一种氧化刺槐豆胶-卡拉胶微球及其制备方法与流程

一种氧化刺槐豆胶
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卡拉胶微球及其制备方法
技术领域
1.本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种氧化刺槐豆胶
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卡拉胶微球及其制备方法。
技术背景
2.刺槐豆胶(lbg)是一种天然的中性半乳甘露聚糖，分子量约30万道尔顿，其结构主要以d
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甘露聚糖在1,6位上以β
‑
(1,4)糖苷键连接α
‑
d
‑
吡喃半乳糖，其中半乳糖和甘露糖比例为1:4，是甘露糖含量较多的天然植物籽多糖。据报道，它具有生物相容性、生物吸附性、生物可降解性、非致畸性和非致突变性，表现为粘液粘附行为，其降解产物很容易被排出体外，除了用作增稠剂、稳定剂、乳化剂和胶凝剂之外，也可用于药物制剂和生物医学应用上的赋形剂。
3.目前报道，天然刺槐豆胶生物相容性好，可生物降解，具有耐酸性，较瓜尔胶更好，因此可作为一种潜在的缓释胃溶或肠溶靶向药物输送系统；但由于其黏度高，部分水不溶，导致其利用度不高，因此对其进行改性同时可提高药物负载率，作为一种潜在的药物缓释运输载体。


技术实现要素：

4.为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种氧化刺槐豆胶
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卡拉胶微球的结构和制备方法，本发明的另一个目的在于提供的微球可作为胃溶型载药介质；
5.所述的氧化刺槐豆胶
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卡拉胶微球的结构式如(i)所示：
[0006][0007]
所述的一种氧化刺槐豆胶
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卡拉胶微球的制备步骤为：
[0008]
1)取2～10g天然刺槐豆胶在80℃下水合2～6h，转移到反应器中，磁力搅拌下，将反应温度升到45～60℃，加入0.1～1g tempo试剂和0.5～5gnabr搅拌均匀后，将ph为9(2m hcl调节)35ml 10～25％(w/v)的naclo于恒压滴液漏斗中，缓慢滴加，用0.1m等当量的naoh
维持ph为9，滴加完成后继续反应4～7h，加入0.05～0.2g硼氢化钠搅拌30min停止反应，将ph调至8，加入含有nacl的1～2％反应液体积的乙醇终止反应，布氏漏斗过滤，去离子水多次洗涤至中性，用无水乙醇洗涤3次，将固体物质置于50℃下真空干燥，得到固体氧化刺槐豆胶，4～10℃存储；
[0009]
其反应流程如(ii)所示：
[0010][0011]
2)将5g混合比例为1:4的氧化刺槐豆胶和卡拉胶粉末加入至90～150ml蒸馏水中搅拌，磁力搅拌逐渐加热升温至50℃，分散均匀后继续升温至80～90℃，并保温0.5～1h，采用真空脱气装置进行高温脱气，除泡0.5～1h，并降温至50～60℃；将模型药物双氯芬酸钠分散于胶液中形成浓度为25％(w/v)的混合溶液，分散均匀后，加入1～5％(w/v)的戊二醛，反应1～2h得胶粘液，静置24h，得到待用胶液；
[0012]
3)将胶液从21
‑
ga.针头挤入含0.05％～0.1％(w/v)吐温80的90～150ml的氯化钾溶液中(0.1～0.5％(w/v))，将得到的液滴温育10～60min，并通过过滤收集微水凝胶颗粒(i)，用两次蒸馏水洗涤过量的表面盐或离子，风干。
[0013]
所述步骤(1)中天然刺槐豆胶与催化氧化体系的添加比为1:0.675～1.12；
[0014]
优选地，天然刺槐豆胶与催化氧化体系的添加比为1:0.995；
[0015]
优选地，所述步骤中所述制备步骤(1)中氧化时间为6h；
[0016]
优选地，所述步骤中所述制备步骤(2)混合溶液中戊二醛浓度为4％(w/v)；
[0017]
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0018]
(1)本发明的氧化刺槐豆胶其羧基含量达3200meq/100g，分子量下降，水溶性和生物相容性好；
[0019]
(2)本发明的氧化刺槐豆胶
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卡拉胶在戊二醛交联剂下，载药率达68.5％，药物释放时间为28～40min左右。
附图说明
[0020]
图1氧化刺槐豆胶
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卡拉胶微球的结构示意图。
具体实施方式
[0021]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0022]
实施例1氧化刺槐豆胶的制备
[0023]
取8g lbg在80℃下水合6h，转移到反应器中，磁力搅拌下，将反应温度升到50℃，加入0.16g tempo试剂和0.8gnabr搅拌均匀后，将ph为9(2m hcl调节)的35ml 10～25％(w/v)的naclo于恒压滴液漏斗中，缓慢滴加，用0.1m等当量的naoh维持ph为9，滴加完成后继续反应6h，加入0.1g硼氢化钠搅拌30min停止反应，将ph调至8，加入含有nacl的2％反应液体积的乙醇终止反应，布氏漏斗过滤，去离子水多次洗涤至中性，用无水乙醇洗涤3次，将固体物质置于50℃下真空干燥，得到氧化刺槐豆胶，4～10℃存储；
[0024]
其中lbg与催化氧化体系的具体添加量见表1；
[0025]
表1：lbg与tempo、nabr、naclo的添加量
[0026][0027]
对上述五组样品进行羧基含量、产物得率、数均分子量(mn)、均重分子量(mw)、多分散指数(pdi)，回转半径(rg)进行测定，其测定条件如下：
[0028]
1)羧基含量：按照tappi t237 cm
‑
98(2006)标准测定氧化纤维素中多糖羧基含量。本发明取适量氧化刺槐豆胶，以0.1mol/l盐酸溶液处理2h，随后用去离子水洗涤至滤液呈中性，准确量取定量溶液置于锥形瓶中，迅速向锥形瓶中加入50ml事先配好的nahco3‑
nacl溶液，反应1h后抽滤，取25ml滤液，向其中加入1～2滴甲基红指示剂，随后使用0.01mol/l的盐酸溶液进行滴定。以公式(1)计算羧基含量：
[0029]
(meq/100g)＝{b
‑
[a (a
×
c/50)]}
×
n
×
(200/w)
ꢀꢀꢀ
(1)
[0030]
其中，a为滴定25ml滤液时盐酸溶液的用量，ml；b为滴定nahco3‑
nacl
[0031]
溶液时盐酸溶液的用量，m l；c为溶液中水的质量，g；n为滴定所用盐酸溶液的实际浓度mol/l；w为样品绝干质量，g；
[0032]
2)氧化刺槐豆胶产物得率：通过过滤收集步骤(1)的水不溶部分，并进行充分洗涤除去杂质，小心转移至密封袋中并称重，取样进行水分测试，氧化产物得率按照公式(2)计算：
[0033]
y(％)＝(w2‑
w1)
×
100％
ꢀꢀꢀ
(2)
[0034]
其中，w1为氧化前原料的绝干质量，g；w2为氧化纤维素水不溶部分的绝干质量，g；
[0035]
3)数均分子量(mn)、均重分子量(mw)、多分散指数(pdi)，回转半径(rg)：采用三重
检测凝胶渗透色谱法(gpc/sec3)，在一个模块化系统进行，该系统包括脱气器、hplc泵(k
‑
1001)和ri检测器(k
‑
2300)、粘度计(trisec 270型双检测器)和ralls组成以及两根pl
‑
aquagel
‑
oh凝胶色谱柱(8μm、300
×
7.5mm)；纯化过程中洗脱液为0.2mnano3，0.01m nah2po4，0.1％w/v nan3，ph＝7，流速为1ml/min；
[0036]
按上述测定方法得到的结果见表2；
[0037]
表2：氧化刺槐豆胶的测定结果
[0038][0039]
lbg与催化氧化体系的添加比如表1结果可知，在氧化过程中，天然刺槐豆胶与催化氧化体系的添加比为1:0.675～1.12，随着催化氧化体系的添加量增加，lbg的氧化程度增加，羧基含量由2.0k增加至3.2k，分子量较空白lbg明显下降，表明氧化过程中，大分子链会解聚，因此分散度和回转半径同时下降，直到lbg与催化氧化体系比为1:0.995(1
‑
4)反应最充分。
[0040]
实施例2氧化刺槐豆胶的制备
[0041]
取8g lbg在80℃下水合6h，转移到反应器中，磁力搅拌下，将反应温度升到50℃，加入0.16g tempo试剂和0.8g nabr搅拌均匀后，将ph为9(2m hcl调节)的35ml 20％(w/v)的naclo于恒压滴液漏斗中，缓慢滴加，用0.1m等当量的naoh维持ph为9，滴加完成后继续反应4、5、6、7h(记为2
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1、2
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2、2
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3、2
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4)，加入0.1g硼氢化钠搅拌30min停止反应，将ph调至8，加入含有nacl的2％反应液体积的乙醇终止反应，布氏漏斗过滤，去离子水多次洗涤至中性，用无水乙醇洗涤3次，将固体物质置于50℃下真空干燥，得到氧化刺槐豆胶，4～10℃存储；
[0042]
对上述五组样品进行羧基含量、产物得率、数均分子量(mn)、均重分子量(mw)、多分散指数(pdi)，回转半径(rg)进行测定，其测定条件同实施例1，得到的结果见表3；
[0043]
表3：氧化刺槐豆胶的测定结果
[0044][0045]
上述五组样品的氧化结果由表2可见，随着氧化时间的增加，羧基含量由1.8k增加至3.2k，分子量较空白lbg明显下降，表明氧化过程中，大分子链会解聚，因此分散度和回转半径同时下降，直到氧化时间为6h反应最充分，继续增加氧化时间，氧化程度不再发生明显变化。
[0046]
实施例3微球的制备
[0047]
将5g混合比例为1:4的氧化刺槐豆胶和卡拉胶粉末加入至100ml蒸馏水中搅拌，磁力搅拌逐渐加热升温至50℃，分散均匀后继续升温至80～90℃，并保温0.5～1h，采用真空脱气装置进行高温脱气，除泡0.5～1h，并降温至50～60℃；将模型药物双氯芬酸钠分散于胶液中形成浓度为25％(w/v)的混合溶液，分散均匀后，分别加入戊二醛形成浓度为的1、2、3、4、5％(w/v)混合溶液(记为3
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1、3
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2、3
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3、3
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4、3
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5)，反应2h得胶粘液，静置24h，将该胶液从21
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ga.针头挤入含0.05％(w/v)吐温80的100ml的氯化钾溶液中0.2％(w/v)，将液滴温育45min，并通过过滤收集微水凝胶颗粒(i)，用两次蒸馏水洗涤过量的表面盐或离子，风干；
[0048]
对上述五组样品进行药物负载率以及完全释放时间考察，其测定条件如下：
[0049]
1)药物负载率：将10mg微球颗粒粉碎，放入100ml的模拟胃液中过夜，使负载药物完全溶解，悬浮液过滤，滤液在276nm处用紫外分光光度计分析，根据式(3)计算药物负载率，取三次平均值：
[0050][0051]
2)完全释放时间：测试微水凝胶在模拟胃液中的即刻释放行为，将50mg样品放入500ml 0.1n的hcl溶液(ph＝1.5)中，(50rpm、37
±
0.5℃)，记录粒子完全崩解所需的时间，取三次平均值。
[0052]
按上述测定方法得到的测定结果见表4；
[0053]
表4：氧化刺槐豆胶
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卡拉胶微球的测定结果
[0054][0055]
戊二醛的添加使得氧化刺槐豆胶与卡拉胶的交联情况可由表3中微球的负载率反映，实施例3中戊二醛的添加量为1～5％，随着戊二醛含量增加，药物负载率由38.5％增加至68.5％，且药物在模拟胃液中的释放时间由28min增加至40min，表明戊二醛使得体系的交联程度增加，药物负载量大且牢固，在酸性模拟胃液中微球崩解的速率下降，可作为胃溶型缓释药物载体。