一种透明质酸的降解方法技术

本发明专利技术涉及多糖降解技术领域，具体公开了一种透明质酸的降解方法。所述透明质酸的降解方法包括以下步骤：a、向光化学反应器中加入溶胀后的透明质酸溶液、H2O2溶液和Fe(CH3COO)3溶液，得到混合反应溶液；b、以TiO2修饰的ITO电极为工作电极，Pt电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，构成三电极光电催化反应体系；在外加偏压和光照条件下，对所述混合反应溶液进行催化降解，得到透明质酸降解产物。该透明质酸的降解方法具有操作简单、降解效率高、绿色环保无污染、反应时间短、运行成本以及降解产物分子量低的优势。分子量低的优势。分子量低的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种透明质酸的降解方法


[0001]本专利技术涉及多糖降解
，具体涉及一种透明质酸的降解方法。

技术介绍

[0002]透明质酸(hyaluronic acid，HA)是一种直链大分子酸性粘多糖，主要是由β
‑
1,4
‑
葡萄糖醛酸和β
‑
1,3
‑
N
‑
乙酰基葡萄糖作为重复的双糖单元组成，俗称玻尿酸。透明质酸是一种高分子的水溶性物质，在人体皮肤组织中分布很广，占人体总重的2％
‑
4％，具有改善粗糙肌肤、淡化色斑、增加皮肤弹性等功效，被誉为皮肤的“保湿剂”和“理想的天然保湿因子”。透明质酸的应用范围广泛，主要用于化妆品、医药、保健品和食品等多个领域。研究表明，低分子量的透明质酸(分子量范围＜500kDa)的生物活性更高，与高分子量透明质酸相比，具有细胞免疫活化、治疗细菌性角膜溃疡、促血管生成、促骨生成等作用，更易被人体吸收，具有潜在的应用前景。
[0003]目前，透明质酸的降解主要包括物理降解、化学降解和酶降解三大类。物理降解法无需加入化学试剂，操作简单，主要包括超声波法、微波法和高压均质降解法，但物理降解法效率较低，容易引起副反应。化学降解法主要包括水解法和氧化降解等，通过加入酸、碱或氧化剂进行透明质酸降解，但化学降解易造成产物的分离、纯化困难。酶降解法是透明质酸在透明质酸酶的作用下，使糖苷键发生断裂，酶降解条件温和，但成本很高。
[0004]因此，开发绿色无污染、降解效率高、产物分子量低、易分离纯化和降解成本低的透明质酸降解方法具有重要意义。

技术实现思路

[0005]为了克服现有透明质酸的降解存在的上述问题，本专利技术提供了一种透明质酸的降解方法，该降解方法将光电
‑
芬顿结合体系引入透明质酸的降解过程中，结合Fe(CH3COO)3的引入，可实现透明质酸的充分降解，具有操作简单、降解效率高、绿色环保无污染、反应时间短、运行成本以及降解产物分子量低的优势。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种透明质酸的降解方法，包括以下步骤：
[0008]a、向光化学反应器中加入溶胀后的透明质酸溶液、H2O2溶液和Fe(CH3COO)3溶液，得到混合反应溶液；
[0009]b、以TiO2修饰的ITO电极为工作电极，Pt电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，构成三电极光电催化反应体系；在外加偏压和光照条件下，对所述混合反应溶液进行催化降解，得到透明质酸降解产物。
[0010]优选的，所述工作电极制备过程如下：将ITO导电玻璃切割成2.5cm
×
1.5cm大小，分别在去离子水、丙酮、无水乙醇中超声30min，之后用去离子水冲洗，干燥。以粒径为25nm的二氧化钛、乙基纤维素和松油醇为原料，乙醇为溶剂，按照质量比2:1:7充分混合并均匀分散，经旋转蒸发去除乙醇后，便制得均匀分散的膜膏。采用丝网印刷的方法，将所制备的
膏膜通过140目的丝网印刷于ITO导电玻璃表面，印刷结束后，将导电玻璃放入烘箱，在150℃条件下干燥30min。将干燥好的电极片放置于马弗炉中，500℃退火处理2h，升温速率为5℃/min。煅烧结束后取出，自然冷却至室温即可得到二氧化钛修饰的ITO电极，即为工作电极。
[0011]制作所述工作电极的ITO导电玻璃购买于洛阳古洛玻璃有限公司，TiO2购买于赢创德固赛公司；对电极购买于天津艾达恒晟公司，型号为chi115；参比电极购买于天津艾达恒晟公司，型号为R0232。
[0012]优选的，步骤a中，所述光化学反应器为石英光化学玻璃反应容器。
[0013]优选的，步骤a中，所述透明质酸溶液的溶胀方法为：将所述透明质酸溶液置于18
‑
26℃下搅拌4
‑
6h得到。
[0014]优选的，步骤a中，所述透明质酸溶液中透明质酸的浓度为0.5
‑
10mg/mL。
[0015]优选的，步骤a中，所述混合反应溶液中H2O2的体积分数为0.1％
‑
0.5％。
[0016]优选的，步骤a中，所述混合反应溶液中H2O2的体积分数为0.5％。
[0017]优选的，步骤a中，所述混合反应溶液中Fe(CH3COO)3的浓度为1
‑
10mM。
[0018]优选的，步骤a中，所述混合反应溶液中Fe(CH3COO)3的浓度为8mM。
[0019]优选的，步骤b中，所述外加偏压为2
‑
2.5V。
[0020]优选的，步骤b中，所述光照的光源为太阳光或模拟太阳光(100W
‑
500W氙灯)，所述光源与所述混合反应溶液的距离为5cm。
[0021]优选的，步骤b中，所述催化降解的时间为大于0且小于等于30min。
[0022]优选的，所述透明质酸的降解方法还包括：调节所述透明质酸降解产物的pH值至9
‑
11，离心去除沉淀，得到去除铁离子的透明质酸降解产物。
[0023]本专利技术中在光电
‑
芬顿体系中引入了铁离子，Fe
3+
的存在会影响后续对透明质酸及其降解产物的分子量及结构测定，而本专利技术通过加入氨水，使降解产物的pH达到特定值后，可以在该体系中使铁离子沉淀，充分去除降解产物中的铁离子，不影响低分子量透明质酸的后续检测和应用。
[0024]优选的，调节所述透明质酸降解产物的pH所用的pH调节剂为氨水。
[0025]优选的，调节所述透明质酸降解产物的pH值至10。
[0026]与现有技术相比，本专利技术通过在透明质酸降解体系中加入Fe(CH3COO)3，并引入光电
‑
芬顿结合体系，在光照与电流的同时作用下，实现Fe
3+
/Fe
2+
反应高速率循环，同时H2O2在该体系中，分解产生
·
OH的效率极高，使其将有机物氧化分解成小分子物质的能力极强。该光电
‑
芬顿体系结合特定的铁离子的加入进行催化降解是一种全新的降解透明质酸的手段，通过光电与铁离子协同作用，充分高效的分解H2O2来产生更多的活性物质，极大地缩短了单独使用光电催化降解透明质酸的时间(30min内)，提高了透明质酸的降解效率，得到低分子量透明质酸(3.7kDa)，具有操作简单、运行成本低的优势。尤其是Fe(CH3COO)3浓度在8mM时，降解效率显著更好。
[0027]在本专利技术的光电
‑
芬顿催化降解透明质酸的具体过程中，光辐照与电解液接触的半导体表面所产生的光生电子
‑
空穴对被半导体或电解液结的电场所分离后与溶液中离子进行氧化还原反应，在反应体系中产生氧化性极强的超氧阴离子(
·
O2‑
)和羟基自由基(
·
OH)等，再通过自由基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透明质酸的降解方法，其特征在于：包括以下步骤：a、向光化学反应器中加入溶胀后的透明质酸溶液、H2O2溶液和Fe(CH3COO)3溶液，得到混合反应溶液；b、以TiO2修饰的ITO电极为工作电极，Pt电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，构成三电极光电催化反应体系；在外加偏压和光照条件下，对所述混合反应溶液进行催化降解，得到透明质酸降解产物。2.如权利要求1所述的透明质酸的降解方法，其特征在于：步骤a中，所述光化学反应器为石英光化学玻璃反应容器。3.如权利要求1所述的透明质酸的降解方法，其特征在于：步骤a中，所述透明质酸溶液的溶胀方法为：将所述透明质酸溶液置于18
‑
26℃下搅拌4
‑
6h得到。4.如权利要求1或3所述的透明质酸的降解方法，其特征在于：步骤a中，所述透明质酸溶液中透明质酸的浓度为0.5
‑
10mg/mL。5.如权利要求1所述的透明质酸的降解方法，其特征在于：步骤a中，所述混合反应溶液中H...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋爽，杨韫宁，周宥先，付颖寰，温成荣，彭启辉，
申请(专利权)人：江苏蓝果临床营养科技有限公司，
类型：发明
国别省市：