賴氨酸接枝海藻酸鹽（ALG-g-Lys）材料及合成方法
【專利摘要】本發明涉及賴氨酸接枝海藻酸鹽（ALG-g-Lys）及合成方法。賴氨酸接枝海藻酸鹽（ALG-g-Lys）材料，利用人體必需氨基酸—賴氨酸為接枝材料，采用碳化二亞胺活化海藻酸鈉羧基，然后將賴氨酸接枝到海藻酸鈉分子鏈上，反應后的產物用透析法除去羧基活化劑和未反應完全的小分子底物。改性后的材料可生物降解，降解產物兼具營養作用與藥理功效，可在醫藥、食品等行業的應用中賦予新的功能。
【專利說明】賴氨酸接枝海藻酸鹽(ALG-g-Lys)材料及合成方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新的賴氨酸接枝海藻酸鹽(ALG-g-Lys)材料及合成方法。
【背景技術】
[0002]海藻酸鈉(Sodium Alginate,簡寫成ALG)是從細菌或褐藻中提取出來的天然多糖，是由β-D-甘露糖醛酸(M段)和a-L-古洛糖醛酸(G段)由α (1-4)糖苷鍵結合而成的無支鏈的陰離子線性嵌段共聚物，在醫藥、食品、日用化學品工業中廣泛應用。通過對海藻酸鈉進行改性，在海藻酸鈉的分子鏈上引入新的官能團，有利于改性分子的后續運用。
[0003]L-賴氨酸(L-Lysine,簡寫成Lys)是一種α -氨基酸，是人體必需氨基酸之一，屬于堿性氨基酸，能促進人體發育、增強免疫功能，并有提高中樞神經組織功能的作用。賴氨酸有α -氨基和ε -氨基兩個氨基，適合作為接枝改性材料。Tiwari等運用Lys為中間橋梁將甘露糖接枝在海藻酸鈉上，制備了甘露糖接枝的海藻酸鈉改性材料，藥代動力學實驗研究表明該材料有望成為異煙肼靶向巨噬細胞的藥物載體。也可直接將Lys分子接枝在大分子表面，如將Lys接枝在聚氨酯的材料上，保持ε -氨基自由，利用此改性物質自由的ε -氨基進行溶解血栓的研究，結果表明帶有自由ε -氨基的表面材料有較好的溶解血栓的能力。

【發明內容】

[0004]為了賦予天然多糖海藻酸鹽新的功能，本發明的目的在于將人體必需氨基酸一賴氨酸接枝到海藻酸鹽分子鏈上，從而生產一種新的賴氨酸接枝海藻酸鹽(ALG-g-Lys)材料。
`[0005]為實現本發明的目的，本發明的技術方案是:
[0006]一種賴氨酸接枝海藻酸鹽(ALG-g-Lys)材料，其特征在于賴氨酸通過化學合成方法接枝到海藻酸鈉分子鏈上。
[0007]在本發明的較佳實施例中，該材料是采用碳化二亞胺活化海藻酸鈉羧基，然后將賴氨酸接枝到海藻酸鈉分子鏈上。
[0008]前述的ALG-g-Lys材料的合成方法，包括2個步驟:
[0009](I)在海藻酸鈉溶液中加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亞胺鹽酸鹽(EDC.HCl )，攪拌均勻，調節pH為5-6 ;在上述溶液中加入N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)，繼續攪拌；加入L-賴氨酸鹽酸鹽(Lys.HCl);用錫箔紙包裹上述溶液，避光條件下磁力攪拌反應18-30小時；
[0010](2)將前溶液轉移至透析袋中，置于蒸餾水中透析18-30小時，后置于
0.5-1.5mmol/L的鹽酸溶液中透析18-30小時,最后置于蒸懼水中透析60-100小時；將透析完成后的透析袋連同溶液置于高濃度的聚乙二醇(PEG20000)內濃縮；將濃縮液真空冷凍干燥；收集干燥后的材料，即為合成的ALG-g-Lys材料。
[0011]在本發明的較佳實施例中，步驟(1)中，反應物比例為111:112為1-2:1，112:113為1:1，叫七為1:1-2,其中II1表示海藻酸鈉單體物質的量；n2表示EDC.HCl物質的量；n3表示NHS物質的量，n4表示Lys物質的量。
[0012]在本發明的較佳實施例中，所述的高濃度聚乙二醇(PEG20000 )濃度范圍為15-20g/L。
[0013]在本發明的較佳實施例中，步驟(2)中，先將濃縮液置于_20°C冰箱預凍，后于-80°C真空冷凍干燥；收集干燥后的材料。
[0014]和【背景技術】相比，本發明的優點在于:
[0015]1、本發明制備的賴氨酸接枝海藻酸鹽(ALG-g-Lys)材料的特征在于:利用人體必需氨基酸——賴氨酸為接枝材料，改性后的材料可生物降解，降解產物兼具營養作用與藥理功效，可在醫藥、食品等行業的應用中賦予新的功能。
[0016]2、本發明合成方法所需設備簡單，原材料易得，成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為實施例1中，ALG和ALG-g-Lys的FTIR圖譜；
[0018]圖2為ALG-g-Lys的CHON 元素含量；
[0019]圖3 為 ALG-g-Lys 與 ALG 的 DTG 曲線。
【具體實施方式】
[0020]實施例一:
[0021](I)配制1.5% (w/v)海藻酸鈉100mL。用電子天平稱取1.5g海藻酸鈉，再加入IOOmL蒸餾水，置于磁力攪拌器上攪拌至海藻酸鈉溶解完全。用正壓過濾器過濾海藻酸鈉溶液，濾膜的孔徑為0.8 μ m和0.45 μ m。
[0022](2)加入EDOHC1。稱取EDC.HClL 25g溶解于15mL蒸餾水中，加入到過濾后的IOOmL海藻酸鈉溶液中，攪拌均勻,調節pH為5.5。置于磁力攪拌器上攪拌30min。
[0023](3)加入NHS。稱取NHS0.38g溶解于IOmL水中，加入到上述溶液，置于磁力加熱攪拌器上磁力攪拌30min。
[0024](4)加入 Lys.HC1。稱取 1.79g Lys.HCl (nLys.Ηα=1.Sn1)溶解于 30mL 蒸懼水中，之后加入到前溶液，用lmol/L的氫氧化鈉調節溶液pH至7.5。
[0025](5)用錫箔紙包裹上述溶液，避光條件下磁力攪拌反應24小時。
[0026](6)將前溶液轉移至提前處理好的透析袋中，置于IOL的蒸餾水中透析24小時，后置于IOL的lmmol/L的鹽酸溶液中透析24小時，最后置于10L的蒸餾水中透析72小時。
[0027](7)將透析完成后的透析袋連同溶液置于高濃度(15_20g/L)的PEG20000內濃縮。
[0028](8)將濃縮液置于-20°C冰箱預凍，后于-80°C真空冷凍干燥。收集干燥后的材料，即為合成的ALG-g-Lys材料。
[0029]將以上合成的ALG-g-Lys材料進行表征。數據結果見圖1_3及表1，FTIR結果表明賴氨酸以酯鍵形式接枝到了海藻酸鈉分子鏈上；CH0N元素分析、GPC分子量測定、DTG熱性能分析均證明賴氨酸成功接枝到了海藻酸鈉分子上(見圖1至圖3)。
[0030]GPC測定條件:流動相成分0.lmol/L KNO3,流速0.7ml/min。柱溫30°C，樣品濃度
0.3%，進樣量20微升。[0031 ]表 IALG 和 ALG-g-Lys 的分子量
【權利要求】
1.一種賴氨酸接枝海藻酸鹽(ALG-g-Lys)材料，其特征在于賴氨酸通過化學合成方法接枝到海藻酸鈉分子鏈上。
2.如權利要求1所述ALG-g-Lys材料，其特征為:所述化學合成方法為采用碳化二亞胺活化海藻酸鈉羧基，然后將賴氨酸接枝到海藻酸鈉分子鏈上。
3.一種合成權利要求1所述的ALG-g-Lys材料的方法,包括2個步驟: (1)在海藻酸鈉溶液中加入1-乙基_(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC-HC1),攪拌均勻，調節PH為5-6 ;在上述溶液中加入N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)，繼續攪拌；加入L-賴氨酸鹽酸鹽(Lys.HCl);用錫箔紙包裹上述溶液，避光條件下磁力攪拌反應18-30小時； (2)將前溶液轉移至透析袋中，置于蒸懼水中透析18-30小時,后置于0.5-1.5mmol/L的鹽酸溶液中透析18-30小時，最后置于蒸餾水中透析60-100小時；將透析完成后的透析袋連同溶液置于高濃度的聚乙二醇(PEG20000)內濃縮；將濃縮液真空冷凍干燥；收集干燥后的材料，即為合成的ALG-g-Lys材料，其中 步驟(1)中，反應物比例為IVn2為1-2:l，n2:n3為1: Ln1In4 ^ 1:1-2,其中Ii1表示海藻酸鈉單體物質的量；n2表示EDC.HCl物質的量；n3表示NHS物質的量，n4表示Lys物質的量。
4.如權利要求3所述的ALG-g-Lys材料的合成方法,其特征在于:所述的高濃度聚乙二醇(PEG20000)濃度范圍為 15-20g/L。
5.如權利要求3所述的ALG-g-Lys材料的合成方法，其特征在于:步驟(2)中，先將濃縮液置于-20°C冰箱預凍，后于-80°C真`空冷凍干燥；收集干燥后的材料。
【文檔編號】C08B37/04GK103848925SQ201410104920
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月20日 優先權日:2014年3月20日
【發明者】劉源崗, 王士斌, 龍瑞敏, 陳宗香, 陳愛政, 吳文果 申請人:華僑大學