一种三七多糖钾离子络合物及其制备方法和应用

本发明涉及天然产物化学及医药，具体涉及一种三七多糖钾离子络合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、三七（

panax notoginseng (burk.) f. h. chen）为五加科人参属多年生草本植物，是我国传统名贵中药材。三七药用历史悠久，传统用于散瘀止血、消肿定痛。现代药理学研究表明，三七含有皂苷、多糖、黄酮、氨基酸等多种活性成分。三七多糖是从三七的根、根茎、茎叶、花或加工药渣中提取的一类水溶性多糖，是三七中含量较高的活性成分之一。现有文献报道，三七多糖具有免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、抗炎、降血糖等多种生物活性。然而，目前对三七多糖的利用主要集中在直接提取后作为原料或初级保健品使用，尚未有将三七多糖与金属离子（特别是钾离子）络合以制备功能性多糖-金属络合物的报道。三七多糖作为天然高分子，其分子链上含有丰富的羟基（-oh）和羧基（-cooh）等功能基团，具备与金属离子形成配位键的天然结构基础，具有作为金属离子递送载体的潜力。

2、钾是人体必需的宏量元素，对于维持细胞内外渗透压平衡、神经肌肉兴奋性及心脏正常功能至关重要。正常血清钾浓度范围为3.5～5.5 mmol/l，当血清钾浓度低于3.5mmol/l时即为低钾血症（hypokalemia）。低钾血症的常见病因包括长期使用利尿剂（如呋塞米、氢氯噻嗪）、呕吐腹泻等胃肠道丢失、营养不良、慢性肾脏疾病及某些内分泌疾病（如原发性醛固酮增多症）等。临床表现为肌无力、疲劳、心律失常，严重者可因呼吸肌麻痹或恶性心律失常而危及生命。目前市售的补钾制剂多以无机钾盐为主，存在释放速度快、易引起胃肠道刺激等缺点。因此，开发一种既能有效补充钾离子、又具有良好的胃肠道耐受性和可控释放特性、同时兼具附加生物活性的新型补钾制剂，是补钾治疗领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明旨在解决的技术问题为：

2、（1）针对现有口服氯化钾制剂胃肠道刺激性大、钾离子释放速度不可控、缺乏附加生物活性等问题，提供一种以天然多糖为载体、具有缓释特性且兼具抗氧化活性的新型补钾材料。

3、（2）针对现有技术中缺乏三七多糖-钾离子络合物的空白，提供一种钾离子负载量高、结构明确、性能可控的三七多糖钾离子络合物及其制备方法。

4、（3）拓展三七药渣等加工副产物的高值化利用途径，提供一种将三七多糖转化为功能性补钾和抗氧化材料的技术方案。

5、为解决以上技术问题，本发明提供以下技术方案：

6、第一方面，提供一种三七多糖钾离子络合物，由三七多糖与钾离子通过配位键络合形成，其中钾离子含量为70～100 mg/g，且所述络合物具有三螺旋结构，微观形貌呈现球状与网状聚集形态。

7、所述络合物的单糖组成包含葡萄糖（glc）、半乳糖（gal）、半乳糖醛酸（gal-ua）、阿拉伯糖（ara）和鼠李糖（rha），单糖组成的摩尔百分比为：葡萄糖55%～57%，半乳糖22%～24%，半乳糖醛酸8%～10%，阿拉伯糖9%～11%，鼠李糖2%～3%。进一步优选地，所述单糖组成的摩尔百分比为:葡萄糖56.11%，半乳糖22.76%，半乳糖醛酸8.88%，阿拉伯糖9.99%，鼠李糖2.26%。

8、所述络合物在模拟胃肠液条件下具有缓释钾离子的特性，在ph 6.8的模拟肠液中24小时钾离子累计释放率为41.96%～42.65%。

9、第二方面，提供所述三七多糖钾离子络合物的制备方法，包括以下步骤：

10、将三七多糖溶于水中，加入钾盐，调节ph至7～9，震荡反应，醇沉，离心，洗涤，收集沉淀物，干燥，即得三七多糖钾离子络合物。

11、优选的，所述钾盐为氯化钾（kcl），三七多糖与钾盐的质量比为1:1～1.5。

12、优选的，所述震荡反应时间为1.5～2.5小时，温度为55～75℃；所述醇沉为加入4～5倍体积无水乙醇，0～4℃静置沉淀10～14小时。

13、所述三七多糖来源于三七主根、须根或三七药渣中的一种或多种。

14、优选地，所述三七多糖是通过方法制备得到：将三七药渣加水煎煮1～3次，合并提取液，浓缩后加入乙醇，静置醇沉，取沉淀、干燥，得三七多糖。

15、进一步优选地，所述三七药渣与水的质量体积比为1:6～10，单位为g/ml；所述浓缩为浓缩至原提取液体积的0.1～0.15倍；所述乙醇的加入量为浓缩液体积的3～4倍。

16、所述三七药渣为三七主根通过三七皂苷提取工艺生产后所得药渣。

17、第三方面，提供所述三七多糖钾离子络合物的用途：

18、（i）在制备用于补充钾离子的药物、保健品或食品中的应用。优选的，所述络合物在胃肠道内缓慢释放钾离子，用作缓释型补钾剂。

19、（ii）在制备抗氧化药物、保健品或食品中的应用。

20、相较于现有技术，本发明的三七多糖钾离子络合物具有以下显著有益效果：

21、（1）高钾离子负载量：本发明络合物中钾离子含量达80～100 mg/g，远高于常规多糖-金属络合物的金属负载水平。高负载量意味着在补钾应用中，仅需较小剂量的络合物即可满足每日补钾需求，提高了用药便利性。

22、（2）优异的缓释特性：本发明络合物在模拟胃肠液条件下表现出显著的缓释行为。在ph 6.8的模拟肠液中，24小时钾离子累计释放率仅为35%～43%，而同等条件下氯化钾对照的释放率可达70%以上。缓释特性能够：（a）避免高浓度钾离子对胃肠道黏膜的局部刺激，降低胃肠道不良反应的发生率；（b）维持平稳的血钾浓度，减少“峰谷”波动，降低高钾血症风险；（c）减少给药频率，提高患者依从性。

23、（3）保留天然三螺旋结构：本发明的关键创新之一在于：络合反应过程中并未破坏三七多糖的天然三螺旋高级结构。三螺旋构象是多糖发挥免疫调节、抗氧化等生物活性的重要结构基础。该构象的保留意味着本发明络合物不仅能够递送钾离子，还可能发挥三七多糖自身的生物活性，实现“补钾+生物活性”的双重功能。

24、（4）独特的微观形貌：本发明络合物的微观形貌呈现球状与网状聚集形态，该结构有利于：（a）增大比表面积，为钾离子的缓慢释放提供物理屏障；（b）在制剂加工过程中具有良好的流动性和压缩成型性。

25、（5）明确的结构表征：本发明对络合物的单糖组成进行了精确测定，明确了glc:gal:gal-ua:ara:rha的摩尔百分比范围（55～57:22～24:8～10:9～11:2～3），为产品质量控制提供了科学依据。

26、（6）制备工艺简便、绿色环保：本发明采用水为反应介质，氯化钾为钾源，乙醇为沉淀剂，整个制备过程不使用有毒有机溶剂，符合绿色化学和清洁生产的要求。制备条件温和（55～75℃），操作简便，易于放大至工业化生产。

27、（7）原料来源广泛、成本低廉：三七多糖可从三七加工药渣中提取，药渣是三七提取皂苷后的工业废弃物，来源丰富且成本极低。本发明为三七药渣的高值化利用提供了新途径，兼具经济效益和环境效益。

28、（8）兼具抗氧化活性：三七多糖本身具有羟基自由基清除能力，络合钾离子后其抗氧化活性得以保留甚至增强（可能与钾离子对多糖链构象的稳定化作用有关），使本发明络合物可同时应用于抗氧化功能食品或保健品领域，拓展了应用范围。