一种全甲基环糊精的新用途制造技术

本发明专利技术公开了一种全甲基环糊精的新用途。同时提供了一种冰晶生长抑制剂、一种细胞抗冻制剂。本发明专利技术所述全甲基环糊精化合物用于制备细胞冰晶生长抑制剂，具有良好的抑制冰晶形成、生长的作用；用于制备细胞抗冻制剂，对冷冻细胞具有良好的细胞复苏作用，对生物细胞具有良好的生物相容性。良好的生物相容性。

【技术实现步骤摘要】
一种全甲基环糊精的新用途


[0001]本专利技术涉及全甲基环糊精，具体地说是涉及一种全甲基环糊精的新用途。

技术介绍

[0002]环糊精（CD）是一类环状低聚糖，由于其具有亲水外部和疏水腔体，因此常作为亲脂性化合物或带有亲脂性基团的化合物的保护剂和增溶剂使用。全甲基环糊精是一种取代度为每个吡喃葡萄糖单元3个甲基的环糊精。由于其吡喃葡萄糖单元上不再含有羟基，可促使疏水的药物活性物质可以进入环糊精的空穴中形成复合物，故目前的全甲基环糊精常作为疏水活性药物的增溶剂使用。
[0003]细胞保存是现代生物学和医学发展的基础。目前细胞保存技术主要依赖超低温保存技术，即利用极低的温度(
‑
80℃或
‑
196℃)来实现器官、组织、细胞和其它生物材料的长期保存。现有细胞保存技术存在的主要问题是：细胞在冷冻或解冻过程中，会出现冰晶形成、生长和再结晶现象，由此严重影响了细胞的存活及功能维持，这对冷冻细胞的生物医学应用是致命的缺陷。
[0004]为了防止由于冷冻细胞冰晶的形成，目前通常使用二甲基亚砜(DMSO)、甘油和聚乙二醇等作为冷冻保护剂（CPA）用于抑制细胞冰晶形成。但是，这些保护剂在抑制细胞内外冰晶形成的同时，可通过疏水作用导致细胞膜松动、膜上形成孔隙和蛋白质失稳，产生细胞膜毒性。
[0005]为解决上述问题，研究人员将研究热点放在研制细胞膜抗冻材料上。目前细胞膜的抗冻材料主要包括抗冻蛋白、抗冻聚合物、糖和糖肽类、聚乙烯醇及其衍生物、聚电解质类、纳米材料和水凝胶。这些材料的抗冻作用主要体现在其水溶液可改变生长冰晶形态（DIS），抑制冰的再生长能力（IRI）；以及热滞现象（TH，冰点的非平衡下降）。除此之外，Ben等人证明了长烷基链是赖氨酸基表面活性剂强IRI活性所必需的。王健君等人通过对聚(D/L
ꢀ‑
丝氨酸)的羟基进行修饰并获得其衍生物，使其有望成为聚乙二醇类的替代品。柯晨峰等人用部分羧甲基化聚轮烷和聚丙烯酰胺制备了一种水凝胶，通过形成假滑动环网络，极大地提高了水凝胶的宏观力学性能、抗冻性能和电导率，可用于制作低温应变传感器。但目前的研究仍然未能有效解决细胞冻存、解冻过程中的冰晶生长、细胞复苏以及抗冻剂与细胞的生物相容性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种全甲基环糊精的新用途，并由此提出一种可有效抑制冰晶生长、可促进冷冻细胞复苏以及与冷冻细胞具有良好生物相容性的细胞抗冻制剂。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案得以实现：本专利技术对全甲基环糊精化合物在细胞冻存、解冻过程中的作用进行了研究，由此提出全甲基环糊精化合物的新用途，即全甲基环糊精化合物在制备抗冻制剂中的应用。其中所述的全甲基环糊精化合物为α
‑
全甲基环糊精化合物、β
‑
全甲基环糊精化合物或γ
‑
全
甲基环糊精化合物中的一种。
[0008]本专利技术提供了全甲基环糊精化合物在制备抑制冰晶形成制剂中的应用；以及在制备细胞抗冻制剂中的应用。
[0009]更为具体的是：本专利技术提供一种冰晶生长抑制剂，其为质量浓度为10
‑
40 mg/mL的全甲基环糊精水溶液。
[0010]本专利技术同时提供两种细胞抗冻制剂：其中一种细胞抗冻制剂：它包含有冻存液、全甲基环糊精化合物，其质量体积比为0.25～1:1；其中所述的全甲基环糊精化合物为α
‑
全甲基环糊精化合物、β
‑
全甲基环糊精化合物、γ
‑
全甲基环糊精化合物中的一种，冻存液由87.5%DMEM培养液、10% 胎牛血清、2.5% DMSO组成。
[0011]另一种细胞抗冻制剂：它包含有冻存液、全甲基环糊精化合物，其质量体积比为0.25～1:1；其中所述的全甲基环糊精化合物为α
‑
全甲基环糊精化合物、β
‑
全甲基环糊精化合物、γ
‑
全甲基环糊精化合物中的一种，冻存液由87.5%干细胞培养液、10% 胎牛血清、2.5% DMSO组成。
[0012]本专利技术所述全甲基环糊精化合物，为取代度为每个吡喃葡萄糖单元3个甲基的环糊精，根据其所含有α
‑
1,4
‑
吡喃葡萄糖单元数量（6,7,8）的不同相对应，命名为α
‑
全甲基环糊精（简称为α
‑
TMCD）、β
‑
全甲基环糊精（简称为β
‑
TMCD）、γ
‑
全甲基环糊精（简称为γ
‑
TMCD）。
[0013]其化学结构通式如下所示：本专利技术所述的DMEM培养液以及干细胞培养液均可选用市售产品。其中DMEM培养液优选DMEM高糖培养液。
[0014]在细胞抗冻制剂，冻存液中选择DMEM培养液可适用于种多数细胞抗冻应用如人胃黏膜上皮细胞GES
‑
1、人肺癌细胞A549、以及HeLa等。
[0015]在细胞抗冻制剂，冻存液中选择干细胞培养液可适用干细胞抗冻应用。
[0016]本专利技术有益效果主要体现在：全甲基环糊精化合物用于制备细胞抗冻制剂，具有良好的抑制冰晶生长作用，同时对冷冻细胞具有良好的细胞冻存复苏作用，且对生物细胞具有良好的生物相容性；再则，含有全甲基环糊精化合物的细胞抗冻制剂可大大减低DMSO的使用量，由此降低DMSO引发的毒副作用。
1247.5878, found 1247.5873。
[0033]β
‑
TMCD：1H NMR (CDCl3, 400 MHz): δ(ppm) 3.20 (d, 3H, J = 3.6 Hz,
ꢀ‑
CH3), 3.23 (d, 4H, J = 3.2 Hz,
ꢀ‑
CH3),3.41 (s, 22H), 3.53 (s, 25H), 3.56 (s, 2H), 3.60 (s, 3H), 3.62 (s, 5H), 3.64 (s, 3H), 3.67 (s, 23H), 3.81
‑
3.90 (m, 15H), 5.15 (d, 7H, J = 3.6 Hz,
ꢀ‑
CH3); 13
C NMR (CDCl3, 400 MHz): δ (ppm) 58.53, 58.57, 58.99, 59.02, 61.48, 61.52, 70.95, 71.43, 80.34, 81.78, 82.08, 98.99; HRMS: Calcd. for: C
63
H
112
NaO
35
, 1451.6876, found 1451.6863。
[0034]γ
‑
TMCD：1H NMR (CDCl3, 400 MHz): δ(ppm) 3.21 (d, 4H, J = 3.2 Hz,
ꢀ‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.全甲基环糊精化合物在制备抗冻制剂中的应用。2.根据权利要求1所述的全甲基环糊精化合物在制备抗冻制剂中的应用，其特征在于所述的全甲基环糊精化合物为α
‑
全甲基环糊精化合物。3.根据权利要求1所述的全甲基环糊精化合物在制备抗冻制剂中的应用，其特征在于所述的全甲基环糊精化合物为β
‑
全甲基环糊精化合物。4.根据权利要求1所述的全甲基环糊精化合物在制备抗冻制剂中的应用，其特征在于所述的全甲基环糊精化合物为γ
‑
全甲基环糊精化合物。5.根据权利要求1所述的全甲基环糊精化合物在制备抗冻制剂中的应用，其特征在于所述应用是在制备冰晶生长制剂中的应用。6.一种冰晶生长抑制剂，其特征在于：其为质量浓度为10
‑
40 mg/mL的全甲基环糊精水溶液。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：王克让，胡冰，李小六，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：发明
国别省市：