[发明专利]一种可用于肝素提取的阳离子骨架聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物活性物质提取技术领域，尤其是一种利用阳离子骨架聚合物快速高效提取肝素的方法及该聚合物材料的制备方法。

背景技术

肝素是一种天然的抗凝血药，10mg肝素4h内能抑制500mL血浆凝固，同时还具有澄清血浆脂质、降低血胆固醇和增强抗癌药疗效等作用，临床广泛用作各种外科手术前后防治血栓形成和血塞，输血时预防血液凝出和保存鲜血时的抗凝剂，小剂量时用于防治高血脂症和动脉粥样硬化。肝素是由动物结缔组织的肥大细胞产生的，它广泛存在于哺乳动物的各种器官和组织中，多与蛋白质结合成无活性的复合体，解离后产生抗凝活性。国外大多数药用肝素是从牛肺中提取的，羊脏器中也有肝素，但含量低，我国猪小肠原料丰富，肠黏膜又是生产肠衣的废弃物，而且肝素含量很高，所以我国以从猪小肠黏膜提取肝素为主。

目前肝素的制备分为粗制和精制两个阶段，黏膜内的肝素与其它黏多糖共存，并与蛋白质结合，所以肝素的粗制包括肝素蛋白质复合物提取、解离和分级分离三步；精制是把粗品经过纯化得到精品。在粗品提取中，常用碱式盐解来完成前两步，而关键的最后一步只能采用离子交换法来完成，它是基于肝素分子含有带负电荷的硫酸基团的基本特性，通过与阳离子相互作用形成复合物，然后经过洗脱、沉淀、干燥等步骤得到肝素钠粗品。众所周知，离子交换法必须要使用一种带正电荷的多孔固体材料，传统上使用高分子阴离子交换树脂，如D-2514树脂，这种树脂一般都用来交换低分子量的阴离子，所以其孔径较小(通常为小于20nm的微孔)，肝素作为一种大分子阴离子，其在液相中的扩散速率远低于普通的阴离子，而且很难进入微孔中，只能作用于交换树脂的表面，所以在粘性液体中的交换速率和效率都成问题。本发明提供一种三维骨架结构的高分子材料，如图1所示，其孔径达到100μm，材料表面带有正电荷，所以非常适合用于交换大分子量的肝素分子，采用过整体性柱子的方法明显提高离子交换的效率和速率，有利于提高肝素的生产效率。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题是针对现有从猪小肠黏膜提取肝素过程中存在离子交换树脂孔径较小的问题提供一种阳离子骨架聚合物，它具有三维网络结构和100微米的贯通孔道，其表面带有丰富的正电荷，最大限度的吸附带负电荷的肝素分子，避免因扩散速率问题影响吸附效率和速率，并能很容易将吸附物质洗脱，实现材料的多次循环使用，提高肝素的生产效率。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供上述阳离子骨架聚合物的制备路线与方法，它切实可行，操作简便，易于大量制备。

本发明所要解决的再一个技术问题是提供一种上述阴离子骨架聚合物在肝素提取中的具体应用。

1、本发明解决首要技术问题所采用的技术方案为：一种阳离子化的三维骨架聚合物，其结构具有如图1所示的特征，骨架之间包含约100μm的互相连通的孔道，这种孔道对液体流通的阻力非常低，骨架的尺寸最小处为5μm左右，骨架之间通过共同点连接，结构成三维连续的网络结构。

非常有益的是，上述的三维骨架聚合物表面带有大量的并且具有一定游离程度的季铵阳离子基团，既有很强的亲水性，又容易和带大量硫酸负离子基团的肝素发生静电相互作用，增强吸附能力，提高肝素提取的效率。

2、本发明解决另一个技术问题所采用的技术方案为：一种上述高分子骨架材料的离子化方法，操作与反应路线如下所示：

其特征步骤为：将商品的壳聚糖溶于稀醋酸水溶液中(粘度大于400mPa的配成1～2wt.％的浓度；粘度在200～400mPa范围的配成2～3wt.％的浓度)加入少量阳离子表面活性剂(如十二烷基三甲基氯化铵，溶液中的浓度为0.1～0.2wt.％)，将市售的密胺海绵(三聚氰胺与甲醛交联反应制成的泡沫材料，现已商品化)浸泡在溶液中，取出后用真空吸掉多余的溶液，保证其在静置下没有溶液流出，然后再烘箱中于60℃下干燥2～3小时，再在pH＝9～10的碳酸钠溶液中浸泡20～30分钟，壳聚糖去质子化后形成不溶性的薄膜覆盖在骨架表面，材料用清水洗涤后再浸泡于10～12wt.％的二甘醇二缩水甘油醚的乙醇溶液中常温下反应1～2小时，然后用95％乙醇洗涤1～2次，再浸泡于12～15wt.％的二乙胺的乙醇溶液中，在常温下反应2～3小时，，悬挂的环氧基团转化成叔胺基团，再用95％乙醇洗涤1～2次，再将样品浸泡于10～12wt.％的硫酸二乙酯乙醇溶液中3～4小时，在常温下发生季铵化反应，最后用8～10wt.％的氯化钠水溶液洗涤2～3次，用离心方法去掉材料内部多余的液体。