[发明专利]化学改性和修饰的壳多糖和壳聚糖

说明书

本发明涉及化学改性壳多糖类活性载体，特别涉及化学改性及修饰的壳聚糖或壳多糖和壳聚糖。

众所周知，壳聚糖或壳多糖的分子式如下图。它们分子中的葡萄糖单元结构上存在活泼的-NH₂基或-NH-CO-CH₃基，而且没有两个相邻的-OH基，如果不经过化学改性，而采用现有的各种载体的活化方法，如C.A.Vol.109，1988，88858m和C.A.Vol.96，1982，195855V所提到的常规方法，前者仅仅采用戍二醛进行改性，后者是采用除钙盐方法，是很难制备出具有大容量、高活性、非特异性吸附能力低的载体，从而限制了其作用和用途。

本发明的目的在于提供一种化学改性和修饰的壳多糖和壳聚糖。所得到的化学改性和修饰的壳多糖类载体具有活性高、容量大，故能有效地成为亲和吸附剂和固定化酶的新型活性载体。

本发明的实施方案如下：(壳多糖是一种天然高分子，一般含有20％左右的壳聚糖，而一般的壳聚糖一般含有20％的壳多糖，下面例子以壳聚糖为例。)

(1)化学改性：壳聚糖。溶液用硫酸铜络合保护其单元结构葡萄糖分子上的-NH₂基，然后用戍二醛交联，使之成为带有不溶性的氨基的壳多糖类络合物；

(2)化学修饰：用盐酸去络合，然后与过量甲醛进行反应，使葡萄糖单元结构上C₂上的-NH₂转变为-NH(CH₂(OH))或-N(CH₂(OH))₂，其反应式如下：

式中R代表葡萄糖基上去掉羟基和氨基的残基(以下同)。

用硼氢化钠除去过剩的甲醛再与表氯醇和氨水先后反应，使-OH基转变为-NH₂，其反应式如下：从上述可以看出原来壳聚糖分子中葡萄糖单元结构上只有一个-NH₂变为四个具有活性的含氨基团。对于壳多糖由于C₂上不是氨基而是乙酰胺基，故无需用硫酸铜络合保护和无需加盐酸去络合和加甲醛氧化，直接与硼氢化钠反应而形成-NH(CH₂(OH))与表氯醇和氨水反应后的产物在结构上稍有不同，即是

可以看出只含有三个氨基。

(3)活化：将上述的含有三或四个氨基的改性、修饰后的壳聚糖(或壳多糖)与戍二醛反应，洗去残留戍二醛，即可作为偶联蛋白质或多肽(酶、抗体激素、酶抑制剂等)分子的多个-NH₂的新型活性载体。

下面以优选例对本发明作详细描述，但不意味着对本发明范围的限制：

例1：在一个2000毫升的烧杯中称取10克壳聚糖加入1000毫升1％的醋酸搅拌使其溶解，过滤液加入10％硫酸铜1500毫升溶液，搅拌30分钟静置20小时，倾去上清液，沉淀物用蒸馏水洗涤，然后加入10％戍二醛溶液10毫升，再搅拌2小时，滤出固形物，用蒸馏水洗涤，在通用干燥器中真空干燥，粉碎过100目筛分，得到粒状的改性壳聚糖络合物12克，取其中10克放入另一烧杯中加入40毫升的6％盐酸，搅拌2小时去络合，再加入20毫升36％的甲醛溶液在室温下搅拌反应2小时后于5℃下放置20小时，加入2毫克硼氢化钠，常温搅拌反应2小时，再加入10毫升2N氢氧化钠，搅拌2小时，用去离子水洗至中性，煮沸1小时，滤出固形物，放入另一烧杯中，加入6毫升表氯醇，加热到60℃反应3小时，然后用去离子水洗涤，加蒸馏水20毫升，加浓氨水4毫升，在60℃下保温4小时，过滤，得化学改性与修饰的壳聚糖固形物共13.5克，取其中10克放入烧杯中加入50毫升10％的戍二醛及20毫升硼砂缓冲液(0.025摩尔，P^H＝7.8)，混匀，在93332巴的真空下抽气，搅拌反应4小时，然后用大量去离子水洗涤，再用上述硼砂缓冲液洗涤，抽滤后浸泡在同一上述缓冲液中，得25毫升高活性大容量化学改性与修饰的壳聚糖载体，测得每一单分子葡萄糖结构上平均含有4个活性氨基，贮存在0～10℃的冰箱内备用。

例2：除用壳多糖12克代替10克壳聚糖外，其余条件与例1相同，也得到25毫升化学改性和修饰的壳多糖载体，测得每一单分子葡萄糖结构上平均含有3.8个活性氨基。

本发明的化学改性和修饰的壳多糖类经活化而成的载体，其优点是活性氨基数由原来每一单分子葡萄糖结构上只有一个氨基增加到四个氨基，从而大大地提高了其活性及容量，适合于用作制备亲和吸附剂，固定化酶的新型活性载体。例如：可用作制备高纯度抑肽酶、高纯度α-干扰素等的亲和吸附剂的活性载体。