不同相对分子质量壳聚糖的制备和部分性质研究
不同相对分子质量壳聚糖的制备和部分性质研究
汪 琴,吴 瑾,王爱勤
(中国科学院兰州化学物理研究所,甘肃兰州730000)
摘 要:目的制备不同相对分子质量(M r )壳聚糖并研究其部分性质。方法在中性条件下,用过氧化氢氧化法制备不同M r 的壳聚糖,并进行红外表征、热分析和稳定性等研究。结果探索到制备不同M r 壳聚糖的最适宜条件。结论壳聚糖经过氧化氢降解后,结构没有明显变化,且随壳聚糖M r 的降低,其稳定性增强。 关键词:壳聚糖;氧化降解;稳定性
中图分类号:T Q460.6;Q538 文献标识码:A 文章编号:100521678(2004)0320154203
Studies on preparation and stability of di fferent molecular w eight chitosans
W ANG Qin ,W U Jin ,Wang Ai 2qin
(Lanzhou Institute o f Chemical Physics ,Chinese Academy o f Sciences ,Lanzhou 730000,China )
Abstract :Purpose T o prepare a series of chitosans with different m olecular weight and to study the phys 2
ical and chemical properties of the chitosans.Methods A series of chitosans with different m olecular weights were prepared by oxidation with hydrogen peroxide in distilled water.The resulting products were characterized by IR spectra and therm ogravimetrically.R esults The optimal conditions for preparing different m olecular weight chitosans were obtained in the experiment.Conclusion The structure of chitosan was not evidently changed after the degradation of chitosan by hydrogen peroxide and the stability of chitosan was increased with decreasing the m olecular weight of chitosan.
K ey w ords :chitosan ;oxidative degradation ;stability
收稿日期:2003205222,修回日期:2003210213
作者简介:汪琴(19732),女,甘肃兰州人,硕士,主要从事天然高分子的修饰工作;王爱勤,联系人,E 2mail :aqwang @https://www.360docs.net/doc/cd11708283.html, 。
随着对壳聚糖研究的深入,人们发现不同相对分子质量(M r )的壳聚糖有不同的功能性质和用途。在壳聚糖降解反应中,过氧化氢氧化降解法因生产成本低、反应产物无污染,是研究报道比较多的一种方法。但该方法多被用来制备水溶性的低M r 壳聚糖,且多以酸性为反应介质[1,2],该反应虽在均相中进行,但后处理比较麻烦。本研究在非均相体系中用过氧化氢作氧化剂对壳聚糖进行氧化降解,制备了一系列不同M r 的壳聚糖,并对它们的化学结构和稳定性等进行了考察。1 材 料
壳聚糖(M r 为1.02×106,脱乙酰度为85%),浙江玉环海洋生物化学有限公司;30%过氧化氢,浙江省临安化工二厂;聚乙二醇(M r 为1.62×102～1.2×105
),德国P olymer Standards Service G mbh 。
乌氏黏度计,上海玻璃仪器厂;Nicolet 10DX FTIR 红外光谱仪,美国;惠普1100凝胶渗透色谱
仪,美国;T AC 7/DX 型热分析仪,美国PE 公司。2 方 法
2.1 壳聚糖的氧化降解
将壳聚糖按1∶20分散到不同浓度的过氧化氢溶液中,水浴加热到所需温度,反应一段时间后,冷却,过滤,固相多次用水洗涤至中性,干燥。液相在40℃下减压浓缩,用稀氨水调pH 10,然后用3倍乙
醇沉淀,过滤,洗涤,30℃真空干燥。2.2 M r 的测定
M r 在1.0×105以上的供试品用乌氏黏度计采
用逐步稀释法测定。用0.1m ol/L 乙酸+0.2m ol/L 氯化钠溶液为溶剂,在25℃下测定,求出特性黏度
数[
η]后,按下式计算供试品的黏均M r (M η)。[η]=1.81×1023M η0.93
M r 在1.0×105
以下的供试品用凝胶渗透色谱
仪测定。分离柱:TSK G 4000PWX L 柱;流动相:0.2
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m ol/L 乙酸+0.1m ol/L 乙酸钠缓冲液;柱温:(40±0.03)℃;流速:0.8ml/min 。对照品为聚乙二醇。2.3 热分析
在Perkin 2E lmer 热分析仪上测定,升温速率为10℃/min ,气体为N 2。2.4 稳定性考察
将不同M r 的壳聚糖供试品分别置于磨口锥形瓶内,放入60℃的恒温水浴中,每10d 取样测定黏度,考察30d 。3 结果与讨论3.1 不同M r 壳聚糖的制备
反应温度、反应时间和过氧化氢浓度是壳聚糖降解的主要影响因素[3,4]。随着反应温度升高、反应时间延长和过氧化氢浓度的增大,可加快壳聚糖的降解速度。但反应温度过高,产物的颜色变深。壳聚糖的氧化降解大多在1～2h 内,速度很快。因此,综合考虑相关因素,本实验通过改变过氧化氢浓度来实现不同M r 壳聚糖的制备。在反应温度、时间和固液比一定的条件下,通过改变过氧化氢浓度得到了不同M r 壳聚糖,如图1、2所示。图1为制备水不溶性壳聚糖的曲线图,在反应温度50℃、反应时间2h 和固液比1∶20时,通过改变过氧化氢的浓度,可制备M r 从1.0×106到2.5×104的壳聚糖。图2为制备水溶性壳聚糖的曲线图,在反应温度60℃、反应时间5h 和固液比1∶20时,用M r 1.0×106的壳聚糖原料,可制备M r 为1.0×103～7.0×103的水溶性壳聚糖。经凝胶渗透色谱分析,在该范
围内的产物M r 分布较窄
。
图1 水不溶性壳聚糖制备曲线
反应温度:50℃;反应时间:2h ;固液比1∶20
3.2 不同M r 壳聚糖的红外光谱图
图3给出了M r 分别为1.0×106、6.0×105、2.0×105、5.0×104、4.9×103、1.2×103的红外光谱。由图3可见,3430cm -1左右的宽峰是N 2H 和O 2H 的伸缩振动吸收峰,氧化降解后没有明显的变化,但M r 越低,该吸收峰越宽,这是因为M r 越低,
产物的
吸水性越强。1650cm -1和1590cm -1分别是酰胺Ⅰ和酰胺Ⅱ谱带,在M r 较高时没有明显变化,随着
M r 的降低,这两个峰变为一宽吸收峰,这是因为水的吸收峰在1630cm -1附近,进一步佐证了M r 越低,产物的吸水性越强。1090cm -1和1030cm -1分别是伯羟基和仲羟基的C 2O 伸缩振动吸收峰,随着M r 的降低,由于分子间和分子内作用的减弱,逐渐形成单一的吸收峰。从不同M r 壳聚糖红外光谱中可以看出,从高M r 壳聚糖降解成低M r 壳聚糖时,吸收峰变得越来越简单,但它们又不同于氨基葡萄糖单糖。另外,反映糖环的896cm -1吸收峰一直没有明显变化,这说明过氧化氢的降解作用并没有破坏吡喃糖环。同时1700cm -1左右也未出现吸收峰,说明氧化降解后壳聚糖分子中的羟基没有被氧化为羧基
。
图3 不同M r 壳聚糖的红外光谱
a.1.0×106;
b.6.0×105;
c.2.0×105;
d.5.0×104;
e.4.9×103;
f.1.2×103
3.3 不同M r 壳聚糖的热分析
从表1可以看出,壳聚糖M r 从1.02×106降解到1.0×103时,最大失重温度呈现由高到低的趋
势,这是因为随着壳聚糖M r 的降低,分子间作用力逐渐减弱,因而在相对较低温度下可发生分子链的断裂。在最大失重温度时的失重率为壳聚糖失去分子中结晶水的百分数,在高M r 时与壳聚糖含1分子结晶水的理论百分比相一致。但随着M r 的降低,尤其是成为水溶性的壳聚糖后,含水率明显增高,这一结果与红外分析相一致。同时壳聚糖的M r
5
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为1.0×103时含水率比5.0×103的高,这与水溶性壳聚糖吸湿性文献[5]报道的结果相一致。
表1 不同M r壳聚糖的热分析数据
M r最大失重温度/℃失重率/%
1.00×106293.87.8
6.0×105290.6
7.2
2.0×105287.18.9
5.0×104279.910.7
5.0×103221.912.5
1.0×103188.617.13.4 不同M r壳聚糖的稳定性
表2给出了不同M r壳聚糖的稳定性实验结果。经过30d的加速稳定性实验,M r均有所降低,但降低的幅度略有不同,高M r(1.0×106)壳聚糖30 d后M r降低了15.8%;中M r(2.1×105)壳聚糖降低了13.0%;低M r(1.4×103)壳聚糖降低了9.5%。由此可见,壳聚糖随M r的降低其稳定性增强。这可能是因为M r越低,对空气中的氧越不敏感,因而越稳定。
表2 不同M r壳聚糖的稳定性(60℃)
放置时间/d M r
0 1.0×106 2.1×105 1.1×105 5.6×104 4.6×103 1.4×103
109.55×105 1.95×105 1.07×105 5.57×104 4.38×103 1.26×103 208.90×105 1.84×105 1.01×105 5.46×104 4.23×103 1.25×103 308.59×105 1.80×1050.98×105 5.00×104 3.98×103 1.24×103
参考文献:
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1996,15(4):2972301.
蛇毒纤溶酶的分离纯化及其溶栓作用
马 1,张 骞2,宋梦薇1,吴 丹1,林 琳3,付学奇2,林永齐2
(1.北京赛生药业有限公司,北京100176;2.吉林大学生命科学学院,吉林长春130023;
3.大连医科大学生化室,辽宁大连116027)
摘 要:目的获得大量高纯度的蛇毒纤溶酶并进行药效实验。方法用离子交换柱色谱和单克隆抗体亲和色谱技术进行纯化,用体外和半体内血栓模型研究其抗血栓作用。结果得到纯度为95%以上的纤溶酶。结论纯化后的蛇毒纤溶酶具有显著的抑制血栓形成的作用。
关键词:蛇毒;纤溶酶;溶栓;亲和色谱
中图分类号:Q556;R972 文献标识码:A 文章编号:100521678(2004)0320156203
Puri fication of fibrinoenase from snake venom and its fibrinolytic effect MA Biao1,ZH ANG Qian2,S ONG Meng2wei1,W U Dan1,LI N2Lin3,FU Xue2qi2,LI N Y ong2qi2
(1.Beijing Saisheng Pharmaceutical Company,Beijing100176,China;2.Life Science School,Jilin Univer sity,
Changchun130023,China;3.Department o f Biochemistry,Dalian Medical Univer sity,Dalian116027,China)
收稿日期:2003207208;修回日期:2003211228
作者简介:马 (19642),男,吉林长春人,硕士,副研究员,主要
从事生化药物研究与生物制品研制。
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