本发明涉及生物
技术领域：
，尤其涉及一种硫酸软骨素镁及其制备方法。
背景技术：
：硫酸软骨素是从动物软骨中提取的一种黏多糖类物质，主要由d-葡萄糖醛酸和n-乙酰-d-氨基半乳糖构成。它对骨骼具有保护作用，可以预防骨骼变硬变脆，阻止进一步钙硬化，使骨骼保持一定的柔韧性，有助于骨质增生的恢复，在骨修复、关节病的防治等方面具有重要的作用，然而，目前的硫酸软骨素的相关产品在骨修复和关节病防治上的效果仍然较差，影响了治疗效果。技术实现要素：基于此，有必要提供一种硫酸软骨素镁，该硫酸软骨素镁具有较好的骨修复和关节病防治效果。此外，还提供一种硫酸软骨素镁的制备方法。一种硫酸软骨素镁，所述硫酸软骨素镁的分子式为(c14h19nmgo14s)n，其中，n为30～37的整数。由于软骨细胞凋亡过盛是关节退变发展成骨关节病的重要原因之一，骨关节炎的发病伴随着软骨细胞的减少和细胞外基质的降解，而经实验证明，该硫酸软骨素镁能够明显抑制软骨细胞凋亡和促进软骨细胞的增殖，使得该硫酸软骨素镁具不仅具有减轻局部炎症的效果，还能够较好的辅助治疗骨关节炎。一种硫酸软骨素镁的制备方法，包括如下步骤：将硫酸软骨素钠的水溶液过阳离子交换树脂柱，收集流出液直至所述流出液的ph值为6.5～7；调节收集的所述流出液的ph值至6～6.5，然后加入水溶性镁盐，溶解后静置5小时～12小时，得到反应液，其中，所述水溶性镁盐与所述硫酸软骨素钠的水溶液中的硫酸软骨素钠的质量比为0.4:1～0.8:1；及在所述反应液中加入沉淀剂，充分沉淀后固液分离，得到分子式为(c14h19nmgo14s)n的硫酸软骨素镁，其中，n为30～37的整数。在其中一个实施例中，所述硫酸软骨素钠的水溶液中，所述硫酸软骨素钠的质量百分含量为4％～10％。在其中一个实施例中，所述阳离子交换树脂柱中含有阳离子交换树脂，所述阳离子交换树脂的交换容量为3mmol～5mmol。在其中一个实施例中，所述将硫酸软骨素钠的水溶液过阳离子交换树脂柱的步骤中，所述硫酸软骨素钠的水溶液过所述阳离子交换树脂柱的速度为0.2毫升/分钟～2毫升/分钟。在其中一个实施例中，所述阳离子交换树脂柱中含有阳离子交换树脂，所述阳离子交换树脂与所述硫酸软骨素钠的水溶液中的硫酸软骨素钠的质量比为4:1～1:1。在其中一个实施例中，所述水溶性镁盐选自氯化镁及硝酸镁中的至少一种。在其中一个实施例中，所述调节收集的所述流出液的ph值至6～6.5的步骤中，使用氢氧化镁调节收集的所述流出液的ph值。在其中一个实施例中，所述沉淀剂为乙醇，所述在所述反应液中加入沉淀剂的步骤具体为：在所述反应液中加入所述沉淀剂，直至所述反应液中的所述沉淀剂的质量百分含量为60％～65％。在其中一个实施例中，所述在所述反应液中加入沉淀剂，充分沉淀后固液分离的步骤之后，还包括纯化的步骤：将所述过滤后得到的过滤物用无水乙醇清洗，经干燥，再将所述过滤物溶解在超纯水中，再经过滤得到滤液，在所述滤液中加入乙醇进行沉淀处理，然后收集沉淀物，将所述沉淀物干燥。附图说明图1为一实施方式的硫酸软骨素镁的制备方法的流程图；图2为实施例4的硫酸软骨素镁的硫元素的edx面扫描图谱；图3为实施例4的硫酸软骨素镁的镁元素的edx面扫描图谱；图4为对照实验、实施例4的硫酸软骨素镁的浓度为3mmol/l的细胞培养液以及对比例1的硫酸软骨素钠的浓度为3mmol/l的细胞培养液中的软骨细胞在第3天的增殖能力的柱状图；图5、图8及图11分别为对照实验在第1天、第3天和第6天的软骨细胞的凋亡情况的流式检测图；图6、图9及图12分别为对比例1的的硫酸软骨素钠的浓度为3mmol/l的细胞培养液中的软骨细胞在第1天、第3天和第6天的凋亡情况的流式检测图；图7、图10及图13分别为实施例4的硫酸软骨素镁的浓度为3mmol/l的细胞培养液中的软骨细胞在第1天、第3天和第6天的凋亡情况的流式检测图；图14为对照实验、实施例1～8的硫酸软骨素镁的浓度为3mmol/l的细胞培养液以及对比例1的硫酸软骨素钠的浓度为3mmol/l的细胞培养液中的软骨细胞在第1天、第3天和第6天的凋亡率的柱状图。具体实施方式为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的
技术领域：
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。一实施方式的硫酸软骨素镁，其分子式为(c14h19nmgo14s)n，其中，n为30～37的整数。镁是一种人体所必要的微量元素，其含量仅次于钾离子，且人体内的镁元素一般以上储存在骨组织内，是维持骨骼健康的重要元素。由于软骨细胞凋亡过盛是关节退变发展成骨关节病的重要原因之一，骨关节炎的发病伴随着软骨细胞的减少和细胞外基质的降解，而经实验证明，该硫酸软骨素镁能够明显抑制软骨细胞凋亡和促进软骨细胞的增殖，使得该硫酸软骨素镁具不仅具有减轻局部炎症的效果，还能够较好的辅助治疗骨关节炎。而目前的硫酸软骨素锶对软骨细胞无增值作用，且对其凋亡的影响也尚不明确。如图1所示，一实施方式的硫酸软骨素镁的制备方法，为上述硫酸软骨素镁的一种制备方法，该硫酸软骨素镁的制备方法包括如下步骤：步骤s110：将硫酸软骨素钠的水溶液过阳离子交换树脂柱，收集流出液直至流出液的ph值为6.5～7。阳离子交换树脂柱中含有阳离子交换树脂，阳离子交换树脂遇水可将其本身的某一种具有活性的离子和水溶液中某电离子相互交换，即发生置换反应，去除水溶液中可溶解的离子。其中，阳离子交换树脂是以苯乙烯和二乙烯苯聚合，经硫酸磺化而制得的聚合物，因此，硫酸软骨素钠的水溶液过阳离子交换树脂柱后，起始的流出液的ph值小于6.5，呈酸性。具体地，阳离子交换树脂柱中含有阳离子交换树脂，阳离子交换树脂的交换容量为3mmol～5mmol，以使保证交换的尽可能完全和保证交换速率，若交换容量太低，容易导致交换不完全，最终产物不纯；若交换容量太高，交换树脂的用量过少，不利于控制交换速率，影响产物纯度。进一步地，阳离子交换树脂与硫酸软骨素钠的水溶液中的硫酸软骨素钠的质量比为4:1～1:1，以使硫酸软骨素钠能够充分地与阳离子交换树脂进行交换，以保证硫酸软骨素钠中的钠离子被完全交换，保证后续产物的纯度。具体地，硫酸软骨素钠的水溶液中，硫酸软骨素钠的质量百分含量为4％～10％。该浓度能够保证硫酸软骨素钠与阳离子交换树脂较为完全的交换，若硫酸软骨素钠的水溶液的浓度太大，容易堵塞阳离子交换树脂柱，不利于反应的进行，若浓度太低，交换速率太快，交换不完全。具体地，将硫酸软骨素钠的水溶液过阳离子交换树脂柱的步骤中，硫酸软骨素钠的水溶液过阳离子交换树脂柱的速度为0.2毫升/分钟～2毫升/分钟。步骤s120：调节收集的流出液的ph值至6～6.5，然后加入水溶性镁盐，溶解后静置5小时～12小时，得到反应液。其中，水溶性镁盐与硫酸软骨素钠的水溶液中的硫酸软骨素钠的质量比为0.4:1～0.8:1。具体地，调节收集的流出液的ph值至6～6.5的步骤中，使用氢氧化镁调节收集的流出液的ph值。使用氢氧化钠调节流出液的ph值能够避免在制备过程中引入外界离子而影响产物的纯度。进一步地，使用氢氧化镁调节收集的流出液的ph值的步骤中，氢氧化镁以质量百分含量为10％～30％的氢氧化镁的水溶液的方式加入收集的流出液中。由于氢氧化镁微溶于水，过多的氢氧化镁难以溶解在水中，若浓度太低，氢氧化镁的水溶液添加量太多，不利于ph的调节。具体地，调节收集的流出液的ph值至6～6.5的步骤之后，加入水溶性镁盐的步骤之前，还包括将流出液过滤，收集滤液的步骤。此时，加入水溶性镁盐的步骤具体为：在滤液中加入水溶性镁盐。通过在加入水溶性镁盐之前将流出液过滤，以去除流出液中的杂质，保证后续产物的纯度。更具体地，过滤的方法为真空抽滤。具体地，水溶性镁盐选自氯化镁及硝酸镁中的至少一种。步骤s130：在反应液中加入沉淀剂，充分沉淀后固液分离，得到分子式为(c14h19nmgo14s)n的硫酸软骨素镁。其中，n为30～37的整数。具体地，沉淀剂为乙醇，在反应液中加入沉淀剂的步骤具体为：在反应液中加入沉淀剂，直至反应液中的沉淀剂的质量百分含量为60％～65％，以保证反应液中的硫酸软骨素镁能够尽可能地完全沉淀，保证硫酸软骨素镁的产率。更具体地，在反应液中加入沉淀剂的步骤中，以沉淀剂的水溶液的方式加入，且沉淀剂的水溶液中的沉淀剂的质量百分含量在90％以上。需要说明的是，沉淀剂不限于为乙醇，沉淀剂可以为本领域常用的、能够使硫酸软骨素镁沉淀的物质，例如，丙酮，然而丙酮有毒，完全清洗干净较为困难，而乙醇无毒，且硫酸软骨素镁需作用在细胞上，因此，使用乙醇更为合适。具体地，步骤s130中的充分沉淀后固液分离的步骤具体为：在反应液中加入沉淀剂后的静置12小时～15小时，然后固液分离。固液分离的步骤为抽滤。进一步地，在反应液中加入沉淀剂，再经静置和过滤的步骤之后，还包括纯化的步骤：将过滤后得到的过滤物用无水乙醇清洗，经干燥，再将过滤物溶解在超纯水中，再经过滤得到滤液，在滤液中加入乙醇进行沉淀处理，然后收集沉淀物，将沉淀物干燥，此沉淀物即为纯化后的硫酸软骨素镁，通过该步骤能够有效地提高产物的纯度。其中，超纯水指的是指电阻率达到18mω*cm(25℃)的水。具体地，将过滤后得到的过滤物用无水乙醇清洗后的干燥步骤为45℃～60℃真空干燥12小时～24小时；将沉淀物干燥的步骤中，干燥温度为45℃～60℃真空干燥12小时～24小时。上述硫酸软骨素镁的制备方法的操作简单，且使用硫酸软骨素钠为原料，来源广泛，易于工业生产。且通过上述制备方法制备硫酸软骨素镁的纯度均较高，使得硫酸软骨素镁的纯度高达79.1％以上。以下为具体实施例部分(以下实施例如无特殊说明，则不含有除不可避免的杂质以外的其它未明确指出的组分。)：实施例1～实施例7实施例1～7的硫酸软骨素镁的制备过程如下：(1)按照表1中的硫酸软骨素钠的质量百分含量将硫酸软骨素钠的水溶液以表1中的过柱速度过阳离子交换树脂柱，收集流出液，直至流出液的ph值变为表1中的ph1停止收集。其中，阳离子交换树脂柱中的阳离子交换树脂的交换容量件表1，阳离子交换树脂与硫酸软骨素钠的水溶液中的硫酸软骨素钠的质量比见表1。表1(2)根据表2，用质量百分含量为a％的氢氧化镁的水溶液调节收集的流出液的ph值至ph2，然后真空抽滤，收集滤液，在滤液中加入表2所列的水溶性镁盐，搅拌溶解t1分钟，再静置t2小时，得到反应液。其中，水溶性镁盐与硫酸软骨素钠的水溶液中的硫酸软骨素钠的质量比见表2。表2(3)根据表3，在反应液中加入质量百分含量为c1％的乙醇的水溶液，直至反应液中的沉淀剂的质量百分含量为c2％，再经静置t3小时，然后抽滤，将抽滤后得到的过滤物用无水乙醇清洗3次，经t1℃真空干燥t4小时，再将过滤物溶解在超纯水中，再经抽滤得到滤液，在滤液中加入乙醇进行沉淀处理，然后收集沉淀物，将沉淀物在t2℃下真空干燥t5小时，得到分子式为如表3所示的硫酸软骨素镁，产率和纯度如表4所示。表3实施例8本实施例的硫酸软骨素镁的制备过程与实施例4的硫酸软骨素镁的制备过程大致相同，区别在于，实施例8的步骤(3)不同，实施例8的步骤(3)如下：在反应液中加入质量百分含量为96％的乙醇的水溶液，直至反应液中的沉淀剂的质量百分含量为65％，再经静置13小时，然后抽滤，将抽滤后得到的过滤物用无水乙醇清洗3次，50℃真空干燥18小时，得到分子式与实施例4相同的硫酸软骨素镁，产率和纯度如表5所示。对比例1对比例1为硫酸软骨素钠，且该硫酸软骨素钠与实施例1～8的步骤(1)中所用的硫酸软骨素钠相同。测试：(1)对实施例1～实施例8制备得到的硫酸软骨素镁进行edx(能量色散x射线光谱)测试，其中，镁元素的标准样品标签为mgo，硫元素的标准样品标签为fes2：图2和图3分别为实施例4的硫酸软骨素镁的硫元素和镁元素的edx面扫描图谱，从图2和图3中可以看出，实施例4的硫酸软骨素镁的硫元素和镁元素分布均匀，这间接说明了实施例4得到的硫酸软骨素镁具有较高的纯度。而实施例1～3、实施例5～8具有较为类似的硫元素和镁元素的edx面扫描图谱，在此不再赘述。且通过edx测试，还得到实施例1～8的硫酸软骨素镁的硫元素和镁元素的原子百分比见表4，由于edx测试通常是对原子系数大于11的元素进行标定，因此，在此仅对各个实施例的硫酸软骨素镁的硫元素和镁元素进行标定。其中，相对误差0.2％以下结果的可信度较高。表4从该表4可以看出，实施例1～8的硫酸软骨素镁的镁元素的原子个数的百分占比与硫元素的原子个数的百分占比的比值至少为0.75:1，而实际的理论值应为1:1，那么根据每个实施例的硫酸软骨素镁的镁元素和硫元素的原子个数的百分占比计算得到硫酸软骨素镁的纯度，如表5所示(纯度＝镁元素原子个数的百分占比÷硫元素的原子个数的百分占比×100％)。表5纯度(％)实施例192.8实施例290.9实施例384.9实施例497.5实施例579.1实施例696.2实施例786实施例875从表5中可以看出，实施例1～实施例7的硫酸软骨素镁的制备方法制备的得到的硫酸软骨素镁的纯度至少为79.1％，具有比实施例8高的纯度。(2)实施例4的硫酸软骨素镁和对比例1的硫酸软骨素钠对软骨细胞的增殖能力的影响测试：软骨细胞：来源于关节炎病人的关节软骨。实验：将每个实施例的硫酸软骨素镁和对比例1的硫酸软骨素钠分别用hyclonedmem(dulbecco'smodifiedeaglemedium)高糖(含10％胎牛血清)培养液配制成浓度为3mmol/的细胞培养液，并将没有添加硫酸软骨素镁的dmem高糖培养液作为对照实验。分别用上述培养液配成单个软骨细胞悬液，每孔5000个细胞接种到96孔板，每孔体积200ul。软骨细胞培养3天后，每孔加mtt(3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐)溶液(5mg/ml用pbs配)20ul。继续孵育4小时，终止培养，小心吸弃孔内培养上清液。每孔加150ul二甲基亚砜(dmso)，振荡10分钟，使结晶物充分融解。选择490nm波长，在酶联免疫监测仪上测定各孔光吸收值。检测原理为：活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源性mtt还原为不溶于水的蓝紫色结晶甲瓒(formazan)，并沉积在细胞中，而死细胞无此功能。二甲基亚砜(dmso)能溶解细胞中的甲瓒，用酶标仪在490nm波长处测定其光吸收值，在一定细胞数范围内，mtt结晶形成的量与细胞数成正比。根据测得的吸光度值(od值)，来判断活细胞数量，od值越大，细胞活性越强，增殖能力就越强。其中，对照实验、实施例4的硫酸软骨素镁的浓度为3mmol/l的细胞培养液以及对比例1的硫酸软骨素钠的浓度为3mmol/l的细胞培养液中的软骨细胞在第3天的吸光度值，见表6。根据表6中的吸光度值，得到对照实验、实施例4的硫酸软骨素镁的浓度为3mmol/l的细胞培养液以及对比例1的硫酸软骨素钠的浓度为3mmol/l的细胞培养液中的软骨细胞在第3天的增殖能力的柱状图如图4所示。从图4中可以看出，实施例4的软骨细胞的吸光度值明显高于对照实验和对比例1，从而证明了硫酸软骨素镁在促进软骨细胞增殖方面的积极作用。(3)实施例4的硫酸软骨素镁和对比例1的硫酸软骨素钠对软骨细胞的凋亡情况的流式检测：软骨组织、各培养液的配置均与前文中的相同。annexinv是一种检测细胞凋亡的试剂，在正常细胞中，磷脂酰丝氨酸只分布在细胞膜脂质双层的内侧，细胞发生凋亡早期，膜磷脂酰丝氨酸(ps)由脂膜内侧翻向外侧。这一变化早于细胞皱缩、染色质浓缩、dna片断化和细胞膜的通透性增加等凋亡现象。annexinv作为一种磷脂结合蛋白，与磷脂酰丝氨酸有高度亲和力，它通过细胞外侧暴露的磷脂酰丝氨酸与凋亡早期细胞的胞膜结合。因此annexinv是检测细胞早期凋亡的灵敏指标。碘化丙啶(propidiumiodide，pi)是一种核酸染料，它不能透过完整的细胞膜，但凋亡中晚期的细胞和死细胞由于细胞膜通透性的增加，pi能够透过细胞膜而使细胞核染红。因此将annexinv与pi匹配使用，就可以将处于不同凋亡时期的细胞区分开来。对照实验的第1天、第3天和第6天的软骨细胞的凋亡情况的流式检测图分别如图5、图8及图11所示，对比例1的硫酸软骨素钠的浓度为3mmol/l的细胞培养液中的软骨细胞在第1天、第3天和第6天的凋亡情况的流式检测图分别如图6、图9及图12所示，实施例4的硫酸软骨素镁的浓度为3mmol/l的细胞培养液中的软骨细胞在第1天、第3天和第6天的凋亡情况的流式检测图图分别如图7、图10及图13所示。在图5～图13中，fitc为异硫氰酸荧光素，q1区域内的散点表示fitc-而pi+的软骨细胞，为坏死细胞，也可能有少数的晚期凋亡细胞在其中，甚至机械损伤的细胞也包含其中；q2区域内的散点表示fitc+而pi+的软骨细胞，为晚期凋亡细胞；q3区域内的散点表示fitc+而pi-的软骨细胞，为早期凋亡细胞；q4区域内的散点表示fitc-而pi-的软骨细胞，为活细胞；通常细胞的凋亡率用q2与q3的凋亡率的和来计算，其中，对照实验、实施例4的硫酸软骨素镁的浓度为3mmol/l的细胞培养液以及对比例1的硫酸软骨素钠的浓度为3mmol/l的细胞培养液中的软骨细胞在第1天、第3天和第6天的凋亡率，见表6。根据图5～图13得到对照实验、实施例1～8的硫酸软骨素镁的浓度为3mmol/l的细胞培养液以及对比例1的硫酸软骨素钠的浓度为3mmol/l的细胞培养液中的软骨细胞在第1天、第3天和第6天的凋亡率的柱状图见图14。从图中5～14中可以，看出硫酸软骨素镁的软骨细胞在第1天、第3天和第6天的凋亡率都低于对照实验和对比例1，由此反映出硫酸软骨素镁对软骨细胞凋亡的抑制作用明显强于硫酸软骨素钠和对照实验。表6从表6中可以看出，实施例4的硫酸软骨素镁中的软骨细胞的吸光度值高达104％，而对比例1仅为9.3％，且实施例4的硫酸软骨素镁中的软骨细胞在第1天、第3天及第6天的凋亡率分别为0.823％、0.544％以及3.811％，远远低于对比例1和对照实验，这说明硫酸软骨素镁能够明显促进软骨细胞增殖和明显抑制细胞凋亡。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页12