[發明專利]一種尺寸均一的小粒徑魔芋葡甘聚糖微球及其制備方法

有效

• 申請號: 201310099722.2
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103194008A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 馬光輝;周煒清;熊志冬;蘇志國;李娟;孫李靖;鞏方玲
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C08L5/02
• 分類號: C08L5/02;C08J3/24;C08J3/16;A61K47/36;B01J13/02;B01J13/14;C11B9/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

技術領域

本發明涉及生物工程的生化分離以及藥物載體領域，具體地，本發明涉及一種尺寸均一的小粒徑魔芋葡甘聚糖微球及其制備方法。

背景技術

魔芋葡甘聚糖（KGM）是一種由葡萄糖和甘露糖通過β-1,4-糖苷鍵連接而成的一種中性雜多糖，其分子結構與葡聚糖結構相似，具備了作為理想生物材料的許多特性：高親水性、與生物大分子良好的生物相容性、分子中富含活性羥基以及易于進行化學修飾等，因此制備的魔芋葡甘聚糖微球可以作為層析介質、藥物控釋載體、香精吸附載體等多種產品。

由于開發魔芋葡甘聚糖微球具有重要的經濟及實用價值，國內外也開發了多種制備魔芋葡甘聚糖微球的方法。日本學者[JP62236839]利用酯化的魔芋葡甘聚糖制備了一種葡甘聚糖微球，其工藝路線冗長，成本昂貴；JP1094949通過在制備的葡甘聚糖微球的基礎上引入不同的離子交換基團制備了魔芋葡甘聚糖離子交換介質。CN1078724A以及CN101113180B都分別描述了不同類型的魔芋葡甘聚糖微球的制備方法。但是，上述的制備方法均為機械攪拌法，制備的微球粒徑不均一、粒徑難以控制，實際應用中需要經過復雜的篩分程序，耗用大量人力及物力。申請人采用常規微孔膜乳化制備出粒徑可控的魔芋葡甘聚糖微球（CN102492178A），解決了上述粒徑不均一的問題，能夠滿足分離純化、細胞培養微載體和診斷制劑等多方面的要求。該方法通過選擇不同孔徑的膜，可以制備出平均粒徑在10-200μm范圍內可控的微球，但是當制備粒徑小于10μm的小粒徑魔芋葡甘聚糖微球時，所用的膜孔徑非常小，此時即使在較高的氮氣壓力下乳化速度仍然非常慢；增大壓力在一定程度下能夠提高乳化速度，但是太大的壓力會降低微球的粒徑均一性，當微球中魔芋葡甘聚糖含量較高時，此問題更為明顯。

CN101293191A公開了一種制備瓊脂糖凝膠微球的方法，其包括如下步驟：提供預定濃度的瓊脂糖水溶液作為水相W；提供溶解了油溶性乳化劑且與水互不相溶的油性物質作為油相O；將水相W與油相O混合得到W/O型初乳液；將所述初乳液在預定壓力下通過經過疏水處理的微孔膜以得到粒徑均一的W/O型乳液；使W/O型乳液滴凝固得到瓊脂糖凝膠微球。在該方法中，初乳液的制備和過膜操作，都需要在加熱條件下進行，即使是低熔點瓊脂糖，也要求溫度在40℃以上，并且該專利僅能制備瓊脂糖含量在20%以下的微球。在本發明中，在進行過膜操作時，并不需要加熱，不需將控制溫度到40℃以上，在常溫下即可操作。瓊脂糖微球過膜時要求溫度40℃以上，是為了防止溶液冷凝形成凝膠，導致堵膜等問題。對于魔芋葡甘聚糖溶液，由于我們對其進行了降解，把分子量控制在特定范圍內，即使濃度增加到20%以上，在常溫下也不會形成凝膠，有效解決了膠凝過程的影響。此外，由于瓊脂糖微球過膜乳化時要求在40℃以上操作，因此溶液與膜之間的界面張力會下降很多，要求微孔膜必須進行疏水處理。但制備魔芋葡甘聚糖微球時，可以在常溫操作，對膜的表面性質沒有特殊要求，即使是親水性的膜也可以制備均一、小粒徑的微球，因此無需對微孔膜進行疏水處理。由于瓊脂糖的分子量大，因此，濃度需要限制在20%以下，高于20%會因為過于黏稠而無法制備初乳或進行過膜操作。但魔芋葡甘聚糖分子量控制在特定范圍內后，在高含量下（高于20%），仍為可流動狀態，可以通過常規方法如均質、高速攪拌等制備初乳液，并且初乳液可順利通過膜孔進行操作，實現高含量（高于20%）微球的制備。

同時高魔芋葡甘聚糖含量和小粒徑對于魔芋葡甘聚糖凝膠微球的應用有著很重要的意義。一方面，在生物大分子分離純化中，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，對于魔芋葡甘聚糖分離介質，這種要求同樣存在。減小粒徑和提高粒徑均一性可以提高分離的分辨率。另一方面，提高魔芋葡甘聚糖微球強度的途徑有兩個，其一為通過引入化學交聯劑，即通過在多糖鏈上的羥基間引入共價鍵提高凝膠強度。在保證交聯效果相同的情況下，另外一種提高凝膠強度的途徑是提高凝膠微球中的魔芋葡甘聚糖的含量，但是隨著葡甘聚糖濃度的增加，粘度也會相應的增大。此時，傳統機械分散法和已有的直接膜乳化法均難以制備小粒徑的魔芋葡甘聚糖微球。雖然機械分散法可以通過提高攪拌速度來降低粒徑，但是分散法得到的粒徑分布很寬，小于10μm的微球仍然很少。對于已有的直接膜乳化法，制備魔芋葡甘聚糖凝膠微球時，水相粘度的增大會給乳液的制備過程帶來很大的麻煩，較大的水相粘度使生成的液滴在膜表面脫落困難，當液滴粒徑較小時經過較長的乳化過程液滴甚至會堵塞膜孔。同時，研究也表明，較大的水相粘度使制備過程即使在很大的壓力下，也會變得相當緩慢。