一种羧甲基聚阿拉伯半乳糖聚两性微孔凝胶的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种羧甲基聚阿拉伯半乳糖聚两性电解质微孔凝胶的制备方法，属于 改性天然有机高分子聚合物胶体粒子的技术领域。
【背景技术】
[0002] 聚电解质是一类亲水性高分子，20世纪50年代，Katchalsky等对高分子电解质进 行了系统研究，建立了伸缩而产生动力驱动的"化学-机械"体系智能高分子凝胶。响应温 度、离子、压力、溶剂组成、磁场变化智能高分子凝胶导致电解质吸收溶剂而溶胀，排除溶剂 而收缩。目前高分子凝胶在药物控制释放体系、酶的固定化、传感器、物料分离、人造肌肉、 化学阀等高新技术领域有着广泛的研究和应用。
[0003] 近年来聚两性电解质微凝胶受到研究者的关注。聚两性电解质微凝胶是聚合物网 络上同时存在带正电荷和负电荷基团的微凝胶。通过大分子阴离子和阳离子库仑力作用产 生一定的物理交联的聚电解质络合物不易发生小分子反离子流失现象，因此性能稳定。聚 两性电解质微凝胶内部存在多重平行或相互竞争的作用。与阴离子型和阳离子型聚电解质 微凝胶相比，聚两性电解质微凝胶具有与生物大分子蛋白质核酸结构相似和良好的生物相 容性。在等电点时处于收缩状态，在偏离等电点时处于溶胀状态。
[0004] 天然高分子制备聚两性电解质微凝胶的方法有溶液聚合法、无皂乳液聚合法、分 散聚合法等，这些制备聚两性电解质微凝胶的方法存在天然高分子空间位阻大反应几率 低、单体水溶液浓度低、固含量低、产物粒径大、比表面积小、溶胀速率慢的问题，目前常采 用偶联剂加固阴阳离子库仑力的分子设计策略，避免聚两性电解质微凝胶发生溶解流失。
[0005] 研究者发现多糖及糖缀合物（如糖蛋白、糖脂、阿拉伯半乳聚糖壳聚糖等）参与了 细胞的各种生命现象的调节，如免疫细胞间信息的传递和感受，这与细胞表面的多糖体的 介导有密切关系。近年国外学者Chun H等发现了 AG的免疫活性并应用AG刺激NK细胞毒 性使病毒性肝炎患者得益；Tanaka等发现AG能与肝细胞脱唾液酸糖蛋白的蛋白载体相连， AG通过这个载体可用作传递药物的运输器，注射后有52. 5wt%可达肝脏。上述成果使得聚 阿拉伯半乳糖受到医药领域研究者的普遍关注。
[0006] 我国兴安落叶松是我国东北林区的主要造林树种，木材蓄积量丰富。但落叶松加 工时的加工剩余物在林区加工厂的残留量很大，造成生物质能源的极大浪费。兴安落叶松 内含树脂而聚阿拉伯半乳糖的含量却很高，故使它的利用受到了严重限制。我国在本世纪 初开始进行聚阿拉伯半乳糖制备、改性和病理毒理的研究。药用级阿拉伯半乳聚糖衍生物 是一类高科技含量、高价值的天然生物制品，产品成本低，直接进入国际市场，具有很强的 市场竞争能力。但是聚阿拉伯半乳糖与功能性药物的合成时经常占用聚糖主链和侧链C1位的羟基，而该羟基恰好是聚阿拉伯半乳糖与肝实质细胞表面半乳糖受体结合的有效活性 点。在新药物新产品层出不穷的背景下，亟待研制出一种具有效、安全的聚阿拉伯半乳糖药 物载体。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种羧甲基聚阿拉伯半乳糖聚两性微孔凝胶的制备方法，本发明的 目的是解决聚阿拉伯半乳糖合成药物占用C1位的羟基干扰聚阿拉伯半乳糖与肝实质细胞 表面半乳糖受体结合的问题。本发明的技术方案是采用季铵化壳聚糖的醋酸水溶液与羧 甲基化聚阿拉伯半乳糖的水溶液共混制备聚两性电解质，然后加入偶联剂交联多糖的醇羟 基，用去离子水漂洗至中性，干燥得到羧甲基聚阿拉伯半乳糖聚两性微孔凝胶。
[0008] 上述方法中，季铵化壳聚糖和羧甲基化聚阿拉伯半乳糖水溶液的质量浓度在 0. 5~10.0 wt %的范围内，羧甲基聚阿拉伯半乳糖占总固形物质量百分比为5~50wt % ; 交联剂为戊二醛、甲醛和环氧氯丙烷中的一种或两种，其加入量分别为季铵化壳聚糖或羧 甲基聚阿拉伯半乳糖质量的〇~〇. 05倍。
[0009] 上述方法中，两种溶液进行共混的温度为20~60°C，共混时间为IOmin~ 240min〇
[0010] 本发明提出的聚两性电解质制备的具体操作步骤如下：
[0011] ⑴精选原料：
[0012] 聚阿拉伯半乳糖：阿拉伯半乳聚糖的分子式为[(C6HltlO 5)6 · C5H804]n。这种聚糖在 落叶松木材中的含量比较高，大约在5 %-30 %，主要是由半乳糖和阿拉伯糖两种基本的糖 单元构成，糖单元数量比是4 :1~8 :1之间。本发明所用聚阿拉伯半乳糖为兴安落叶松、伊 春落叶松、西伯利亚落叶松的一种或者两种及两种以上组成的混合原料提取；壳聚糖采用 脱乙酰化处理的壳聚糖为原料。
[0013]
[0014] 阿拉伯糖半乳聚糖的结构示意式
[0015] 糖单元：1· ( β -D-Galp)是β -D-批喃半乳糖2. ( a -L-Araf)是a -L-呋喃阿拉 伯糖3. ( β -L-Araf)是β -L-呋喃阿拉伯糖.4. R是β -D-吡喃半乳糖基（较少情况下是 a -L-呋喃阿拉伯糖基或β -D-吡喃葡萄糖醛酸基）
[0016] (2)羧甲基化聚阿拉伯半乳糖的制备路线
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[0018] (3)季铵化壳聚糖
[0019] 季铵化壳聚糖的水溶性比甲壳素和壳聚糖好，能使其更易与带有阴离子电荷的多 糖形成聚电解质。此外，季铵化改性壳聚糖还具抗菌抑菌性和吸湿保湿性，而且保持了壳聚 糖原有良好的成膜性、絮凝性、生物相容性和生物降解等性能，使其可作为载体用于药物、 助剂、生物材料的负载等。其合成路径如下：
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[0021] (4)聚两性电解质的制备
[0022] 配制0. 5~10.0 wt %的季铵化壳聚糖醋酸水溶液；将羧甲基聚阿拉伯半乳糖溶 解于去离子水中，配制成0. 5~10.0 wt %的水溶液；在20~80°C搅拌下，将羧甲基聚阿 拉伯半乳糖滴加到季铵盐壳聚糖的醋酸水溶液中，使羧甲基聚阿拉伯半乳糖所占质量比为 5wt%~50wt%;体系中出现沉淀时可少量滴加醋酸溶液保持体系透明；然后按需加入季铵 化壳聚糖或羧甲基聚阿拉伯半乳糖〇~〇. 05倍的戊二醛、甲醛和环氧氯丙烷中一种或两种 及以上的混合物作为交联剂，恒温搅拌20min~240min，将产品中的醋酸加温挥发，再用去 离子水漂洗至中性，经干燥得羧甲基聚阿拉伯半乳糖聚两性微孔凝胶。
[0023] 与现有技术相比，本发明具有如下特点：首先，制备羧甲基聚阿拉伯半乳糖聚两性 微孔凝胶的天然高分子原料来源