壳聚糖氨基酸衍生物的制备及其抗凝血性能研究

【摘要】肝素是目前临床上抗凝血效果最好的抗凝血药物之一,它能与很多凝血因子,如凝血因子Ⅸ、凝血酶原、凝血酶等形成稳定的复合物,该复合物能够抑制凝血因子的活性,从而具有良好的抗凝血功能。但由于长链肝素分子特异识别性低,能与凝血因子以外的蛋白质相结合,长期服用,可能诱发高血钾或出血症等副作用；而且肝素不能人工合成,价格非常昂贵。研究发现,壳聚糖具有类肝素的结构,氨基酸分子中的羧基是抗凝血作用的重要基团,且它们都具有优良的生物相容性和可降解性,利用壳聚糖和氨基酸开发抗凝血新药,具有成本低、安全性高和生产简便等特点。可用于心脑血管疾病的预防与治疗、血液保存、尿毒症人工透析或体外循环时血液中的抗凝剂,病人检查或治疗时与血液接触的医用材料表面的抗凝处理以及人工器官植入手术等,具有很好的开发应用前景。本文利用高脱乙酰度的壳聚糖,在水相介质中分别与甘氨酸-环氧氯丙烷、天冬氨酸-环氧氯丙烷和精氨酸-环氧氯丙烷中间体进行化学反应,合成壳聚糖甘氨酸衍生物、壳聚糖天冬氨酸衍生物和壳聚糖精氨酸衍生物。并以投料比、反应温度、反应时间和NaOH溶液浓度为探讨因素,以羧基的取代度作为衡量标准,设计四因素三水平的正交试验,确定三种氨基酸衍生物合成的各自最佳条件,并通过单因素实验探讨不同因素对取代度的影响情况；利用红外光谱对产物的分子结构进行分析,初步确定了产物的分子结构；通过对产物的取代度、螯合性能、全血凝固时间(CT)、活化部分凝血酶时间(APTT)和凝血酶原时间(PT)的测定,定性以及定量分析了产物的抗凝血性能,并对其产生抗凝血的原因和抗凝血机理进行了初步探讨；最后对产物体外溶血率进行测定,初步探讨产物的血液相容性,得出以下结果：1.采用分段洗涤法,在60℃下,用质量分数为40%的NaOH溶液处理壳聚糖6h,制得脱乙酰度是94.25%,分子量为10.03万的高脱乙酰度壳聚糖。2.以产物中羧基的取代度为衡量标准,利用四因素三水平正交实验,得到壳聚糖甘氨酸衍生物合成的最佳条件是：壳聚糖与甘氨酸-环氧氯丙烷中间体的投料比(摩尔比)是1：4,反应温度40℃,反应时间4h,NaOH溶液的浓度为5mol/L.其中壳聚糖与甘氨酸-环氧氯丙烷中间体的投料比对产物的取代度影响最大,其次是温度,反应时间和NaOH溶液的浓度的影响。通过单因素实验分析,得到壳聚糖甘氨酸衍生物最佳反应条件为：投料比(摩尔比)是1：4,反应温度50℃,反应时间6h,NaOH溶液的浓度为10mOl/L:壳聚糖精氨酸衍生物最佳反应条件为：投料比(摩尔比)是1：4,反应温度40。C,反应时间4h,NaOH溶液的浓度为10mol/L:壳聚糖天冬氨酸衍生物最佳反应条件为：投料比(摩尔比)是1：6,反应温度50℃,反应时间8h,NaOH溶液的浓度为10mo1/L:3.经产物对钙离子的螯合性能测试,得出壳聚糖本身几乎不具有对钙离子的螯合性,而随着取代度的增加,其螯合性能逐渐增强。相同的取代度下,产物螯合性能依次为：壳聚糖天冬氨酸衍生物>壳聚糖甘氨酸衍生物>壳聚糖精氨酸衍生物。4.通过红外光谱分析产物的结构,发现产物为氨基酸在壳聚糖的羟基上发生醚化反应而制得。并且产物分子中羧基含量依次为：壳聚糖天冬氨酸衍生物>壳聚糖甘氨酸衍生物>壳聚糖精氨酸衍生物,这与其螯合性能排序相同。5.通过全血凝固时间(CT)、活化部分凝血酶时间(APTT)和凝血酶原时间(PT)表明,壳聚糖本身不具有抗凝血的性能,经过氨基酸接枝改性后,大部分产物均具有抗凝血活性,并且随着取代度增加,其抗凝血效果显著增强。其中壳聚糖精氨酸衍生物的抗凝血活性最高,达到35U／mag,相当于一般肝素抗凝血活性的1／3。壳聚糖氨基酸衍生物抗凝血的原因主要有两点：一是羧基对钙离子的螯合作用,；二是产物本身特殊的分子结构；壳聚糖氨基酸衍生物能够同时影响内源性和外源性凝血途径,达到抗凝血的效果。6.壳聚糖氨基酸衍生物均无体外溶血反应,具有优良的血液相容性。
【作者】张世才；
【导师】吴大洋；
【作者基本信息】西南大学，资源纤维学，2014，硕士
【关键词】水相；螯合；壳聚糖；氨基酸；抗凝血；

【参考文献】
[1]蒋向.玉米秸秆还田对土壤理化性状与小麦根系发育和功能的影响[D].河南农业大学,作物栽培学与耕作学,2012,硕士.
[2]刘志田.海上多波地震勘探技术研究[D].中国海洋大学,地质工程,2003,硕士.
[3]刘光华.生态文明视阈下大学生人格培育研究[D].山东师范大学,思想政治教育,2013,硕士.
[4]苏政伟.UHF RFID阅读器数字基带的设计[D].杭州电子科技大学,电路与系统,2013,硕士.
[5]黄鹤.体育对4-5岁幼儿社会化的促进作用[D].湖南师范大学,体育人文社会学,2013,硕士.
[6]李大兵.承租人优先购买权探析[D].山东大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[7]李响.福建省技术创新效率及其影响因素分析[D].华侨大学,区域经济学,2014,硕士.
[8]吴丹.从交际语言测试角度初探口译测试评估模型优化[D].上海外国语大学,英语语言文学,2012,硕士.
[9]郭庆新.济宁工行个人网上银行营销策略的实施研究[D].吉林大学,工业工程,2012,硕士.
[10]崔娜.基于MIC方法的气候-疟疾敏感人群识别和脆弱区划研究[D].西安科技大学,地图制图学与地理信息工程,2013,硕士.
[11]张镖.郸城县基本公共服务均等化问题研究[D].郑州大学,行政管理,2013,硕士.
[12]吴新年,孙成权.学科情报研究与科研决策支持平台建设构想[J].情报杂志,2005,06:14-16.
[13]隋媛媛.汉代苑园的开发与娱游活动[D].渤海大学,中国古代史,2013,硕士.
[14]王颖,张凯锋,付嘉渝,庞晓东,耿建.抑制风电爬坡率的风储联合优化控制方法[J].电力系统自动化,2013,13:17-23.
[15]孙凤凤.改性亚麻服装刺痒感评价与主要影响因素分析[D].苏州大学,纺织工程（专业学位）,2013,硕士.
[16]蒋剑勇,钱文荣,郭红东.农民创业机会识别的影响因素研究——基于968份问卷的调查[J].南京农业大学学报(社会科学版),2014,01:51-58.
[17]丁蓉.自动语义标注方法研究[D].兰州理工大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[18]潘福凯.基于业务驱动的UI平台的研究与实现[D].华南理工大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[19]孙建平,刘彬.南水北调工程建设与运行管理信息化初探[J].南水北调与水利科技,2005,06:19-21.
[20]张涛.遗址博物馆外部空间设计研究[D].华南理工大学,建筑学（专业学位）,2012,硕士.
[21]马昌格.慈林山矿断层孤岛煤柱轻放开采技术研究[D].西安科技大学,矿业工程,2013,硕士.
[22]赵洪文.高中数学教学中探究学习能力的培养[D].东北师范大学,教育,2003,硕士.
[23]李真真.青虾保幼激素环氧水解酶基因全长cDNA的克隆及时空表达分析[D].南京农业大学,渔业,2012,硕士.
[24]陈哲.基于原稿颜色的基色选择及分色方法研究[D].北京印刷学院,信号与信息处理,2013,硕士.
[25]卿艳飞.镀金时代中女性玛吉的悲剧[D].湖南师范大学,英语语言文学,2013,硕士.
[26]张广,陈翔,朱朝华.会计信息体系结构的发展[J].会计研究,2002,10:48-52.
[27]李卓.烟田小型深耕机设计与研究[D].西南大学,农业机械化工程,2013,硕士.
[28]程恒.沥青及其混合料的老化与再生技术研究[D].长安大学,交通运输工程（专业学位）,2013,硕士.
[29]蒋建军.风冷降温式车轮开发与研究[D].广西科技大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[30]赵慧慧.社会企业的内在张力[D].华中师范大学,社会学,2014,硕士.
[31]瞿春花.论宗璞小说的个人化叙事[D].浙江大学,中国现当代文学,2012,硕士.
[32]张群.八钢高炉喷吹烟煤的爆炸性研究[D].西安建筑科技大学,冶金工程,2004,硕士.
[33]郑玉婴.氧化石墨烯纳米带与氧化石墨烯增强热塑性聚氨酯薄膜的制备及性能[J].高分子材料科学与工程,2015,04:180-185.
[34]赵寰宇,汪越胜.(3~2.4.3.4)晶格声子晶体的多点缺陷试验研究[J].ChineseJournalofMechanicalEngineering.
[35]李亮.基于流量计量的助剂自动配重系统[D].浙江理工大学,机械电子工程,2013,硕士.
[36]陈丽芬.国家电网公司股权多元化研究[D].华北电力大学（北京）,技术经济及管理,2004,硕士.
[37]郝康达.7075铝合金微弧氧化膜层制备工艺研究[D].武汉科技大学,材料学,2012,硕士.
[38]王聪宇.吉林省西部超高产玉米养分吸收积累特性及磷肥高效施用技术研究[D].吉林农业大学,植物营养学,2014,硕士.
[39]赵睿.废石膏改性全废四渣基层路用性能研究[D].河北工程大学,地质工程,2012,硕士.
[40]黄亮.河南北宋壁画墓世俗题材研究[D].兰州大学,考古学及博物馆学,2013,硕士.
[41]晏建军.地方投融资平台风险及化解对策分析[D].华中科技大学,企业管理,2012,硕士.
[42]王小萍.非常态环境下硅微谐振器的谐振特性研究[D].厦门大学,机械工程,2014,硕士.
[43]张育青.高中教师课堂管理观念和管理方式的现状分析与研究[D].华东师范大学,教育经济与管理,2002,硕士.
[44]王诗雯.高新技术企业组织因素对企业创新绩效的影响研究[D].哈尔滨工业大学,会计学,2013,硕士.
[45]郑伟.浅谈企业竞争情报系统的建立[J].安徽冶金,2005,01:60-62.
[46]卢洋.铅铋电磁流量计研制与初步标定实验[D].中国科学技术大学,核能科学与工程,2014,硕士.
[47]袁雪梅.探析影视、动画概念艺术[D].南昌大学,美术学,2012,硕士.
[48]杨文光.我国刑事庭前会议制度研究[D].内蒙古大学,法律,2014,硕士.
[49]许孝元,韩国强,闵华清.用户兴趣导向的探索式知识发现研究[J].计算机工程,2005,03:29-31.
[50]吴大刚.基于高校DSS的发展状态分析体系的构建[J].现代图书情报技术,2005,01:18-21+25.