CN105646733A - 一种电子束辐照制备低分子透明质酸的方法 - Google Patents

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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/006—Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
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Abstract

本发明是一种辐射法制备低分子透明质酸的新方法。以普通分子量的透明质酸为原料，经过工业高能电子加速器电子束辐照降解，降解后产物经溶解超滤，干燥后得到低分子透明质酸产品。本方法操作简单，产率高，分子量易于控制，性能稳定，污染少。所得产品在体内具有保水、调节渗透压、创伤愈合、阻止肿瘤入侵和调节细胞功能等诸多方面具有重要的生理功能。

Description

一种电子束辐照制备低分子透明质酸的方法
技术领域
本发明涉及使用电子束辐照方法制备低分子透明质酸的新方法。
背景技术
透明质酸，又名玻尿酸、玻璃酸，缩写(HA)。低分子量的HA则具有常规分子量的HA无法替代的生物活性优势，及高渗透性和易吸收性等特点，具有良好的应用开发价值。随着人们对透明质酸的结构、理化性能和生理功能的了解不断深入，制备提取技术的不断成熟，目前已研究开发生产了多种不同用途的HA产品。其主要应用领域包括药品、化妆品、保健品，以及眼科、骨科、皮肤科的临床医疗品。以动物组织为原料提取的HA，平均分子量(Mr)一般在10万-250万Da，通过微生物发酵培养的HA其平均分子量一般在100万-400万Da。一般将具有10万-400万平均分子量范围的HA，称作常规分子量的HA。低分子量HA(LMWHA)有抗肿瘤、促进创伤愈合、促进骨和血管生成、免疫调节等作用，具有潜在的医学应用前景。一般情况下，HA的平均分子量Mr愈大，其保水性和粘弹性愈好；Mr愈小，对水的通透性、在组织间的渗透性、被机体吸收的生物活性愈强。随着HA的应用领域不断扩展，常规分子量的HA性能已不能满足需求，促使研究者向获取、开发具有更高分子量和更低分子量HA的方向发展。低分子量的HA则具有常规分子量的HA无法替代的生物活性优势，及高渗透性和易吸收性等特点，具有良好的应用开发价值。
目前低分子透明质酸或其盐的制备技术：有化学降解法、酶解法、物理降解法，例如以下专利。
①纳米小分子透明质酸及其制备方法(公布号CN101507733B),其由大分子降解为小分子的工艺过程包括酸降解、酶降解。
②一种低分子透明质酸钠的制备方法(公开号CN101429255A),其由大分子降解为小分子的工艺过程中主要添加盐酸、氢氧化钠、乙醇。
③一种低分子透明质酸盐、其制备方法及用途(公布号CN103255187B),其由大分子降解为小分子的工艺过程包括：配制水溶液——透明质酸酶降解——加入无机盐并过滤——加乙醇或酮使透明质酸析出——有机溶剂脱水——真空干燥。
化学降解法主要缺点是：包括酸水解、碱水解，以及采用次氯酸钠、过氧化氢等化学试剂，反应过程复杂，给产品的纯化带来困难，会影响透明质酸品质，且不可避免的工业废水排放、环境污染问题。
酶解法的缺点包括：不易控制分子量的降解程度；酶的获取成本高；酶制剂产品的功能活性不稳定，导致后续工艺条件(温度、pH值等)需要反复调试，增加了生产难度；反应后的酶还要进行灭活处理和分离处理；产品批次之间理化性能不稳定。
物理降解法：包括加热、机械剪切力、紫外线、超声波等，产品稳定性普遍较低，分子量范围分布过大，获取平均分子量低于10000Da的产品非常困难。。
发明内容
本发明是一种辐射法制备低分子透明质酸的新方法。以普通分子量的透明质酸为原料，经过工业高能电子加速器电子束辐照降解，降解后产物经溶解超滤，干燥后得到低分子透明质酸。本方法操作简单，产率高，分子量易于控制，性能稳定，污染少。所得产品在体内具有保水、调节渗透压、创伤愈合、阻止肿瘤入侵和调节细胞功能等诸多方面具有重要的生理功能。
附图1给出了本方法的工艺流程，简述如下：
从市场选择普通分子量的透明质酸产品作为粗料,分子量10万～400万Da。使用工业高能电子加速器电子束辐照降解，射线能量5.0～10.0MeV，吸收剂量50～350KGy。该步骤使其平均分子量降至10000Da以下，包括符合本发明原理的其他辐照源如γ射线或X射线，然后进入后处理步骤，辐照降解后进行后处理的时间优选10天以内。
超滤：将获取的降解产物配制成5％-20％浓度的水溶液，使用低于平均分子量2000Da截留分子量的超滤膜进行提纯及浓缩处理，包括配制成其他浓度的水溶液。
制成干粉：把浓缩后的液体通过喷雾干燥机提取出低分子透明质酸干粉制剂。喷雾干燥机入口温度90至120摄氏度，出口温度50至60摄氏度。辐照降解后进行后处理的时间优选10天以内。
采用电子束辐照这一种纯物理手段，达到使透明质酸大分子降解，从而获得低分子透明质酸产品。与现有技术酶解法、化学降解法都需要添加多种酶制剂、化学试剂，经过多个复杂步骤，必然存在产品中酶制剂、化学制剂残留、化工废液排放问题。目前的其它物理降解方法产品稳定性普遍较低，分子量范围分布过大。本方法步骤简捷，产品纯度高，质量一致性好，完全不存在酶制剂、化学制剂残留与排放。
超滤:通过不同截留分子量的超滤膜进行提纯及浓缩，使用物理手段进一步减少杂质。
从溶液中把低分子透明质酸产品提取出来，与现有技术使用大量酒精进行沉淀，然后烘干、研磨成粉末相比。本方法使用喷雾干燥机一次性完成，避免了大量酒精损耗，节省了后续工艺环节。步骤的减少使得所需设备少了、中间环节损耗少了、产品收率高了，能达到90％以上。
附图说明
图1透明质酸辐照降解流程图。
图2粘度法测量平均分子量。
其中：1、工业电子加速机2、配置水溶液3、超滤4、喷雾干燥机
具体实施方式
下列实施例进一步说明本发明，但发明并不限于此。
实施例1采用的透明质酸干粉原料50克，粘度法测量平均相对分子量(Mr)为1.5×106Da，23℃室温下，用工业高能电子加速器1产生的电子束进行辐照处理。电子束的能量为10MeV，透明质酸原料的辐照剂量为100KGy。辐照后68小时后，将样品配置成10％水溶液2，通过截留8000Da的超滤膜3除去小分子杂质并浓缩，将该纯化浓缩液采用喷雾干燥机4制粉，进口温度100℃，出口温度50℃。共收集透明质酸干粉产品45.7克，产品得率91.4％。采用粘度法测量，产品的平均相对分子量(Mr)为2.1×104。
实施例2：采用的透明质酸干粉原料40克，粘度法测量平均相对分子量(Mr)为1.3×106Da。18℃室温下，用工业高能电子加速器1产生的电子束进行辐照处理。电子束的能量为10MeV，透明质酸原料的辐照剂量为300KGy。辐照后105小时后，将样品配置成10％水溶液2，通过截留3000Da的超滤膜3除去小分子杂质并浓缩，将该纯化浓缩液采用喷雾干燥机4制粉，进口温度110℃，出口温度55℃。共收集透明质酸干粉产品37.1克，产品得率92.8％。采用粘度法测量，产品的平均相对分子量(Mr)为5.0×103Da。

Claims (8)

1.一种电子束辐照制备低分子透明质酸的方法，主要有辐射降解制备和后处理两个步骤：
⑴、透明质酸分子量分子量10万～400万Da，使用高能电子加速器产生的电子束进行辐照降解，射线能量5.0～10.0MeV，吸收剂量50～350KGy，即得低分子透明质酸；
⑵、①、将获取的降解产物配制成水溶液，通过不同截留分子量的超滤膜进行提纯及浓缩处理；
②、把浓缩后的水溶液通过喷雾干燥机提取出低分子透明质酸干粉制剂。
2.如权利要求1所述的一种电子束辐照制备低分子透明质酸的方法，电子束辐照包括其他辐照源如γ射线或X射线。
3.如权利要求1所述的一种电子束辐照制备低分子透明质酸的方法，获得透明质酸平均分子量降至10000Da以下。
4.如权利要求1所述的一种电子束辐照制备低分子透明质酸的方法，降解产物配置水溶液浓度为5％-20％。
5.如权利要求4所述的降解产物配置浓度为5％-20％水溶液，使用低于平均分子量2000Da截留分子量的超滤膜进行提纯及浓缩处理。
6.如权利要求1所述的一种电子束辐照制备低分子透明质酸的方法，降解产物配置水溶液通过截留分子量的超滤膜优选为3000DA和8000DA。
7.如权利要求1所述的一种电子束辐照制备低分子透明质酸的方法，喷雾干燥机入口温度90至120℃，出口温度50至60℃。
8.如权利要求1所述的一种电子束辐照制备低分子透明质酸的方法，辐照降解后进行后处理的时间优选10天以内。
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