢氧化钠溶液进行碱化处理;

(4)将步骤(3)的溶液迅速冷却至5℃,边搅拌边于60min内缓慢滴加20~60%(v/v)环氧乙烷水溶液至环氧乙烷在溶液中的浓度为1.0~5.0wt%,再搅拌反应60min;

(5)将步骤(4)所得的溶液加热至70℃,边搅拌边滴加3.0mol/L的乙酸溶液调节溶液的pH值至7.2;

(6)边搅拌边将45℃的热异丙醇加入到步骤(5)的溶液中,然后静置1.0~3.0h进行醇沉分级;

(7)将步骤(6)所得的物料经离心过滤,得到白色沉淀物,用60%体积浓度的异丙醇浸没后进行粉碎,再以异丙醇洗涤4次,压榨脱水得滤饼;

(8)将上述滤饼置于55℃的空气干燥箱中恒温干燥12.0h后,再粉碎、200目筛网过筛,即得所述低凝固温度的琼脂糖,该琼脂糖的熔化温度为60.0℃,凝固温度26.5℃,凝胶强度为265g/cm2。

琼脂糖凝胶微球的制备[3]

一种琼脂糖凝胶微球及其制备方法如下:

称取40g琼脂糖固体,加入1000mL超纯水,混合均匀,制得琼脂糖溶液,然后缓慢加入NaBH40.0004g,再持续用泵以0.5mL/min的流速加入20wt%的NaOH溶液,机械搅拌混匀,搅拌转速为80rpm;在搅拌条件下,持续用泵以0.3mL/min的流速加入环氧氯丙烷,在50℃下反应1h,反应至0.3h时逐步将环氧氯丙烷加入的流速调小至0.03mL/min,将NaOH溶液加入流速调小至0.05mL/min;再用泵以0.01mL/min的流速向溶液中加入10wt%硫酸酐溶液,并停止加入环氧氯丙烷与NaOH溶液,55℃下反应1h;将所得溶液用4040超滤膜过滤、浓缩后干燥,制得硫酸酐琼脂糖。

采用粒径均一的琼脂糖凝胶微球生产系统,将所得硫酸酐琼脂糖制备成微球,其具体是将所得硫酸酐琼脂糖配制成水溶液,通过胶磨机进行处理后,再经微波加热釜充分溶解形成胶液;同时将油相经预混加热釜混合加热,再经超声均一消泡釜进行均质预乳化消泡处理后形成无泡油相;随后将无泡油相与胶液输送到超声波均质釜进行混合,然后将混合液输送到油水分离器,将分离得到的水相输入微球清洗器进行清洗后,将洗净的微球进行混匀、包装。所得琼脂糖凝胶微球中氨基葡萄糖基含量为3.05mmol/g。

参考文献

[1][中国发明]CN201811343905.3一种琼脂糖的修饰方法

[2][中国发明,中国发明授权]CN201610044453.3一种低凝固温度琼脂糖的制备方法

[3][中国发明]CN201810513220.2一种琼脂糖凝胶微球及其制备方法

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