本發明涉及生物醫用材料技術領域,特別涉及一種水溶性膠原的提取方法。
背景技術:
膠原種類較多,常見類型為ⅰ型、ⅱ型、ⅲ型、ⅴ型和?型,膠原因具有良好的生物相容性、可生物降解性以及生物活性,而廣泛應用于食品、保健品、醫用生物材料、組織工程、化妝品等領域。在醫學領域中,膠原由于具有低免疫原性、纖維的再形成性、機械性能高和生物可降解性等優點,先后制成了醫用膠原海綿、膜性生物補片、人工皮膚、美容填充植入劑、化妝品等。
目前膠原提取方法提出的膠原溶解性多為酸溶或堿溶,這給制備適合人體需要的中性生物材料的制備帶來不小的麻煩。因此需要一種能在不破壞膠原原有三螺旋結構的情況下,能溶解于水的膠原。
技術實現要素:
為解決上述技術問題,本發明提供一種水溶性膠原的提取方法,能夠保證完整的三股螺旋結構的情況下去除末端肽,且通過此方法制備的膠原能溶解于水。技術方案如下:
本發明提供了一種水溶性膠原的提取方法,包括以下步驟,
先對富含iii型膠原的組織進行切片;
再將切片組織清洗浸泡在0.1%~40%(w/v)的堿溶液中,浸泡0.5~24h。清洗至ph為5~8后生理鹽水浸泡約0.5-48h,瀝去多余水分,2~8℃組織搗碎后分散進酶解液中,2~40℃環境酶解1~72h;酶解完畢后調ph值至7~13,2-40℃靜置2~24h;30~150目濾網過濾,去除未酶解物。20%-50%(w/v)鹽溶液鹽析,收集固形物,截留分子量為4000~8000的透析袋透析,去除多余離子和雜質,獲得多型膠原,最后將多型膠原混合物分散至水中,調ph值至1~5,30~150目濾網過濾,去除析出物,將濾液鹽析后透析,得目的膠原。
在本發明的一種優選實施方式中,所述富含iii型膠原的組織為海參、小牛皮、胎牛皮、小豬皮、胎豬皮的一種或幾種;小牛皮、小豬皮動物年齡在0~3個月。
在本發明的一種優選實施方式中,所述浸泡用堿溶液的質量分數為0.1%~40%(w/v)。
在本發明的一種優選實施方式中,所述浸泡用堿溶液的溶質為氫氧化鈉、碳酸氫鈉、檸檬酸鈉中的一種或幾種;ph為8~14。
在本發明的一種優選實施方式中,所述生理鹽水溶質為氯化鈉,濃度為0.7~0.9%。
在本發明的一種優選實施方式中,所述酶解液為酸性蛋白酶,效價為1:1500~1:12000,酸性蛋白酶:組織切片為1:50~1:1000(w/w);酶解液ph值為2~6。
在本發明的一種優選實施方式中,所述鹽析用鹽溶液的溶質為氯化鈉、硫酸鈉、硫酸銨、氯化鉀、氯化鈣中的一種或幾種,濃度為20%~50%(w/v)。
在本發明的一種優選實施方式中,所述首次鹽析前待鹽析物的ph為7~13,再次鹽析前鹽析物的ph為1~5;調ph所用堿液為氫氧化鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、檸檬酸鈉溶液中的一種或幾種;調ph所用酸液為鹽酸溶液、檸檬酸溶液、硫酸溶液、磷酸、醋酸溶液的一種或幾種,堿液濃度為0.01~5mol/l,酸液濃度為0.01~10mol/l。
在本發明的一種優選實施方式中,在對動物組織進行膠原提取之前,先對所述組織進行預處理;所述預處理為用水對組織進行反復沖洗,之后切片,再用質量分數為0.05%~20%醋酸氯己定溶液浸泡0.5~24h,再用水反復沖洗。
在本發明的一種優選實施方式中,所述切片為冷凍切片。
具體實施方式
需要說明的是,本發明所使用的水均為醫藥行業所用的純化水或注射用水,滿足藥典標準。
試劑和儀器
試劑均市售可得。
實施例1
選取新鮮的小牛皮組織0.5kg,水清洗至無肉眼可見異物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷凍過夜;切片機切片,切片厚度約1mm,備用;
稱取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡0.5h,純化水浸泡清洗5次,瀝去多余水分備用。再將切片組織清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸鈉溶液中,浸泡6h。純化水清洗至ph為8,然后用0.7%生理鹽水浸泡約2h,瀝去多余水分,2~8℃組織搗碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:組織切片為1:150的比例稱取酸性蛋白酶,蛋白酶效價為1:3000,溶解到摩爾濃度為0.02mol/l的4000ml鹽酸溶液中,攪拌均勻。調溶液ph為4。
將搗碎組織分散進酶解液中,最終定容到5000ml。4℃環境酶解72h;酶解完畢后,氫氧化鈉溶液調ph值至13,4℃靜置10h;
100目濾網過濾,去除未酶解物;20%(w/v)氯化鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為生理鹽水水平,獲得多型膠原,最后將多型膠原混合物分散至水中,調ph值至3,100目濾網過濾,去除析出物,將濾液用20%(w/v)氯化鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為純化水水平,得目的膠原。
實施例2
選取新鮮的小牛皮組織0.5kg,水清洗至無肉眼可見異物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷凍過夜;切片機切片,切片厚度約1mm,備用;
稱取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡5h,純化水浸泡清洗5次,瀝去多余水分備用。再將切片組織清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸鈉溶液中,浸泡6h。純化水清洗至ph為7,然后用0.7%生理鹽水浸泡約2h,瀝去多余水分,2~8℃組織搗碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:組織切片為1:300的比例稱取酸性蛋白酶,蛋白酶效價為1:6000,溶解到摩爾濃度為0.02mol/l的4000ml鹽酸溶液中,攪拌均勻。調溶液ph為3。
將搗碎組織分散進酶解液中,最終定容到5000ml。4℃環境酶解48h;酶解完畢后,氫氧化鈉溶液調ph值至9,4℃靜置16h;
100目濾網過濾,去除未酶解物;20%(w/v)氯化鈣溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為生理鹽水水平,獲得多型膠原,最后將多型膠原混合物分散至水中,調ph值至3,100目濾網過濾,去除析出物,將濾液用20%(w/v)氯化鈣溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為純化水水平,得目的膠原。
實施例3
選取新鮮的小豬皮組織0.5kg,水清洗至無肉眼可見異物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷凍過夜;切片機切片,切片厚度約1mm,備用;
稱取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡1h,純化水浸泡清洗5次,瀝去多余水分備用。再將切片組織清洗浸泡在3.0%(w/v)的碳酸鈉溶液中,浸泡6h。純化水清洗至ph為8,然后用0.7%生理鹽水浸泡約2h,瀝去多余水分,2~8℃組織搗碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:組織切片為1:80的比例稱取酸性蛋白酶,蛋白酶效價為1:1500,溶解到摩爾濃度為0.01mol/l的4000ml鹽酸溶液中,攪拌均勻。調溶液ph為5。
將搗碎組織分散進酶解液中,最終定容到5000ml。37℃環境酶解1h;酶解完畢后,氫氧化鈉溶液調ph值至10,4℃靜置12h;
100目濾網過濾,去除未酶解物;30%(w/v)氯化鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為生理鹽水水平,獲得多型膠原,最后將多型膠原混合物分散至水中,調ph值至4,100目濾網過濾,去除析出物,將濾液用30%(w/v)硫酸鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測硫酸根離子濃度為純化水水平,得目的膠原。
實施例4
選取新鮮的小牛皮組織0.5kg,水清洗至無肉眼可見異物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷凍過夜;切片機切片,切片厚度約1mm,備用;
稱取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡30min,純化水浸泡清洗5次,瀝去多余水分備用。再將切片組織清洗浸泡在5%(w/v)的碳酸鈉溶液中,浸泡6h。純化水清洗至ph為8,然后用0.7%生理鹽水浸泡約2h,瀝去多余水分,2~8℃組織搗碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:組織切片為1:150的比例稱取酸性蛋白酶,蛋白酶效價為1:3000,溶解到摩爾濃度為0.1mol/l的4000ml磷酸溶液中,攪拌均勻。調溶液ph為4。
將搗碎組織分散進酶解液中,最終定容到5000ml。30℃環境酶解72h;酶解完畢后,氫氧化鈉溶液調ph值至13,4℃靜置24h;
100目濾網過濾,去除未酶解物;50%(w/v)氯化鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為生理鹽水水平,獲得多型膠原,最后將多型膠原混合物分散至水中,調ph值至5,100目濾網過濾,去除析出物,將濾液用50%(w/v)氯化鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為純化水水平,得目的膠原。
實施例5
選取新鮮的小牛皮組織0.5kg,水清洗至無肉眼可見異物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷凍過夜;切片機切片,切片厚度約1mm,備用;
稱取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡30min,純化水浸泡清洗5次,瀝去多余水分備用。再將切片組織清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸鈉溶液中,浸泡6h。純化水清洗至ph為8,然后用0.7%生理鹽水浸泡約2h,瀝去多余水分,2~8℃組織搗碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:組織切片為1:100的比例稱取酸性蛋白酶,蛋白酶效價為1:3000,溶解到摩爾濃度為0.02mol/l的4000ml鹽酸溶液中,攪拌均勻。調溶液ph為4。
將搗碎組織分散進酶解液中,最終定容到5000ml。4℃環境酶解72h;酶解完畢后,氫氧化鈉溶液調ph值至13,4℃靜置10h;
100目濾網過濾,去除未酶解物;20%(w/v)氯化鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為生理鹽水水平,獲得多型膠原,最后將多型膠原混合物分散至水中,調ph值至3,100目濾網過濾,去除析出物,將濾液用20%(w/v)氯化鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為純化水水平,得目的膠原。
實施例6
選取新鮮的小牛皮組織0.5kg,水清洗至無肉眼可見異物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷凍過夜;切片機切片,切片厚度約1mm,備用;
稱取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡6h,純化水浸泡清洗5次,瀝去多余水分備用。再將切片組織清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸鈉溶液中,浸泡6h。純化水清洗至ph為8,然后用0.7%生理鹽水浸泡約2h,瀝去多余水分,2~8℃組織搗碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:組織切片為1:300的比例稱取酸性蛋白酶,蛋白酶效價為1:6000,溶解到摩爾濃度為0.02mol/l的4000ml鹽酸溶液中,攪拌均勻。調溶液ph為4。
將搗碎組織分散進酶解液中,最終定容到5000ml。4℃環境酶解72h;酶解完畢后,氫氧化鈉溶液調ph值至8,4℃靜置10h;
100目濾網過濾,去除未酶解物;20%(w/v)氯化鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為生理鹽水水平,獲得多型膠原,最后將多型膠原混合物分散至水中,調ph值至3,100目濾網過濾,去除析出物,將濾液用20%(w/v)氯化鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為純化水水平,得目的膠原。
實施例7
選取新鮮的小牛皮組織0.5kg,水清洗至無肉眼可見異物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷凍過夜;切片機切片,切片厚度約1mm,備用;
稱取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡30min,純化水浸泡清洗5次,瀝去多余水分備用。再將切片組織清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸鈉溶液中,浸泡6h。純化水清洗至ph為8,然后用0.7%生理鹽水浸泡約2h,瀝去多余水分,2~8℃組織搗碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:組織切片為1:150的比例稱取酸性蛋白酶,蛋白酶效價為1:3000,溶解到摩爾濃度為0.02mol/l的4000ml鹽酸溶液中,攪拌均勻。調溶液ph為6。
將搗碎組織分散進酶解液中,最終定容到5000ml。4℃環境酶解72h;酶解完畢后,氫氧化鈉溶液調ph值至9,4℃靜置10h;
100目濾網過濾,去除未酶解物;30%(w/v)氯化鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為生理鹽水水平,獲得多型膠原,最后將多型膠原混合物分散至水中,調ph值至2,100目濾網過濾,去除析出物,將濾液用30%(w/v)硫酸鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測硫酸根離子濃度為純化水水平,得目的膠原。
實施例8
選取新鮮的小牛皮組織0.5kg,水清洗至無肉眼可見異物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷凍過夜;切片機切片,切片厚度約1mm,備用;
稱取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡0.5h,純化水浸泡清洗5次,瀝去多余水分備用。再將切片組織清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸鈉溶液中,浸泡6h。純化水清洗至ph為8,然后用0.7%生理鹽水浸泡約2h,瀝去多余水分,2~8℃組織搗碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:組織切片為1:150的比例稱取酸性蛋白酶,蛋白酶效價為1:3000,溶解到摩爾濃度為0.01mol/l的4000ml鹽酸溶液中,攪拌均勻。調溶液ph為3。
將搗碎組織分散進酶解液中,最終定容到5000ml。4℃環境酶解72h;酶解完畢后,氫氧化鈉溶液調ph值至9,4℃靜置10h;
100目濾網過濾,去除未酶解物;40%(w/v)氯化鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為生理鹽水水平,獲得多型膠原,最后將多型膠原混合物分散至水中,調ph值至4,100目濾網過濾,去除析出物,將濾液用40%(w/v)氯化鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為純化水水平,得目的膠原。
實施例9
選取新鮮的小牛皮組織0.5kg,水清洗至無肉眼可見異物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷凍過夜;切片機切片,切片厚度約1mm,備用;
稱取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡0.5h,純化水浸泡清洗5次,瀝去多余水分備用。再將切片組織清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸鈉溶液中,浸泡6h。純化水清洗至ph為8,然后用0.8%生理鹽水浸泡約16h,瀝去多余水分,2~8℃組織搗碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:組織切片為1:150的比例稱取酸性蛋白酶,蛋白酶效價為1:10000,溶解到摩爾濃度為0.02mol/l的4000ml鹽酸溶液中,攪拌均勻。調溶液ph為3。
將搗碎組織分散進酶解液中,最終定容到5000ml。35℃環境酶解48h;酶解完畢后,氫氧化鈉溶液調ph值至12,4℃靜置16h;
100目濾網過濾,去除未酶解物;20%(w/v)氯化鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為生理鹽水水平,獲得多型膠原,最后將多型膠原混合物分散至水中,調ph值至5,100目濾網過濾,去除析出物,將濾液用20%(w/v)氯化鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為純化水水平,得目的膠原。
實施例10
選取新鮮的小牛皮組織0.5kg,水清洗至無肉眼可見異物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷凍過夜;切片機切片,切片厚度約1mm,備用;
稱取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡30min,純化水浸泡清洗5次,瀝去多余水分備用。再將切片組織清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸鈉溶液中,浸泡6h。純化水清洗至ph為8,然后用0.7%生理鹽水浸泡約2h,瀝去多余水分,2~8℃組織搗碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:組織切片為1:150的比例稱取酸性蛋白酶,蛋白酶效價為1:5000,溶解到摩爾濃度為0.02mol/l的4000ml鹽酸溶液中,攪拌均勻。調溶液ph為4。
將搗碎組織分散進酶解液中,最終定容到5000ml。4℃環境酶解72h;酶解完畢后,氫氧化鈉溶液調ph值至10,4℃靜置10h;
100目濾網過濾,去除未酶解物;20%(w/v)硫酸鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測硫酸根離子濃度為生理鹽水水平,獲得多型膠原,最后將多型膠原混合物分散至水中,調ph值至3,100目濾網過濾,去除析出物,將濾液用20%(w/v)氯化鈉溶液鹽析,收集固形物,裝入透析袋透析,檢測氯離子濃度為純化水水平,得目的膠原。
以上所述僅是為了便于本領域的技術人員理解本發明的技術方案,并不用以限制本發明。凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。