[发明专利]一种魔芋葡甘聚糖凝胶微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种魔芋葡甘聚糖凝胶微球，更具体地说，本发明涉及一种大孔型魔芋葡甘聚糖凝胶微球及魔芋葡甘聚糖凝胶微球的制备方法。

背景技术

魔芋是天南星科植物Amorpho phallus konjac K.Koch为球茎物。其中主要成分是多聚糖，是由葡萄糖和甘露糖经β1，4-糖苷键连接的多聚糖，分子链中甘露糖和葡萄糖的比例是2∶1。葡聚糖作为天然多糖层析介质已经得到广泛的应用，魔芋葡甘聚糖与葡聚糖结构非常相似，它具备了葡聚糖作为理想介质的许多特性：高亲水性、含有较多的活化羟基、不与生物大分子发生非特异性吸附，因此制备葡甘聚糖凝胶微球可应用于层析介质。由于葡甘聚糖分子含有较多的活性羟基，可以在一定的条件下进行功能基化反应引入不同的配基，形成亲和层析、疏水以及离子交换色谱介质，葡甘聚糖凝胶已用于分离蛋白质等水溶性生化物质。随着对分离介质的研究和应用的不断深入，凝胶型的魔芋葡甘聚糖微球已不能满足现在的分离需求，为分离更大的分子，要求这类介质应具有更大的孔隙，以利于扩大蛋白质的应用范围。

日本学者[JP昭62-236839，JP平1-94949]曾采用魔芋葡甘聚糖合成了层析介质，但是工艺路线冗长，生产周期约为五、六天的时间，且消耗大量的溶剂，不但成本昂贵，还难以工业生产。化工工业部晨光化工研究院成都分院[CN 1078724A]研究出了一种可用作凝胶过滤介质的珠状交联葡聚糖的制备方法，此法虽然可进行工业生产，但是此方法反应设备复杂，反应过程操作复杂且要求严格，不利于工业化大规模生产，而且生产产品为凝胶型结构，仅研究了含有通过交联形成的化学孔的凝胶介质，致使分子量大于10万的生物大分子分离受到限制。随着对魔芋葡甘聚糖作为凝胶介质深入研究，有必要对以往的工艺路线进一步的提高、改进，并开发魔芋葡甘聚糖新的系列产品，克服以往传统制备方法的不足以及由此带来应用受限等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种大孔型魔芋葡甘聚糖凝胶微球，以用于蛋白的分离纯化。

本发明的另一目的在于提供一种魔芋葡甘聚糖凝胶微球的制备方法，采用成球、交联一步反应，缩短反应时间，简化成球工艺，仅用简单反应器装置即可生产。

本发明所提供的大孔型魔芋葡甘聚糖凝胶微球，其比表面积为5～15m²/g，孔容为0.1～0.8ml/g。

优选的大孔型魔芋葡甘聚糖凝胶微球比表面积为5～10m²/g，孔容为0.15～0.5ml/g。

本发明提供的魔芋葡甘聚糖凝胶微球的制备方法步骤如下：

(1)将魔芋葡甘聚糖降解成小分子链的葡甘聚糖，过滤杂质，得到魔芋葡甘聚糖水溶液；

(2)将所得的魔芋葡甘聚糖水溶液在50℃～95℃温度下加入到含有油相乳化剂的油性物质中，同时滴加交联剂，在搅拌成球的同时发生交联反应，得到凝胶微球；

(3)一步交联成球形成的凝胶微球，洗涤、收集，即可得到魔芋葡甘聚糖凝胶微球。

魔芋是天然的复合多糖，分子量约80～100万左右，通常1％的葡甘聚糖在水中为胶冻状，难以搅拌，没有任何流动性，这样的粘稠态是无法在油性物质中分散，所以必须先将大分子的葡甘聚糖降解为小分子，得到易流动的液体。通常多糖的降解有酸解和酶解两种方法。为了简便操作，多采用化学降解法。可使用的酸有醋酸、醋酸酐、丙酸、硝酸、盐酸等任意的有机酸以及无机酸。

通常采用的方法是将一定量的魔芋精粉溶于酸中，充分搅拌形成胶冻状，然后放入高压锅内高温降解，再将降解物取出降至室温，加入碱液溶解降解物，充分搅拌使其全部溶解，然后过滤杂质得澄清液体即魔芋葡甘聚糖水溶液。

本发明提供的制备方法中优选的魔芋葡甘聚糖水溶液的浓度为5％～20％(w/w)。

魔芋葡甘聚糖大分子水溶液，要选以油性物质为分散介质进行反相成球工艺。本发明提供的制备方法中油性物质可选用氯代环氧丙烷、醋酸丁酯、透平油、煤油、机油、烃类及卤代烃，如二氯乙烷、液体石蜡、四氯化碳、环己烷、环己烷/四氯化碳等，芳香化合物及其卤代物，如：甲苯、二甲苯、二氯苯等溶剂。优选的油性物质为液体石蜡或者二甲苯。

为了制备出光圆的凝胶微球，油相乳化剂的选择至关重要，一般来说，需要选择即能溶于分散介质中，又可以形成稳定分散效果的物质。油相乳化剂可以单独使用，也可以两种或两种以上配合使用。在本发明提供的制备方法中的油相乳化剂可选：司班类乳化剂、吐温类乳化剂、油酸、油酸钠、甲基纤维素、乙基纤维素、锂基脂中的一种或者几种。