一、课题背景
肝素 (heparin)是广泛存在于动物器官和组织(如小肠粘膜、肺等)中的一种葡糖胺聚糖,抗凝血药物,普通肝素的相对分子质量( Mr) 为3 000 ~ 30 000,平均15 000。具有抗凝、抗炎、抗过敏、抗病毒、抗癌、调血脂等多种生物学功能,但长期使用会有许多负面影响,如出血和诱导血小板减少, 脂质代谢异常及骨质疏松等副作用,临床应用中需要实验室监测,这在一定程度上限制了其临床应用。肝素的糖链结构和其他多糖一样,糖苷键能在强酸条件下水解。肝素由特殊的单糖组成,如氨基葡萄糖和艾杜糖醛酸,可以被亚硝酸、过氧化氧、高碘酸和肝素酶降解,这也是制备低分子量肝素的常用方法。另外,肝素上的硫酸基团在酸性和碱性
条件下都不太稳定,氨基葡萄糖上的N-硫酸基团,在酸性条件下很容易脱去,温度越高越容易失去硫酸基,从而失活。在碱性条件下,N-硫酸较稳定,但是艾杜糖醛酸上的2-O-硫酸基团对碱较敏感,容易脱去,也会使肝素失去活性。低分子量肝素(low molecular weight heparins, LMWH,平均Mr3 000 ~ 7 000)是分离普通肝素得到的一些组分或裂解后产生的片段.这类物质分子量低,结构也较单一.它是近10年发展起来的新一代肝素类抗血栓药物,其抗血栓作用优于肝素,而抗凝血作用却低于肝素,其具有生物利用度高,体内半衰期长,出血倾向小,口服易吸收等特点,因而受到更多的关注。
LMWH 的制备方法主要有化学解聚法、物理制备法、生物解聚法和合成制备法。不同的制备方法获得的LMWH 的Mr和生物活性存在差异,相互之间不能替代使用。物理分离法的主要方法有:有机溶剂沉淀法、凝胶过滤法、亲和层析法、离子交换层析法和超滤法,其中以亲和层析最为重要。物理分离法制备的LMWH大多用于结构测定及生物活性的研究。物理分离法具有不改变原料结构,保留较高生物活性的特点,但由于低分子成分在未分级肝素(unfractionated heparin, UFH)中的含量较低,物理分离法收率低,不适宜工业化生产。化学解聚法主要是通过解聚作用制备低分子肝素,主要方法有亚硝酸解聚法、碱解聚法、过氧化物解聚法、臭氧解聚法和光化学解聚法。酸-亚硝酸盐解聚法是研究最多的一种酸盐结合的降解方法,其中NaNO2是最常见的解聚剂,其在酸性溶液中具有强氧化性。将多糖溶于一定浓度的稀乙酸溶液中,再缓慢滴入一定量的NaNO2溶液于室温反应一定时间,使之发生重氮化反应,脱去一分子的N2,引起分子内重排,使多糖中的糖苷键断裂,最后用NaOH 调节pH 至7.0 终止反应。在反应过程中,通过控制酸碱度,亚硝酸的量,反应时间和温度等,来控制生成的肝素的的分子量。亚硝酸解聚法已被广泛用于LMWH 的生产中。
二、实验内容
第一阶段:亚硝酸钠裂解法制备肝素寡糖
1、 试剂与材料: 肝素钠、1%醋酸、亚硝酸钠、无水乙醇、丙酮、5M氢氧化钠等。
2、 仪器:精密pH计、磁力搅拌器、精密电子天平、离心机等。
3、操作步骤:
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