专利名称：一种超大孔多糖微球及其制备方法
技术领域：
本发明涉及生物化工领域，具体涉及一种超大孔多糖微球特别是超大孔魔芋葡甘聚糖微球、超大孔葡聚糖微球或超大孔魔芋葡甘聚糖-葡聚糖微球及其制备方法。
背景技术：
近年来，随着生命科学技术的迅速发展，大量的生物制品推向市场，而生物制品包括蛋白质、多肽、核酸等需要进行分析、分离、纯化，才能达到质量要求。但是，由于常规多糖微球的孔径较小，以常用的琼脂糖介质为例，其孔径大约在20-30nm，使生物大分子只能以扩散方式通过介质，从而出现传质速率慢，造成分离时间长、容易失活等问题。因此，制备具有超大孔结构的多糖微球受到极大关注。魔芋葡甘聚糖(KGM)是一种线性的高分子多糖，是由β -1, 4-糖苷键连接的葡萄糖和甘露糖构成。魔芋葡甘聚糖具有很高的粘度、良好的增稠性、胶凝性、亲水性、成膜性、易糊化，并且魔芋葡甘聚糖生物相容性好，不会与生物大分子发生非特异性吸附等特性，含有大量的羟基可以用于进一步的衍生活化，使之作为新型生物材料具有很好的应用前景。目前，魔芋葡甘聚糖在食品中的应用较为广泛，但作为一种新型生物材料并未得到足够的重视。特别是如果把魔芋葡甘聚糖制备成微球型材料能够用作生化分离介质、固定化酶载体及药物控释方面，能够有效提升魔芋葡甘聚糖的附加价值，但是目前将魔芋葡甘聚糖制备成微球型材料的方法比较少，主要有以下2种方法。(I)肖旭、王佳兴等人通过将葡甘聚糖溶于水，以不溶于水的有机化合物为分散介质，分散介质中加入分散剂，将葡甘聚糖水溶液分散在分散介质中，得到油包水型悬浮液，然后蒸发掉液滴中的水，得到珠状葡甘聚糖粒子，再经交联，最后制得了珠状交联葡甘聚糖凝胶。这种方法制备的微球为凝胶型结构仅含有通过化学交联形成的化学孔，孔道小，使分子量大于十万的生物大分 子的分离受到限制。例如CN102492178A公开了一种尺寸均一的魔芋葡甘聚糖微球的制备方法，包括:首先将魔芋葡甘聚糖降解得到魔芋葡甘聚糖水溶液作为水相(W);溶解有油溶性乳化剂且与水互不相溶的溶液作为油相(O);将水相压入油相得到W/0型乳液；向乳液中滴加交联剂，搅拌进行反应；交联成球后，经洗涤、收集，即可得到尺寸均一的魔芋葡甘聚糖微球。(2)王佳兴、葛佳丽等进一步提出通过在魔芋葡甘聚糖水溶液中加入致孔剂的方法制备了一种魔芋葡甘聚糖大孔微球，通过调节致孔剂的用量来制备不同孔容的大孔型魔芋葡甘聚糖凝胶微球，该发明提供的制备方法采用成球、交联一步反应，缩短了生产周期，简化了成球工艺步骤，仅5-12h和简单反应装置即可生产；而且该发明提供的大孔型魔芋葡甘聚糖凝胶微球更可广泛地用于蛋白质的分离纯化。但是该专利选用了制孔剂制孔的方法，制孔剂的用量为2%-20%，由于制孔剂的用量难以提高，因此，得到的珠体孔径虽然能达到与琼脂糖相近的水平(20-30nm)，但对于大分子的生物大分子的分离纯化仍存在传质缓慢、分离速度低等问题。例如CN101113180A公开了一种魔芋葡甘聚糖凝胶微球的制备方法，包括:将魔芋葡甘聚糖降解成小分子链的葡甘聚糖，过滤杂质，得到魔芋葡甘聚糖水溶液；将所得的魔芋葡甘聚糖水溶液在50°C 95°C温度下加入到含有油相乳化剂的油性物质中，同时滴加交联剂,在搅拌成球的同时发生交联反应；一步交联成球形成的凝胶微球,经洗涤、收集，即可得到魔芋葡甘聚糖凝胶微球。还可在魔芋葡甘聚糖水溶液中加入致孔剂，以制备大孔性魔芋葡甘聚糖凝胶微球。葡聚糖也是一种线性多糖分子，由葡聚糖制备的凝胶微球广泛用于生化分离过程，由于孔道较小，葡聚糖凝胶特别适合作为小分子分离介质和脱盐介质。为了拓展魔芋葡甘聚糖微球和葡聚糖微球的应用范围，并有效解决孔道小造成的传质问题，我们提出采用胶团溶胀法制备超大孔多糖微球的方法，制备得到孔径较大的魔芋葡甘聚糖微球、葡聚糖微球或魔芋葡甘聚糖-葡聚糖微球，可以有效解决传质效率低、分离速度慢等问题，提高生物大分子的分离纯化效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种超大孔多糖微球，其特征在于，所述超大孔多糖微球的平均孔径为9(T800nm，所述多糖为魔芋葡甘聚糖降解得到的小分子葡甘聚糖和/或葡聚糖，所述小分子葡甘聚糖的水溶液具有良好的流动性，其重均分子量为 I, 000-500，000，优选为 5000-100，000。优选地，所述超大孔多糖微球的平均粒径为1飞00 μ m,特别优选为5(Γ300 μ m。优选地，所述超大孔多糖微球的平均孔径为10(T300nm。
魔芋葡甘聚糖是一种天然的多糖大分子，分子量为8(Γ100万左右，通常情况下，1%的葡甘聚糖溶解在水中即形成胶冻状，没有任何流动性，不能在油相中分散成球。因此，需要将大分子量的葡甘聚糖分子进行降解，得到分子量较小的、易于流动和分散的小分子魔芋葡甘聚糖水溶液。通常降解大分子多糖的方法主要有辐照技术(例如采用放射源钴60 Y-射线)、酸解和酶解三种方法。优选地，本发明所述降解为酸解法；优选地，所述酸解中所使用的酸为有机酸和/或无机酸，进一步优选为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、草酸、碳酸、丙酸或醋酸中的I种或至少2种的组合，所述组合典型但非限制性的实例包括:盐酸和硫酸的组合，硝酸和磷酸的组合，草酸、碳酸和丙酸的组合，盐酸、碳酸、丙酸和醋酸的组合，硫酸、硝酸、磷酸、草酸和碳酸的组合，硝酸、磷酸、草酸、碳酸、丙酸和醋酸的组合等，特别优选为盐酸、硝酸、丙酸或醋酸中的I种或至少2种的组合。所述酸解法包括:将一定量的魔芋精粉溶于一定量的合适浓度的酸溶液中，充分搅拌形成胶冻状，然后放入高压反应釜内高温降解，再将降解物取出降至室温，加入碱液溶解降解物，充分搅拌使胶冻状物质全部溶解，然后过滤杂质得到黄色澄清液体即魔芋葡甘聚糖溶液。所述酸解法为所属领域已知技术，所属领域技术人员可根据需要选择具体酸解条件。本发明所述超大孔多糖微球可以用作分离纯化介质、固定化酶载体、催化剂载体或高效吸附剂，特别适合用作生物大分子的分离介质。本发明的目的之一在于提供一种所述超大孔多糖微球的制备方法。针对现有技术存在的缺点，提出采用胶团溶胀法制备超大孔多糖微球。在水相中加入较高含量的水溶性表面活性剂，表面活性剂在水相中形成大量的胶团。水相分散到油相后，胶团自发把油相吸入其极性内核中，溶胀形成大的孔道，然后再加入交联剂交联，即可得到超大孔KGM微球。
所述超大孔多糖微球的制备方法包括:将含有水溶性表面活性剂和多糖的水相和与水互不相溶的油相混合，加入交联剂，得到超大孔多糖微球，其中所述多糖为魔芋葡甘聚糖降解得到的小分子葡甘聚糖和/或葡聚糖。优选地，所述油相含有油溶性乳化剂。优选地,所述方法包括:(I)在多糖与水溶性表面活性剂溶于水中，配制成水相(W);将溶解有油溶性乳化剂且与水互不相溶的溶液作为油相(O);其中所述多糖为魔芋葡甘聚糖降解得到的小分子葡甘聚糖和/或葡聚糖；( 2 )混合油相和水相，得到W/0型乳液；(3)在步骤(2)得到的乳液中加入交联剂，进行交联；(4)交联成球后，除杂，即可得到超大孔多糖微球。优选地，步骤(3)所述交联剂至所述乳液的加入方式为滴加。优选地，步骤(3)所述交联在搅拌下进行。优选地，所述小分子葡甘聚糖由魔芋葡甘聚糖采用辐照法、酸解法和/或酶解法降解得到，特别优选采用酸解得到；优选地，所述酸解所使用的酸为有机酸和/或无机酸，进一步优选为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、草酸、碳酸、丙酸或醋酸中的I种或至少2种的组合，所述组合典型但非限制性的实例包括:盐酸和硫酸的组合，硝酸和磷酸的组合，草酸、碳酸和丙酸的组合，盐酸、碳酸、丙酸和醋酸的组合，硫酸、硝酸、磷酸、草酸和碳酸的组合，硝酸、磷酸、草酸、碳酸、丙酸和醋酸的组合等，特别优选为盐酸、硝酸、丙酸或醋酸中的I种或至少2种的组合。所述酸解法包括:将一定量的 魔芋精粉溶于一定量的合适浓度的酸溶液中，充分搅拌形成胶冻状，然后放入高压反应釜内高温降解，再将降解物取出降至室温，加入碱液溶解降解物，充分搅拌使胶冻状物质全部溶解，然后过滤杂质得到黄色澄清液体即魔芋葡甘聚糖溶液。所述酸解法为所属领域已知技术，所属领域技术人员可根据需要选择具体酸解条件。所述水相中小分子葡甘聚糖与葡聚糖可以以任意比例混合。所述水相的制备方法包括:在多糖溶液中加入水溶性表面活性剂，得到水相；优选地，所述多糖溶液中多糖的浓度为0.05wt% 60wt%，例如:0.06wt%、0.07wt%、0.09wt%、
0.llwt%、0.2wt%、0.3wt%、0.5wt%、lwt%、3wt%、5wt%、10wt%、19wt%、21wt%、30wt%、39wt%、41wt%、50wt%、54wt%、56wt%、57wt%、58wt%、59wt% 等，进一步优选为 0.lwt% 40wt%，特别优选为 2wt% 20wt%。优选地，所述水溶性表面活性剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯类(例如聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯或聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯等)、辛基苯基聚氧乙烯醚、聚乙二醇、烷基糖苷、椰油酸二乙醇酰胺或十二烷基硫酸钠中的I种或至少2种的组合，所述组合典型但非限制性的实例包括聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇三硬脂酸酯的组合，聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯的组合，聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、辛基苯基聚氧乙烯醚和聚乙二醇的组合，聚乙二醇、烷基糖苷、椰油酸二乙醇酰胺和十二烷基硫酸钠的组合，聚氧乙烯失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯、聚乙二醇、烷基糖苷和椰油酸二乙醇酰胺的组合等；水溶性表面活性剂的作用是在水相内形成大量的胶团，当水相分散到油相后，水相液滴内的胶团可以将油相自发吸入胶团的极性内核内，进行形成连续的通道。交联固化后，这些连续的通道就形成大的孔道。优选地，所述水溶性表面活性剂与多糖溶液的质量比为10:10(Γ60:100，例如:11:100、12:100、15:100、19:100、21:100、30:100、40:100、49:100、51:100、54:100、56:100、57:100,58:100,59:100 等，进一步优选为 10:100 55:100，特别优选 20:100 50:100。优选地，所述油相的溶剂为酯、杂环烷烃、杂环烷烃卤代物、烃类或卤代烃类中的I种或至少2种的组合，例如醋酸丁酯、氯代环氧丙烷、机油、煤油、透平油、二氯甲烷、石油醚、四氯化碳、液体石蜡、芳香族化合物或芳香族化合物卤代物(如甲苯、二氯苯、二甲苯等)中的I种或至少2种的组合。油相中添加的油溶性乳化剂的作用是稳定油水界面，提高液滴的稳定性，使液滴能在油相中得到很好的分散，并且可以减少微球之间的聚集和粘连现象。优选地，所述油溶性乳化剂为失水山梨醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯或烷基酚聚氧乙烯醚类中的I种或至少2种的组合。优选地，所述油 溶性乳化剂在油相中的浓度为0.05wt%^25wt%,例如:0.06wt%、
0.07wt%、0.09wt%、0.llwt%、0.15wt%、0.2wt%、0.5wt%、lwt%、2wt%、4wt%、6wt%、9wt%、llwt%、14wt%、16wt%、18wt%、20wt%、23wt%、24wt% 等，进一步优选为 0.lwt% 15wt%，特别优选为3wt%^10wt%o优选地，所述水相与油相混合在搅拌下进行，反应装置应该提供合适的剪切力，可以通过调节转速来控制粒径大小；优选地，所述搅拌速度为5(Tl000rpm范围内调节，特别优选为10(T500rpm。含有多糖和水溶性表面活性剂的水相通过搅拌在油相中分散为小液滴，水溶性表面活性剂在水相内形成的胶团将油相自发吸入胶团的极性内核内，进行形成连续的通道，加入交联剂后，交联剂扩散到微球内部，与多糖链进行交联反应，从而调整微球的机械强度，除杂(例如洗涤)去除水相中未参加反应的表面活性剂、残存的油相溶剂以及油溶性乳化剂等成分，得到大孔径的多糖微球。优选地，所述油相与水相的质量比为2:1以上，例如2.1:1,2.2:1,2.5:1,2.9:1,3.1:1、3.5:1、3.9:1、4.1:1、4.5:1、5:1、10:1、14:1、16:1、19:1、21:1、25:1、30:1 等，进一步优选为3: f 20:1，特别优选为4: f 15:1。优选地，所述交联剂为含有环氧基团的多官能团化合物和/或含有环氧基团和卤素取代基的多官能团化合物，特别优选为二环氧丁烷、环氧氯丙烷-多元醇衍生物或环氧氯丙烷中的I种或至少2种的组合。交联剂扩散到微球内部，在适宜的温度和时间下与多糖链进行交联反应，通过调整交联剂的加入量可以控制微球的机械强度。优选地，所述交联温度为15 100 V，例如:16 °C、17 °C、18 °C、19 °C、21 °C、25 V、30 °C >35 °C >39 °C >41 °C >45 °C >50 °C >60 °C、70 °C、79 °C、81 °C >85 °C >90 °C >95 °C、97 °C、8 °C、99°C等，进一步优选为2(T90°C，特别优选为4(T80°C。优选地，所述交联时间为至少2小时，例如:2.1小时、2.2小时、2.5小时、3小时、5小时、6小时、10小时、11小时、13小时、15小时、20小时、21小时、22小时、23小时、25小时、30小时等，进一步优选为2 24小时，特别优选为Γ12小时。交联完成后，需要对产物进行除杂，以去除水相中未参加反应的表面活性剂，以及残存的液体石蜡、石油醚、以及油相中的乳化剂等成分。优选地，步骤(4)所述除杂为洗涤；优选地，所述洗涤采用乙醇和/或去离子水；优选地，所述洗涤次数为至少2次，例如3次、4次、5次、6次、8次、10次、15次、20次等，特别优选至少3次。本发明方法所制得的微球的表面形态、骨架结构、内部孔结构、孔径、比表面积、孔隙率等可以通过调节水相中表面活性剂和多糖的加入量、油水比、乳化时间等因素来进行调节和控制。本发明所述方法利用水溶性表面活性剂的溶胀制备多糖微球，其平均孔径较大，可达到9(T800nm，平均粒径为1飞00 μ m,通过调节水相中表面活性剂的用量，可以方便地控制多糖液滴的最大吸油量，进而实现对产品孔径的调控，结合对多糖的交联，从而保证产品的机械强度。与现有技术相比，本发明的优势在于:(I)本发明所述方法制备的多糖微球平均孔径较大且孔径可控，可达到9(T800nm，可以有效解决生物大分子传质效率低、分离速度慢等问题，提高了生物大分子的分离纯化效果；(2)制备方法工艺简单，可用于工业化生产；(3)通过油相和水相混合时的搅拌速度即可控制粒径，操作方便。
图1为实施例2制备的超大孔魔芋葡甘聚糖微球。图2为实施例3制备的超大孔魔芋葡甘聚糖微球。图3为实施例4制备的超大孔魔芋葡甘聚糖微球。
图4为实施例4制备的超大孔魔芋葡甘聚糖微球内部结构。图5为实施例5制备的超大孔魔芋葡甘聚糖微球。图6为实施例6制备的超大孔葡聚糖微球。图7为实施例7制备的超大孔魔芋葡甘聚糖-葡聚糖微球。图8为实施例8制备的超大孔魔芋葡甘聚糖微球。图9为实施例8制备的超大孔魔芋葡甘聚糖微球表面结构。图10为实施例9制备的超大孔魔芋葡甘聚糖-葡聚糖微球。图11为实施例9制备的超大孔魔芋葡甘聚糖-葡聚糖微球的内部结构。
具体实施例方式为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。实施例1:小分子葡甘聚糖的制备在IL的烧杯中，将25ml0.1M的HCl与200g去离子水混合均匀，将魔芋葡甘聚糖精粉50g倒入混合液中，搅拌均匀，溶胀IOmin后呈胶冻状。放入高压反应釜中，在120°C下降解40min。降解完毕后取出反应器，放置至室温。加入125g40%的NaOH溶液，搅拌使胶冻状物质溶解，过滤杂质后即可得到澄清的所需浓度的魔芋葡甘聚糖水溶液。同法可以制备
0.1%、4%、15%、20%、40%等固含量的魔芋葡甘聚糖水溶液备用。实施例2
准确称取30g浓度为0.05wt%的魔芋葡甘聚糖(分子量为50，000)水溶液，在水溶液中加入质量为6g的聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯和2g十二烷基硫酸钠于烧杯中，在50°C下恒温水浴条件下搅拌混合lh。准确称取20g的聚甘油脂肪酸酯、15g 二氯甲烷和45g煤油于三口瓶中，作为油相，在50°C下恒温水浴锅中搅拌，调节合适转速。将混合好的水相加入到油相中，分散乳化40min，然后称取15g环氧氯丙烷交联剂，滴加至混合体系中，滴加完成后，升温至90°C，在此温度下交联6h。反应结束后，过滤，用工业乙醇和蒸馏水清洗产品数次，将二氯甲烷、煤油、表面活性剂等组分洗净，即得产品。所得微球的外观如图1所示。微球的平均粒径为62 μ m，平均孔径为106nm。实施例3准确称取20g浓度为20%的魔芋葡甘聚糖(分子量为150，000)水溶液、2g聚氧乙烯失水山梨醇三硬脂酸酯于烧杯中，在30°C恒温水浴条件下搅拌混合lh。准确称取15g聚氧乙烯脂肪酸酯、50g石油醚和200g透平油于三口瓶中，作为油相，在30°C下恒温水浴锅中搅拌，调节合适转速。将混合好的水相加入到油相中，分散乳化lh，然后称取30g环氧氯丙烷交联剂，滴加至混合体系中，滴加完成后，升温至60°C，在此温度下交联固化10h。反应结束后，过滤，用工业乙醇和蒸馏水清洗产品数次，将石油醚、透平油、表面活性剂等组分洗净，干燥后，即得产品。所得微球的电镜照片如图2所示。微球的平均粒径为45μπι，平均孔径为90nm。实施例4 准确称取30g的浓度为8%的魔芋葡甘聚糖(分子量为220，000)水溶液、18g烷基糖苷于烧杯中，在60°C恒温水浴条件下搅拌混合。准确称取0.3g聚甘油脂肪酸酯、600g机油于三口瓶中，作为油相，在60°C下恒温水浴锅中搅拌，调节合适转速。将混合好的水相加入到油相中，分散乳化20min，然后称取15g环氧氯丙烷交联剂，滴加至混合体系中，滴加完成后，升温至80°C，在此温度下交联4h。反应结束后，过滤，用工业乙醇和蒸馏水清洗产品数次，将机油、表面活性剂等洗净，干燥后，即得产品。所得微球的电镜照片如图3、图4示。微球的平均粒径为96 μ m,平均孔径为210nm。实施例5准确称取25g的浓度为60%的魔芋葡甘聚糖(分子量为1000)水溶液、质量为8g的辛基苯基聚氧乙烯醚和Ig的烷基糖苷于烧杯中，在40°C恒温水浴条件下搅拌混合。准确称取15g烷基酚聚氧乙烯醚、IOg氯代环氧丙烷和120g液体石蜡于三口瓶中，在40°C下恒温水浴锅中搅拌，调节合适转速。将混合好的水相加入到油相中，分散乳化30min，然后称取25g环氧氯丙烷交联剂，滴加至混合体系中，滴加完成后，升温至70°C，在此温度下交联15h。反应结束后，过滤，用工业乙醇和蒸馏水清洗产品数次，将氯代环氧丙烷、液体石蜡、表面活性剂等组分洗净，干燥后，即得产品。所得微球的电镜照片如图5所示。微球的平均粒径为30 μ m,平均孔径为310nm。实施例6将重均分子量为100，000的葡聚糖溶于去离子水，制成浓度为15%的葡聚糖溶液。准确称取30g，在水溶液中加入质量为IOg的聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯和2g的十二烷基硫酸钠于烧杯中，在20°C下恒温水浴条件下搅拌混合lh。准确称取20g的聚甘油脂肪酸酯、IOOg 二氯甲烷和150g煤油于三口瓶中，作为油相，在50°C下恒温水浴锅中搅拌，调节合适转速。将混合好的水相加入到油相中，分散乳化40min，然后称取15g环氧氯丙烷交联剂，滴加至混合体系中，滴加完成后，恒温20°C，在此温度下交联2h。反应结束后，过滤，用工业乙醇和蒸馏水清洗产品数次，将二氯甲烷、煤油、表面活性剂等组分洗净，即得产品。所得微球的外观如图6所示。微球的平均粒径为150 μ m，平均孔径为96nm。实施例7准确称取20g浓度为0.1%的魔芋葡甘聚糖(分子量为1000，000)水溶液，在其中加入1.6g葡聚糖，总的多糖含量为7.5%，再加入4g聚氧乙烯失水山梨醇三硬脂酸酯，在30°C恒温水浴条件下搅拌混合lh。准确称取15g聚氧乙烯脂肪酸酯、50g石油醚和200g透平油于三口瓶中，作为油相，在30°C下恒温水浴锅中搅拌，调节合适转速。将混合好的水相加入到油相中，分散乳化lh，然后称取30g环氧氯丙烷交联剂，滴加至混合体系中，滴加完成后，升温至60°C，在此温度下交联固化12h。反应结束后，过滤，用工业乙醇和蒸馏水清洗产品数次，将石油醚、透平油、表面活性剂等组分洗净，干燥后，即得产品。所得微球的电镜照片如图7所示。微球的平均粒径为220 μ m，平均孔径为150nm。实施例8准确称取25g的浓度为40%的魔芋葡甘聚糖(分子量为10，000)水溶液、2.5g的聚乙二醇和6.5g聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯于烧杯中，在40°C恒温水浴条件下搅拌混合，得到水相。准确称取0.5g失水山梨醇脂肪酸酯和165.5g四氯化碳于三口瓶中，在40°C下恒温水浴锅中搅拌，调节合适转速，得到油相。将混合好的水相加入到油相中，在500rpm下分散乳化2h，然后称取IOg 二氧氯丁烷交联剂，滴加至混合体系中，滴加完成后，升温至50°C，在此温度下交联24h。反应结束后，过滤，用工业乙醇和蒸馏水清洗产品数次，将四氯化碳、表面活性剂等组分洗净，干燥后，即得产品。所得微球的电镜图片如图8、图9所示，平均粒径为50 μ m,平均孔径为240nm。实施例9准确称取10.9g浓度为20%的魔芋葡甘聚糖(分子量为500，000)水溶液，在其中加入7.82g葡聚糖，多糖溶液中多糖的浓度为53%，再加入9g聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯和Ig椰油酸二乙醇酰胺，在30°C恒温水浴条件下搅拌混合lh，作为水相。准确称取60g聚氧乙烯脂肪酸酯、200g甲苯和IOOg 二氯苯于三口瓶中，作为油相，在30°C下恒温水浴锅中搅拌，调节合适转速，得到油相。将混合好的水相加入到油相中，在IOOrpm下分散乳化Ih,然后称取20g环氧氯丙烷交联剂，滴加至混合体系中，滴加完成后，恒温30°C，在此温度下交联固化8h。反应结束后，过滤，用工业乙醇和蒸馏水清洗产品数次，将甲苯、二氯苯、表面活性剂等组分洗净，干燥后，即得产品。所得微球的电镜图片如图10、图11所示，平均粒径为68 μ m,平均孔径为800nm。申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能 实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
权利要求
1.一种超大孔多糖微球，其特征在于，所述超大孔多糖微球的平均孔径为9(T800nm，所述多糖为魔芋葡甘聚糖降解得到的小分子葡甘聚糖和/或葡聚糖。
2.如权利要求1所述的超大孔多糖微球，其特征在于，所述超大孔多糖微球的平均粒径为Γ500 μ m,特别优选为50 300 μ m ； 优选地，所述超大孔多糖微球的平均孔径为10(T300nm ； 优选地，所述降解为酸解法；优选地，所述酸解中所使用的酸为有机酸和/或无机酸，进一步优选为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、草酸、碳酸、丙酸或醋酸中的I种或至少2种的组合，特别优选为盐酸、硝酸、丙酸或醋酸中的I种或至少2种的组合； 优选地，所述小分子葡甘聚糖的重均分子量为1，000-500, 000，优选为5000-100，000。
3.如权利要求1或2所述的超大孔多糖微球的用途，其特征在于，所述超大孔多糖微球用作分离纯化介质、固定化酶载体、催化剂载体、高效吸附剂或生物大分子的分离介质。
4.如权利要求1或2所述的超大孔多糖微球的制备方法，其特征在于，所述方法包括:将含有水溶性表面活性剂和多糖的水相和与水互不相溶的油相混合，加入交联剂，得到超大孔多糖微球，其中所述多糖为魔芋葡甘聚糖降解得到的小分子葡甘聚糖和/或葡聚糖。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述油相含有油溶性乳化剂；优选地，所述方法包括: (1)在多糖与水溶性表面活性剂溶于水中，配制成水相；将溶解有油溶性乳化剂且与水互不相溶的溶液作为油相；其中所述多糖为魔芋葡甘聚糖降解得到的小分子葡甘聚糖和/或葡聚糖； (2)混合油相和水相，得 到W/0型乳液； (3)在步骤(2)得到的乳液中加入交联剂，进行交联； (4)交联成球后，除杂，即可得到超大孔多糖微球。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述交联剂至所述乳液的加入方式为滴加； 优选地，步骤(3)所述交联在搅拌下进行； 优选地，所述小分子葡甘聚糖由魔芋葡甘聚糖采用辐照法、酸解法和/或酶解法降解得到，特别优选采用酸解得到； 优选地，所述酸解所使用的酸为有机酸和/或无机酸，进一步优选为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、草酸、碳酸、丙酸或醋酸中的I种或至少2种的组合，特别优选为盐酸、硝酸、丙酸或醋酸中的I种或至少2种的组合。
7.如权利要求4-6任一项所述的方法，其特征在于，所述水相的制备方法包括:在多糖溶液中加入水溶性表面活性剂，得到水相； 优选地，所述多糖溶液中多糖的浓度为0.05Wt9T60wt%，进一步优选为0.lwt%^40wt%,特别优选为2wt% 20wt% ； 优选地，所述小分子葡甘聚糖的重均分子量为1，000-500, 000，优选为5000-100，000 ； 优选地，所述水溶性表面活性剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯类、辛基苯基聚氧乙烯醚、聚乙二醇、烷基糖苷、椰油酸二乙醇酰胺或十二烷基硫酸钠中的I种或至少2种的组合； 优选地，所述水溶性表面活性剂与多糖溶液的质量比为10:10(Γ60:100，进一步优选为10:100 55:100，特别优选 20:100 50:100 ； 优选地，所述油相的溶剂为酯、杂环烷烃、杂环烷烃卤代物、烃类或卤代烃类中的I种或至少2种的组合。
8.如权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，所述油溶性乳化剂为失水山梨醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯或烷基酚聚氧乙烯醚类中的I种或至少2种的组合； 优选地，所述油溶性乳化剂在油相中的含量为0.05wt%^25wt%,进一步优选为wt% 15wt%,特别优选为 3wt% 10wt%。
9.如权利要求4-8任一项所述的方法，其特征在于，所述水相与油相混合在搅拌下进行；优选地，所述搅拌速度为5(Tl000rpm，特别优选为10(T500rpm ； 优选地，所述油相与水相的质量比为2:1以上，进一步优选为3: f 20:1，特别优选为4:1 15:1。
10.如权利要求4-9任一项所述的方法，其特征在于，所述交联剂为含有环氧基团的多官能团化合物和/或含有环氧基团和卤素取代基的多官能团化合物，特别优选为二环氧丁烷、环氧氯丙烷-多元醇衍生物或环氧氯丙烷中的I种或至少2种的组合； 优选地，所述交联温度为15 100°C，进一步优选为2(T90°C，特别优选为4(T80°C ； 优选地，所述交联时间为至少2小时，进一步优选为2 24小时，特别优选为Γ12小时； 优选地，步骤(4)所述除 杂为洗涤；优选地，所述洗涤采用乙醇和/或去离子水；优选地，所述洗涤次数为至少2次，特别优选至少3次。
全文摘要
本发明涉及一种超大孔多糖微球产品及其制备方法。微球的平均粒径为1-500μm，平均孔径在90-800nm范围内可控。该微球是通过在水相中加入高含量的水溶性表面活性剂，将含有表面活性剂的水相分散到油相中，通过表面活性剂形成的胶团的吸油溶胀作用，得到大的孔道，交联固化后制备出超大孔微球。该产品可以用作分离纯化介质、固定化酶载体、催化剂载体或高效吸附剂，特别适合用作生物大分子的分离介质。
文档编号C08L5/02GK103113626SQ201310024488
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日
发明者马光辉, 周炜清, 苏志国, 陈娟, 李娟 , 王伟宸 申请人:中国科学院过程工程研究所