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瓊脂糖由D-半乳糖和3,6-內(nèi)醚-L-半乳糖構(gòu)成的鏈狀中性多糖，結(jié)構(gòu)單元中含有羥基官能團(tuán)，易于與結(jié)構(gòu)單元中的氫原子和鏈段周?chē)肿有纬蓺滏I。在低溫時(shí)，瓊脂糖糖鏈依靠氫鍵作用，以雙螺旋方式相互纏繞，形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，緊密排列，形成凝膠，呈白色渾濁；在高溫時(shí)，結(jié)構(gòu)單元中的氫鍵被破壞，以無(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)分散在水中，溶液澄清透明，是一種具有特殊溫度響應(yīng)性的聚合物。
在自然界分離出的瓊脂糖具有較高的相轉(zhuǎn)變溫度，限制了瓊脂糖在生物醫(yī)學(xué)和其他領(lǐng)域中的應(yīng)用。根據(jù)瓊脂糖溫度響應(yīng)機(jī)制，改變瓊脂糖結(jié)構(gòu)單元內(nèi)/外及與結(jié)構(gòu)單元周?chē)乃肿有纬傻臍滏I相互作用，調(diào)節(jié)瓊脂糖雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成，可有效地降低其相轉(zhuǎn)變溫度，提高瓊脂糖使用性能。
一種瓊脂糖的修飾方法，該方法為：
將0.1g低熔點(diǎn)瓊脂糖和100mL去離子水加入至圓底燒瓶中，加熱，使瓊脂糖充分溶解。冷卻至50℃，加入0.5g氫氧化鈉(NaOH)和1.6mL環(huán)氧氯丙烷，在30℃下反應(yīng)2h，加入5mL含0.025g的甲氧基聚乙二醇胺(mPEG-NH2)(分子量為20k)去離子水，其中，瓊脂糖與甲氧基聚乙二醇胺質(zhì)量比為1:0.25；在30℃下反應(yīng)72h后，將反應(yīng)液轉(zhuǎn)入透析袋，透析袋的截留分子量為50k，透析3天，每12h換一次水，凍干。本實(shí)施例制備而得的聚合物為：Agarose-g-PEG20k-1。
本方法通過(guò)堿化反應(yīng)和親核取代反應(yīng)，在低熔點(diǎn)的瓊脂糖水溶液中加入氫氧化鈉和環(huán)氧氯丙烷30℃下反應(yīng)2h，加入不同質(zhì)量的甲氧基聚乙二醇胺，30℃下反應(yīng)72h，經(jīng)透析和凍干后，制備得到瓊脂糖-接枝-聚乙二醇單甲醚聚合物(Agarose-g-mPEG)。該方法可破壞瓊脂糖雙螺旋結(jié)構(gòu)形成，降低瓊脂糖相轉(zhuǎn)變溫度，降低人體對(duì)藥物的免疫反應(yīng)，方法簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，處理方便，便于推廣。而且，根據(jù)PEG反應(yīng)比例，有效地調(diào)節(jié)瓊脂糖相轉(zhuǎn)變溫度。
一種低凝固溫度瓊脂糖的制備方法，包括如下步驟：
(1)將4.0g瓊脂糖粉末于90℃下溶于150mL去離子水中，配制成瓊脂糖溶液；
(2)上述瓊脂糖溶液自然冷卻至82℃后，向其中加入0.9mL硼氫化鈉的氫氧化鈉溶液進(jìn)行還原反應(yīng)15min，反應(yīng)過(guò)程中觀(guān)察溶液的顏色變化，當(dāng)顏色由淺綠色變?yōu)闊o(wú)色透明液體時(shí)，終止還原反應(yīng)，硼氫化鈉的氫氧化鈉溶液中，硼氫化鈉的濃度為4.4mol/L，溶劑為10.0～20.0mol/LNaOH溶液；
(3)向步驟(2)所得溶液中加入40mL濃度為3.8mol/L的氫氧化鈉溶液進(jìn)行堿化處理；
(4)將步驟(3)的溶液迅速冷卻至5℃，邊攪拌邊于60min內(nèi)緩慢滴加20～60％(v/v)環(huán)氧乙烷水溶液至環(huán)氧乙烷在溶液中的濃度為1.0～5.0wt％，再攪拌反應(yīng)60min；
(5)將步驟(4)所得的溶液加熱至70℃，邊攪拌邊滴加3.0mol/L的乙酸溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值至7.2；
(6)邊攪拌邊將45℃的熱異丙醇加入到步驟(5)的溶液中，然后靜置1.0～3.0h進(jìn)行醇沉分級(jí)；
(7)將步驟(6)所得的物料經(jīng)離心過(guò)濾，得到白色沉淀物，用60％體積濃度的異丙醇浸沒(méi)后進(jìn)行粉碎，再以異丙醇洗滌4次，壓榨脫水得濾餅；
(8)將上述濾餅置于55℃的空氣干燥箱中恒溫干燥12.0h后，再粉碎、200目篩網(wǎng)過(guò)篩，即得所述低凝固溫度的瓊脂糖，該瓊脂糖的熔化溫度為60.0℃，凝固溫度26.5℃，凝膠強(qiáng)度為265g/cm2。
一種瓊脂糖凝膠微球及其制備方法如下：
稱(chēng)取40g瓊脂糖固體，加入1000mL超純水，混合均勻，制得瓊脂糖溶液，然后緩慢加入NaBH40.0004g，再持續(xù)用泵以0.5mL/min的流速加入20wt%的NaOH溶液，機(jī)械攪拌混勻，攪拌轉(zhuǎn)速為80rpm；在攪拌條件下，持續(xù)用泵以0.3mL/min的流速加入環(huán)氧氯丙烷，在50℃下反應(yīng)1h，反應(yīng)至0.3h時(shí)逐步將環(huán)氧氯丙烷加入的流速調(diào)小至0.03mL/min，將NaOH溶液加入流速調(diào)小至0.05mL/min；再用泵以0.01mL/min的流速向溶液中加入10wt%硫酸酐溶液，并停止加入環(huán)氧氯丙烷與NaOH溶液，55℃下反應(yīng)1h；將所得溶液用4040超濾膜過(guò)濾、濃縮后干燥，制得硫酸酐瓊脂糖。
采用粒徑均一的瓊脂糖凝膠微球生產(chǎn)系統(tǒng)，將所得硫酸酐瓊脂糖制備成微球，其具體是將所得硫酸酐瓊脂糖配制成水溶液，通過(guò)膠磨機(jī)進(jìn)行處理后，再經(jīng)微波加熱釜充分溶解形成膠液；同時(shí)將油相經(jīng)預(yù)混加熱釜混合加熱，再經(jīng)超聲均一消泡釜進(jìn)行均質(zhì)預(yù)乳化消泡處理后形成無(wú)泡油相；隨后將無(wú)泡油相與膠液輸送到超聲波均質(zhì)釜進(jìn)行混合，然后將混合液輸送到油水分離器，將分離得到的水相輸入微球清洗器進(jìn)行清洗后，將洗凈的微球進(jìn)行混勻、包裝。所得瓊脂糖凝膠微球中氨基葡萄糖基含量為3.05mmol/g。
[1][中國(guó)發(fā)明]CN201811343905.3一種瓊脂糖的修飾方法
[2][中國(guó)發(fā)明,中國(guó)發(fā)明授權(quán)]CN201610044453.3一種低凝固溫度瓊脂糖的制備方法
[3][中國(guó)發(fā)明]CN201810513220.2一種瓊脂糖凝膠微球及其制備方法