一種羧甲基聚阿拉伯半乳糖聚兩性微孔凝膠的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種羧甲基聚阿拉伯半乳糖聚兩性電解質(zhì)微孔凝膠的制備方法，屬于 改性天然有機(jī)高分子聚合物膠體粒子的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚電解質(zhì)是一類親水性高分子，20世紀(jì)50年代，Katchalsky等對(duì)高分子電解質(zhì)進(jìn) 行了系統(tǒng)研究，建立了伸縮而產(chǎn)生動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的"化學(xué)-機(jī)械"體系智能高分子凝膠。響應(yīng)溫 度、離子、壓力、溶劑組成、磁場(chǎng)變化智能高分子凝膠導(dǎo)致電解質(zhì)吸收溶劑而溶脹，排除溶劑 而收縮。目前高分子凝膠在藥物控制釋放體系、酶的固定化、傳感器、物料分離、人造肌肉、 化學(xué)閥等高新技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的研究和應(yīng)用。
[0003] 近年來(lái)聚兩性電解質(zhì)微凝膠受到研究者的關(guān)注。聚兩性電解質(zhì)微凝膠是聚合物網(wǎng) 絡(luò)上同時(shí)存在帶正電荷和負(fù)電荷基團(tuán)的微凝膠。通過(guò)大分子陰離子和陽(yáng)離子庫(kù)侖力作用產(chǎn) 生一定的物理交聯(lián)的聚電解質(zhì)絡(luò)合物不易發(fā)生小分子反離子流失現(xiàn)象，因此性能穩(wěn)定。聚 兩性電解質(zhì)微凝膠內(nèi)部存在多重平行或相互競(jìng)爭(zhēng)的作用。與陰離子型和陽(yáng)離子型聚電解質(zhì) 微凝膠相比，聚兩性電解質(zhì)微凝膠具有與生物大分子蛋白質(zhì)核酸結(jié)構(gòu)相似和良好的生物相 容性。在等電點(diǎn)時(shí)處于收縮狀態(tài)，在偏離等電點(diǎn)時(shí)處于溶脹狀態(tài)。
[0004] 天然高分子制備聚兩性電解質(zhì)微凝膠的方法有溶液聚合法、無(wú)皂乳液聚合法、分 散聚合法等，這些制備聚兩性電解質(zhì)微凝膠的方法存在天然高分子空間位阻大反應(yīng)幾率 低、單體水溶液濃度低、固含量低、產(chǎn)物粒徑大、比表面積小、溶脹速率慢的問(wèn)題，目前常采 用偶聯(lián)劑加固陰陽(yáng)離子庫(kù)侖力的分子設(shè)計(jì)策略，避免聚兩性電解質(zhì)微凝膠發(fā)生溶解流失。
[0005] 研究者發(fā)現(xiàn)多糖及糖綴合物（如糖蛋白、糖脂、阿拉伯半乳聚糖殼聚糖等）參與了 細(xì)胞的各種生命現(xiàn)象的調(diào)節(jié)，如免疫細(xì)胞間信息的傳遞和感受，這與細(xì)胞表面的多糖體的 介導(dǎo)有密切關(guān)系。近年國(guó)外學(xué)者Chun H等發(fā)現(xiàn)了 AG的免疫活性并應(yīng)用AG刺激NK細(xì)胞毒 性使病毒性肝炎患者得益；Tanaka等發(fā)現(xiàn)AG能與肝細(xì)胞脫唾液酸糖蛋白的蛋白載體相連， AG通過(guò)這個(gè)載體可用作傳遞藥物的運(yùn)輸器，注射后有52. 5wt%可達(dá)肝臟。上述成果使得聚 阿拉伯半乳糖受到醫(yī)藥領(lǐng)域研究者的普遍關(guān)注。
[0006] 我國(guó)興安落葉松是我國(guó)東北林區(qū)的主要造林樹(shù)種，木材蓄積量豐富。但落葉松加 工時(shí)的加工剩余物在林區(qū)加工廠的殘留量很大，造成生物質(zhì)能源的極大浪費(fèi)。興安落葉松 內(nèi)含樹(shù)脂而聚阿拉伯半乳糖的含量卻很高，故使它的利用受到了嚴(yán)重限制。我國(guó)在本世紀(jì) 初開(kāi)始進(jìn)行聚阿拉伯半乳糖制備、改性和病理毒理的研究。藥用級(jí)阿拉伯半乳聚糖衍生物 是一類高科技含量、高價(jià)值的天然生物制品，產(chǎn)品成本低，直接進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，具有很強(qiáng)的 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。但是聚阿拉伯半乳糖與功能性藥物的合成時(shí)經(jīng)常占用聚糖主鏈和側(cè)鏈C1位的羥基，而該羥基恰好是聚阿拉伯半乳糖與肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞表面半乳糖受體結(jié)合的有效活性 點(diǎn)。在新藥物新產(chǎn)品層出不窮的背景下，亟待研制出一種具有效、安全的聚阿拉伯半乳糖藥 物載體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種羧甲基聚阿拉伯半乳糖聚兩性微孔凝膠的制備方法，本發(fā)明的 目的是解決聚阿拉伯半乳糖合成藥物占用C1位的羥基干擾聚阿拉伯半乳糖與肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞 表面半乳糖受體結(jié)合的問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是采用季銨化殼聚糖的醋酸水溶液與羧 甲基化聚阿拉伯半乳糖的水溶液共混制備聚兩性電解質(zhì)，然后加入偶聯(lián)劑交聯(lián)多糖的醇羥 基，用去離子水漂洗至中性，干燥得到羧甲基聚阿拉伯半乳糖聚兩性微孔凝膠。
[0008] 上述方法中，季銨化殼聚糖和羧甲基化聚阿拉伯半乳糖水溶液的質(zhì)量濃度在 0. 5~10.0 wt %的范圍內(nèi)，羧甲基聚阿拉伯半乳糖占總固形物質(zhì)量百分比為5~50wt % ; 交聯(lián)劑為戊二醛、甲醛和環(huán)氧氯丙烷中的一種或兩種，其加入量分別為季銨化殼聚糖或羧 甲基聚阿拉伯半乳糖質(zhì)量的〇~〇. 05倍。
[0009] 上述方法中，兩種溶液進(jìn)行共混的溫度為20~60°C，共混時(shí)間為IOmin~ 240min〇
[0010] 本發(fā)明提出的聚兩性電解質(zhì)制備的具體操作步驟如下：
[0011] ⑴精選原料：
[0012] 聚阿拉伯半乳糖：阿拉伯半乳聚糖的分子式為[(C6HltlO 5)6 · C5H804]n。這種聚糖在 落葉松木材中的含量比較高，大約在5 %-30 %，主要是由半乳糖和阿拉伯糖兩種基本的糖 單元構(gòu)成，糖單元數(shù)量比是4 :1~8 :1之間。本發(fā)明所用聚阿拉伯半乳糖為興安落葉松、伊 春落葉松、西伯利亞落葉松的一種或者兩種及兩種以上組成的混合原料提?。粴ぞ厶遣捎?脫乙?；幚淼臍ぞ厶菫樵?。
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[0014] 阿拉伯糖半乳聚糖的結(jié)構(gòu)示意式
[0015] 糖單元：1· ( β -D-Galp)是β -D-批喃半乳糖2. ( a -L-Araf)是a -L-呋喃阿拉 伯糖3. ( β -L-Araf)是β -L-呋喃阿拉伯糖.4. R是β -D-吡喃半乳糖基（較少情況下是 a -L-呋喃阿拉伯糖基或β -D-吡喃葡萄糖醛酸基）
[0016] (2)羧甲基化聚阿拉伯半乳糖的制備路線
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[0018] (3)季銨化殼聚糖
[0019] 季銨化殼聚糖的水溶性比甲殼素和殼聚糖好，能使其更易與帶有陰離子電荷的多 糖形成聚電解質(zhì)。此外，季銨化改性殼聚糖還具抗菌抑菌性和吸濕保濕性，而且保持了殼聚 糖原有良好的成膜性、絮凝性、生物相容性和生物降解等性能，使其可作為載體用于藥物、 助劑、生物材料的負(fù)載等。其合成路徑如下：
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[0021] (4)聚兩性電解質(zhì)的制備
[0022] 配制0. 5~10.0 wt %的季銨化殼聚糖醋酸水溶液；將羧甲基聚阿拉伯半乳糖溶 解于去離子水中，配制成0. 5~10.0 wt %的水溶液；在20~80°C攪拌下，將羧甲基聚阿 拉伯半乳糖滴加到季銨鹽殼聚糖的醋酸水溶液中，使羧甲基聚阿拉伯半乳糖所占質(zhì)量比為 5wt%~50wt%;體系中出現(xiàn)沉淀時(shí)可少量滴加醋酸溶液保持體系透明；然后按需加入季銨 化殼聚糖或羧甲基聚阿拉伯半乳糖〇~〇. 05倍的戊二醛、甲醛和環(huán)氧氯丙烷中一種或兩種 及以上的混合物作為交聯(lián)劑，恒溫?cái)嚢?0min~240min，將產(chǎn)品中的醋酸加溫?fù)]發(fā)，再用去 離子水漂洗至中性，經(jīng)干燥得羧甲基聚阿拉伯半乳糖聚兩性微孔凝膠。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)：首先，制備羧甲基聚阿拉伯半乳糖聚兩性 微孔凝膠的天然高分子原料來(lái)源