岩藻聚糖硫酸酯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种制备低聚岩藻聚糖硫酸酯的方法，包括以干燥棘皮动物为原料，以碱解、酶解提取获上清液；调节上清液pH值沉淀蛋白质，离心、盐析、乙醇沉淀获得粗多糖；经乙醇分级沉淀、超滤，获得岩藻聚糖硫酸酯；采用元素周期表第四周期过渡金属离子形成的催化剂催化的过氧化物降解或经酸降解获得低聚岩藻聚糖硫酸酯；其中，所述低聚岩藻聚糖硫酸酯的重均分子量为8-140kDa，其结构特征为至少包括40%-60%的岩藻糖的20%-40%的硫酸酯基。

【技术实现步骤摘要】
岩藻聚糖硫酸酯及其制备方法
本专利技术属于医药
，具体地说，涉及一种岩藻聚糖硫酸酯的制备方法以及由该方法所获得的产物。技术背景岩藻聚糖硫酸酯（Fucoidan）是一类主要由岩藻糖及硫酸酯基团组成的多糖类物质，广泛存在于多种褐藻及一些海洋无脊椎动物（如海参、海胆等）中。1913年，Kylin从褐藻掌状海带（Laminariadigitata）中首次提取得到岩藻聚糖硫酸酯。大量研究证实岩藻聚糖硫酸酯具有抗凝血、降血脂、抗氧化、抗肿瘤、增强机体免疫机能等多种生物学活性。尽管关于岩藻聚糖硫酸酯的结构研究较多，由于其结构缺乏规律且常常带有分支结构，绝大多数岩藻聚糖硫酸酯的精细结构仍未被阐明。岩藻聚糖硫酸酯的结构存在明显的种间差异，某些种类褐藻如墨角藻（Fucusvesiculosus）及海洋无脊椎动物，其含有的岩藻聚糖硫酸酯结构较为简单，基本上只包含岩藻糖及硫酸根。但是绝大多数的岩藻聚糖硫酸酯结构复杂，还可能包含其他中性单糖如甘露糖、半乳糖、葡萄糖、木糖等，有些还含有糖醛酸及乙酰基团。海洋无脊椎动物来源结构较为简单，主要是由L-岩藻糖所构成的直链多糖，从一种美国肉参中分离得到岩藻聚糖硫酸酯，经解析推测其结构为[→3Fuc(2S,4S)α1→3Fuc(2S)α1→3Fuc(2S)α1→3Fucα1→]n的重复单元构成。目前，对于来源于动物的岩藻聚糖硫酸酯类多糖的研究较少，常采用的提取方法主要是蛋白酶水解法。蛋白酶水解法是提取动物多糖比较理想的方法，它在不改变多糖链结构的前提下，以蛋白酶水解，对于多糖的释放十分有效。为了使蛋白质充分水解，所用蛋白水解酶多采用两种以上酶制剂来加强水解效果。但酶解法提取多糖耗时长，且所得到的多糖中蛋白残留量较多。提取的动物多糖常为混合物，如海参多糖则主要包括海参硫酸软骨素和岩藻聚糖硫酸酯，需对其进行分离纯化。目前，常用的分离纯化方法有乙醇分级、盐分级、离子交换色谱法及凝胶过滤色谱法等。乙醇分级分离及盐分级分离可将岩藻聚糖硫酸酯与其他多糖粗略分开，其成本低廉，易于操作，但得到的产物纯度较低。离子交换色谱法及凝胶过滤色谱法，纯化效果好，获得岩藻聚糖硫酸酯纯度高，但是树脂价格昂贵，操作繁琐，处理规模小。天然岩藻聚糖硫酸酯因其分子量较大，不易被人体吸收利用，因此，大多将其降解为低聚岩藻聚糖硫酸酯，其具有粘度低、易吸收、生物利用率高等优点，表现出更好的生物活性。常用的降解多糖方法包括物理法、化学法和酶解法。物理降解法，如超声波法、辐射降解法，该类方法节省能源和时间、简化操作程序、减少有机溶剂使用、提高反应速率和显著降低化学反应产生的废弃物对环境造成的危害等优点，但是突出的缺点是收率太低，生产成本过高，不易实现工业化生产。酶解法，反应条件温和，能耗低，而且酶催化具有高效性和专一性，能选择性地切断糖苷键。酶降解多糖成本高，尚无专一性的降解酶，且筛选酶的过程也是个比较复杂的问题。化学降解法，如氧化降解法，传统的过氧化氢降解法过氧化氢用量大，增加了降解产物分离纯化的难度，反应所需降解温度比较高，容易引起产品变色，影响产品外观。现有针对岩藻聚糖硫酸酯提取、分离纯化、降解技术均存在不足，这在一定程度上制约了岩藻聚糖硫酸酯的研究与利用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种岩藻聚糖硫酸酯的制备方法，包括以下步骤：（1）以干燥棘皮动物为原料，以碱解、酶解提取获上清液；（2）调节上清液pH值沉淀蛋白质，离心、盐析、醇沉获得粗多糖；（3）经乙醇分级沉淀、超滤，获得岩藻聚糖硫酸酯；（4）采用元素周期表第四周期过渡金属离子形成的催化剂催化的过氧化物降解或经酸降解获得低聚岩藻聚糖硫酸酯；其中，所述低聚岩藻聚糖硫酸酯的重均分子量为8-140kDa，其结构特征为至少包括质量百分比为40%-60%的岩藻糖的20%-40%的硫酸酯基。进一步地，步骤1所述碱解的条件为：加入6-10倍体积量的0.1～1mol/LNaOH或KOH溶液，30℃～60℃下搅拌提取1～5小时；步骤1所述酶解的条件为：加入浓度0.1～2%的木瓜蛋白酶、胰酶或胃蛋白酶酶解；步骤2所述上清液pH值为2～4；盐析条件为0.5～2mol/L醋酸钾或醋酸钠；醇沉的乙醇质量浓度为40%～80%；步骤3所述乙醇分级沉淀的乙醇质量浓度为45%～80%；步骤4所述元素周期表第四周期过渡金属离子形成的催化剂为选自Cu+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Cr3+、Cr2O72-、Mn2+、Zn2+、Ni2+形成的无机盐或有机盐，或其组合，其中，所述金属离子优选Cu2+，在反应体系中，所述金属离子的浓度范围为1nmol/L～0.1mol/L，优选的浓度范围为10μmol/L～10mmol/L；步骤4所述过氧化物为选自过氧乙酸、过氧化氢、过硫酸钠，优选过氧化氢；步骤4所述酸降解为选自浓度0.005～0.1mol/L的冰醋酸、柠檬酸、盐酸、硫酸；反应温度为40～80℃；反应时间为30分钟～8小时，反应结束时，加入氢氧化钠或氢氧化钾中和而终止反应。本专利技术所述低聚岩藻聚糖硫酸酯还包括葡萄糖、半乳糖和氨基半乳糖，其与岩藻糖的摩尔百分比为：(0.01～0.04):(0～0.03):(0～0.02):1。本专利技术的另一个目的是提供一种由上述方法制备而成的低聚岩藻聚糖硫酸酯及其药学上可接受的盐，所述药学上可接受的盐为选自钠盐、钾盐和钙盐。本专利技术的又一个目的是提供本专利技术所述低聚岩藻聚糖硫酸酯在预防和/或治疗抗血栓药物中的应用。本专利技术所述的棘皮动物来源包括梅花参、刺参、绿刺参、玉足海参、黑海参、黑乳海参、糙海参、海星等。在本专利技术的方法中，元素周期表第四周期过渡金属离子形成的催化剂催化的过氧化物降解岩藻聚糖硫酸酯的过程中，过氧化物可以在反应体系中产生自由基，并通过自由基链式反应裂解岩藻聚糖硫酸酯的糖苷键，进而形成所述低聚岩藻聚糖硫酸酯产物。在所述岩藻聚糖硫酸酯的解聚反应过程中，过氧化物反应物可以在反应前一次性全部加入到反应体系中，也可以采用持续或断续性方式将过氧化物反应物逐步加入到反应体系中。本专利技术优选将过氧化物反应物按照可控速率的方式持续加入到反应体系中。所述降解反应过程的常规工艺参数为：pH7.0～8.0；温度范围为30℃～75℃；反应时间为30分钟～8小时；反应可以在常压或加压条件下进行。反应结束时，加入螯合剂使之与金属离子催化剂螯合而抑制催化反应速度，继而通过冷却、有机溶剂沉淀等技术手段终止反应。螯合剂包括但不限于乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)、3-丙二胺四乙酸(PDTA)、三乙酸基氨(NTA)或它们的盐。本专利技术方法优选乙二胺四乙酸二钠或其水合物。有机溶剂优选乙醇。本专利技术的优点在于方法简单，条件温和，收率较高，制备得到的产品纯度高，岩藻糖及硫酸酯基含量高，且可获得系列分子量的低聚岩藻聚糖硫酸酯。本专利技术所述低聚岩藻聚糖硫酸酯具有一定强度的抗凝血活性，因此可以用于不同程度的血栓性疾病的预防和治疗，例如血栓形成性心血管疾病、血栓性脑血管病，肺静脉血栓、周围静脉血栓、深静脉血栓、周围性动脉血栓等。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术并不局限于具体实施例。以下实例施所使用的实验材料、仪器和设备，除特别说明以外，均为普通市售。【实施例1】岩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备低聚岩藻聚糖硫酸酯的方法，包括以下步骤：（1）以干燥棘皮动物为原料，以碱解、酶解提取获上清液；（2）调节上清液pH值沉淀蛋白质，离心、盐析、醇沉获得粗多糖；（3）经乙醇分级沉淀、超滤，获得岩藻聚糖硫酸酯；（4）采用元素周期表第四周期过渡金属离子形成的催化剂催化的过氧化物降解或经酸降解获得低聚岩藻聚糖硫酸酯；其中，所述低聚岩藻聚糖硫酸酯的重均分子量为8‑140kDa，其结构特征为至少包括质量百分比为40%‑60%的岩藻糖和20%‑40%的硫酸酯基。

【技术特征摘要】
1.一种制备低聚岩藻聚糖硫酸酯的方法，包括以下步骤：(1)以干燥棘皮动物为原料，以碱解、酶解提取获上清液；所述碱解的条件为，加入6-10倍体积量的0.1～1mol/LNaOH或KOH溶液，30℃～60℃下搅拌提取1～5小时；所述酶解的条件为,加入浓度0.1～2％的木瓜蛋白酶、胰酶或胃蛋白酶；(2)调节上清液pH值沉淀蛋白质，离心、盐析、醇沉获得粗多糖；所述上清液pH值为2～4；盐析条件为0.5～2mol/L醋酸钾或醋酸钠；醇沉的乙醇质量浓度为40％～80％；(3)经乙醇分级沉淀、超滤，获得岩藻聚糖硫酸酯；所述乙醇分级沉淀的乙醇质量浓度为45％～80％；(4)采用元素周期表第四周期过渡金属离子形成的催化剂催化的过氧化物降解或经酸降解获得低聚岩藻聚糖硫酸酯；所述过渡金属离子为Cu2+...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，陈艳萍，谭道鹏，冯贻东，严启新，冯汉林，
申请(专利权)人：深圳海王药业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44