[發明專利]一種瓊脂糖凝膠微球及其制備方法

有效

• 申請號: 200810056252.0
• 申請日: 2008-01-16
• 公開（公告）號: CN101486799A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 馬光輝;周青竹;蘇志國
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08J3/12;C08L5/12;A61K47/36
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 陳長會

技術領域

本發明涉及生物工程的生化分離和細胞及其藥物載體領域。?

背景技術

瓊脂糖是一種從海藻中提取的天然多糖，其水溶液在低溫下具有形成水凝膠的特征。瓊脂糖凝膠用作層析介質早在20世紀60年代就已經出現，它具有理想介質的許多特性：高親水性、高度多孔性、含較多的可活化羥基、不與生物大分子發生非特異性吸附^[1]。由于瓊脂糖上含有較多的可活化羥基，在一定的條件下可以接入不同的配基，作為親和層析、疏水、反相和離子交換色譜的介質。隨著研究與應用的不斷深入，瓊脂糖凝膠已實現多種生化物質的快速高效層析分離，分離對象涉及蛋白質、核酸、肽類、糖類等^[2]-[4]。瓊脂糖凝膠除了作為分離介質外，還可以作為活細胞載體，如Shahab?Lahooti^[5]等人采用瓊脂糖作為羥乙基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸甲酯共聚物微球的內核物質包埋HEK細胞，瓊脂糖凝膠的大孔網絡結構一方面可以使細胞得到均勻分散，有利于營養物質和代謝產物的擴散，另一方面也起到了降低微球膜材的濃度，增加膜的通透性的效果，有利于足夠的營養物質進入微球內供細胞生長。研究表明瓊脂糖的加入有利于被包埋細胞活性的保持和細胞的分裂增殖，實驗結果表明與沒有瓊脂糖相比14天后細胞增殖為其兩倍多，這主要是由于瓊脂糖凝膠不僅使細胞分散均勻，而且也起到了為細胞提供一種支持的底物的作用。Hiroyuki?Hayashi^[6]等人采用瓊脂糖制備了三層凝膠囊用來包埋B細胞線MIN6，研究結果表明與未包埋的MIN6相比，胰島素的分泌速度增加了1倍多。?

目前無論是作為分離介質還是活細胞載體，瓊脂糖凝膠微球的制備?方法主要有乳化冷凝法^[7]和噴射冷凝法^[8]-[9]，這些方法由于本身的特征在制備乳液時不能控制液滴的粒徑，所制備的乳液粒徑不均一，最終固化后得到的瓊脂糖凝膠微球粒徑都不均一。由于粒徑不均一，在分離過程中小的凝膠珠會聚集到大凝膠珠之間的空隙中，使得分離壓力增大，嚴重時導致分離無法進行。用于細胞包埋時粒徑的不均一會使每個微球所包埋的細胞量不相同，在細胞生長過程中導致擴增速度不相同。另外，粒徑均一的瓊脂糖凝膠微球在研究凝膠的基本性質上也具有重要意義，粒徑的不均一會使微球在表征時變得很復雜。另外這些傳統的制備方法不能控制所制備微球的粒徑。?

除了粒徑不均一，傳統的制備方法^[10]所制備的瓊脂糖凝膠微球中瓊脂糖含量大多在2wt％到6wt％之間，當微球中瓊脂糖含量超過6wt％時，由于濃度增大導致水相粘度急劇增大，而傳統的制備方法很難將粘度很高的水相均勻地分散到油相中形成均一的乳液，即使生成的液滴也容易并聚使生成的乳液粒徑不均一。而高瓊脂糖含量對于瓊脂糖凝膠微球的應用有著很重要的意義。在生物大分子的分離純化中，對分離介質的要求是能獲得盡可能高的流速和盡可能高的分離效果，對于在生物分離領域已經廣泛應用的瓊脂糖介質，這種要求同樣存在。然而瓊脂糖的凝膠結構是由氫鍵相互作用形成的(在凝膠狀態，多糖鏈通過鏈間氫鍵交錯連接形成多孔的網狀結構)，這種非共價鍵的結構使形成的凝膠強度較差。提高瓊脂糖凝膠微球強度的途徑有兩個，其一是通過化學交聯^[11]，即通過在多糖鏈上的羥基間引入共價鍵提高凝膠的強度。在交聯效果相同的情況下，另外一條提高凝膠強度的途徑是提高凝膠微球中瓊脂糖的含量。提高瓊脂糖含量的意義不僅僅提高凝膠強度，有時為了分離特定分子量范圍的蛋白也需要高瓊脂糖含量的凝膠微球，含量越高微球的孔徑越小。鑒于傳統的制備方法無法解決因為增大瓊脂糖含量帶來的水相粘度增大的問題，急需提出新的制備高瓊脂糖含量凝膠微球的方法。?

發明內容

本發明的一個目的是提供一種瓊脂糖凝膠微球，微球中瓊脂糖含量超?過12wt％，最高可達20wt％，并且粒徑非常均一。本發明的另一個目的是提供一種制備高含量的瓊脂糖凝膠微球的方法。?

本發明的第一方面提供了一種瓊脂糖凝膠微球，微球中瓊脂糖含量超過12wt％，但小于20wt％，優選地，其按下式計算的微球粒徑分布系數不大于15％：?

C.V.＝{[∑(d_i-d)²/N]^1/2/d}×100％?

上式中，C.V.為粒徑分布系數，d_i為各個凝膠的直徑，d為數均平均粒徑，N為用于計算粒徑的微球的數量，且N≥200個。?