一種電子束輻照制備低分子硫酸軟骨素的方法
【技術領域】
[0001 ]本方法涉及使用電子束輻照方法制備低分子硫酸軟骨素的新方法。
【背景技術】
[0002]硫酸軟骨素(CS)是共價連接在蛋白質上形成蛋白聚糖的一類糖胺聚糖，廣泛分布于動物組織的細胞外基質和細胞表面，通常由動物軟骨組織中提取的硫酸軟骨素的相對分子量(Mr)—般在20000Da以上，對于(Mr)降低到1000Da或更低時，稱其為低分子硫酸軟骨素。與普通硫酸軟骨素相比，低分子硫酸軟骨素經口服更容易被吸收，所以生物利用度更高，其保健醫療生物活性更明顯，被認為是新一代的(CS)產品，具有良好的應用開發前景，研究發現，低分子硫酸軟骨素具有影響破骨細胞分化、促軟骨形成、促真皮纖維細胞生成等作用，更有利于骨關節炎的治療和關節功能的恢復，抗自由基氧化能力更強。低分子量硫酸軟骨素可以作為一種抗阿爾茨海默病的候選活性成分，用于制備治療、改善或預防認知功能衰退相關的神經系統疾病的藥物，因小分子的多糖更易于通過血腦屏障，更容易作用于學習記憶相關的大腦海馬區，對Αβ誘導產生的神經細胞毒性具有抑制作用。
[0003]目前低分子硫酸軟骨素的制備有兩種技術，分別為酶解法和化學降解法。例如檢索到的:酶解法專利:①一種低分子量硫酸軟骨素的制備方法(公布號CN 104498564Α)，其由大分子降解為小分子的工藝過程包括依次添加:蘋果酸一一胃蛋白酶一一堿一一木瓜蛋白酶和纖維素酶一一活性炭一一樹脂一一氯化鈉一一酒精沉淀。
[0004]化學降解法專利:②低分子量硫酸軟骨素的制備方法(公布號CN104004114Α)，其由大分子降解為小分子的工藝過程包括依次添加:含金屬鹽類化合物一一氧化物一一終止劑一一陽離子樹脂一一氯化鈉一一氫氧化鈉一一酒精沉淀。
[0005]化學降解法專利:③催化法生產低分子硫酸軟骨素的方法(公布號CN104177512A)，其由大分子降解為小分子的工藝過程包括依次添加:雙氧水——含銅催化劑酒精沉淀。
[0006]酶解法的缺點包括:不易控制分子量的降解程度，多種酶的獲取成本高，酶制劑產品的功能活性不穩定，導致后續工藝條件(溫度、PH值等)需要反復調試，增加了生產難度，反應后的酶還要進行滅活處理和分離處理，產品批次之間理化性能不穩定。
[0007]化學降解法主要缺點是:化學添加劑殘留在產品內部的問題，以及企業排放的環境污染問題。
[0008]這兩種方法在制備分子量小于1000Da的(CS)時，以上缺點尤其明顯，包括消耗的酒精量更大。
【發明內容】
[0009]本發明是制備低分子硫酸軟骨素的新方法，以普通分子量的硫酸軟骨素產品作為原料(分子量大于20000Da)，通過電子束輻照降解這種物理技術，和后續其它物理步驟處理，獲得分子量1000Da以下的低分子硫酸軟骨素，且集中度較高。所得低分子硫酸軟骨素產品對于維持組織的完整性具有重要作用。
[0010]附圖1給出了本方法的工藝流程，簡述如下:
[0011]普通分子量的硫酸軟骨素產品(分子量大于20000Da)，使用中能電子加速器產生的電子束I進行輻照，射線能量2.0至4.0兆電子伏(MeV)，吸收劑量50至300千戈瑞(KGy)。該步驟使其平均分子量降至1000Da以下。
[0012]超濾:將獲取的降解產物配制成5%_20%濃度的水溶液2，使用不同截留分子量的超濾膜3進行提純及濃縮處理，超濾膜孔徑約低于平均分子量2000Da為佳。
[0013]制成干粉:把步驟二濃縮后的液體通過噴霧干燥機4提取出低分子硫酸軟骨素干粉制劑。噴霧干燥機入口溫度110至120攝氏度，出口溫度60至70攝氏度。
[0014]只采用電子束輻照這一種純物理手段，達到使普通分子量硫酸軟骨素分子降解，從而獲得低分子硫酸軟骨素產品。而目前的酶解法、化學降解法都需要添加多種酶制劑、化學試劑，經過多個復雜步驟，必然存在產品中酶制劑、化學制劑殘留、化工廢液排放問題。本方法步驟簡捷，產品純度高，質量一致性好，完全不存在酶制劑、化學制劑殘留與排放。
[0015]使用不同截留分子量的超濾膜進行提純及濃縮，該物理手段進一步減少了雜質。
[0016]從溶液中把硫酸軟骨素產品提取出來，以往的方法是使用大量酒精進行沉淀，然后烘干、研磨成粉末。本方法使用噴霧干燥機一次性完成，避免了大量酒精損耗，節省了后續工藝環節，步驟的減少使得所需設備少了、中間環節損耗少了、產品收率高了，能達到90%以上。
【附圖說明】
[0017]圖1硫酸軟骨素制備流程圖。
[0018]圖2十八角度激光光散射儀測量分子量條件方法。
[0019]其中:1、工業電子加速機輻照2、配置水溶液3、超濾4、噴霧干燥機。
【具體實施方式】
[0020]選用的硫酸軟骨素干粉原料60克，十八角度激光光散射儀測量其重均分子量(Mw)為3.SXlO4DadfC室溫下，用工業中能電子加速器產生的電子束對干粉原料進行直接輻照處理。電子束的能量為2.5MeV，硫酸軟骨素干粉原料的輻照劑量為220KGy。輻照后將樣品配置成12%水溶液，使用截留5000Da的超濾膜除去小分子雜質并濃縮。將該純化濃縮液采用噴霧干燥機制粉，進口溫度110°C，出口溫度60°C。共收集硫酸軟骨素干粉產品54.1克，產品收率90.2%。采用十八角度激光光散射儀測量其重均分子量(Mw)為9.92 X 103Da。
[0021]選用的硫酸軟骨素干粉原料50克，十八角度激光光散射儀測量其重均分子量(Mw)為3.5 X 14Dadli3C室溫下，用工業中能電子加速器產生的電子束對干粉原料進行直接輻照處理。電子束的能量為2.5MeV，硫酸軟骨素干粉原料的輻照劑量為280KGy。輻照后將樣品配置成10%水溶液，使用截留5000Da的超濾膜除去小分子雜質并濃縮。將該純化濃縮液采用噴霧干燥機制粉，進口溫度116°C，出口溫度66°C。共收集硫酸軟骨素干粉產品45.8克，產品收率91.6%。采用十八角度激光光散射儀測量其重均分子量(Mw)為9.01 X 13Da0
【主權項】
1.一種電子束輻照制備低分子硫酸軟骨素的方法，主要有以下三個步驟: (I)、硫酸軟骨素產品分子量大于20000Da，使用中能電子加速器產生的電子束進行輻照降解，射線能量2.0?4.0MeV，吸收劑量200?300KGy，經過照射，獲得低分子硫酸軟骨素； ⑵、將獲取的低分子硫酸軟骨素配制成水溶液，通過不同截留分子量的超濾膜進行提純及濃縮處理； (3)、把濃縮后的液體通過噴霧干燥機提取出低分子透明質酸干粉制劑。2.如權利要求1所述的一種電子束輻照制備低分子硫酸軟骨素的方法，電子束輻照降解包括其他輻照源，如γ射線或X射線。3.如權利要求1所述的一種電子束輻照制備低分子硫酸軟骨素的方法，獲得低分子硫酸軟骨素的平均分子量小于lOOOODa。4.如權利要求1所述的一種電子束輻照制備低分子硫酸軟骨素的方法，獲取的低分子硫酸軟骨素配成的水溶液濃度為5%-20%。5.如權利要求4所述的獲取的低分子硫酸軟骨素配成的濃度為5%-20 %水溶液，使用低于平均分子量2000Da截留分子量的超濾膜進行提純及濃縮處理。6.如權利要求1所述的一種電子束輻照制備低分子硫酸軟骨素的方法，噴霧干燥機入口溫度110至120°(3，出口溫度60至70°(3。
【專利摘要】本發明公開了制備低分子硫酸軟骨素的新方法。以普通分子量的硫酸軟骨素產品作為原料，經過電子束輻照降解，降解后經溶解超濾，產物干燥后得到低分子硫酸軟骨素。在由硫酸軟骨素粗料制備低分子量硫酸軟骨素工藝過程中，采用輻照降解等純物理手段取代添加酶制劑、化學制劑的多個環節，簡化工藝過程，提高產品純度和質量的一致性，避免酶降解和化學降解制備過程的環境污染問題，產品平均分子量小于10000Da，所得產品對于維持組織的完整性具有重要作用。目前，硫酸軟骨素作為藥品和膳食補充劑廣泛應用于骨關節疾病、心腦血管疾病和眼科疾病。
【IPC分類】C08B37/08
【公開號】CN105566513
【申請號】CN201610072987
【發明人】徐寶琨, 楊松山, 溫延奎, 孫連柱
【申請人】山東藍孚高能物理技術股份有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年2月2日