专利名称：具有抗γ射线辐射防护功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物及其制备方法，具体涉及一种抗Y射线辐射功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物及其制备工艺。
背景技术：
现代社会中，由于科学技术的发展，人类每时每刻都会受到各种辐射的威胁。辐射分为两类一类是电离辐射，这是指α、β、Υ、X和中子等射线。另一类是非电离辐射，如可见光、紫外线、声辐射、热辐射和低能电磁辐射。电离辐射造成辐射损伤的作用方式辐射的直接作用、间接作用(生物靶分子的灭活是由于电离辐射产生的自由基所致)、瞬间电离辐射能量转移引发的一系列反应。电离辐射产生有毒的游离基会引发单链断裂、双链断裂、核糖和碱基的氧化损伤，染色体畸变和致突变会导致细胞死亡进而会诱发各种各样各种遗传基因方面的疾病。因此为减少电离辐射对人类正常组织和细胞的短暂或者是永久性的伤害，开发减少对正常组织细胞和器官毒性的各种细胞辐射保护剂是必要的。随着许多植物辐射防护剂被广泛研究，多糖类物质因其化学结构具有清除自由基、提高抗氧化酶活性和抑制脂质过氧化的活性，起到保护生物膜和延缓衰老的作用日益受到人们重视。酵母葡聚糖是一种天然活性多糖，近几年来，大量的研究表明酵母葡聚糖能够通过结合到巨噬细胞的特殊受体上而刺激巨噬细胞的活性，从而增强其非特异性免疫功能达到抗肿瘤、抗炎、促进伤口愈合等活性功能。选择化学方法对酵母葡聚糖进行硫酸酯化修饰，会提高或衍生出新的活性。硫酸化多糖也称多糖硫酸酯或硫酸酯多糖，是指糖羟基上带有硫酸根的多糖，硫酸化已成为多糖结构修饰中的一个重要方向。因此研究酵母葡聚糖的分子修饰方法及其经分子修饰后获得的酵母葡聚糖衍生物的经红外光谱分析结构表征，得到酵母葡聚糖新的衍生物，并增强酵母葡聚糖的生理功能。
发明内容
为了增强酵母葡聚糖溶解性小，抗辐射活性不高的问题，本发明提供了一种具有抗Y射线辐射防护功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物及其制备方法，能有效提高酵母葡聚糖的溶解性和抗辐射活性。本发明的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物的Mw 为 I. 2X IO6 I. 3X 106，取代度为 O. 72 O. 80，粘度为 O. 94X KT4 O. 95Χ l(T4cSt/s，溶解度(25°C)为2. I 2. 2g/100g，制备方法如下
(a)称取酵母葡聚糖分散于甲酰胺中，酵母葡聚糖与甲酰胺的比例为Ig:20 60mL，过
夜；
(b)室温下搅拌4 8h，加入硫酸酯化试剂，酵母葡萄糖与硫酸酯化试剂的比例为Ig:5 15mL,40 60°C揽祥 2 3h ;(C)反应结束后，冷却至室温，乙醇沉淀20 28h，离心，过滤；
Cd)沉淀用乙醇醇洗，沉淀溶解于去离子水中，O. 5 2M NaOH调至中性；
(e)滤液用流动水透析I 3d，蒸馏水透析I 3d，浓缩，用乙醇醇沉，冷冻干燥粉碎过筛，得硫酸酯化酵母葡聚糖冻干粉末。本发明工艺简单，取代率高，适宜推广和应用。本发明制备的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物具有抗Y射线辐射功能，可用于医药、保健品等领域，保障人民健康，具有非常好的研究与开发前景。
图I为酵母葡聚糖的红外光图谱，图2为硫酸酯化酵母葡聚糖红外光谱图。
具体实施例方式具体实施方式
一本实施方式按照如下步骤制备具有抗Y射线辐射功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物
(a)称取酵母葡聚糖分散于甲酰胺中，酵母葡聚糖与甲酰胺的比例为Ig:20 60mL，过
夜；
(b)室温下搅拌4 8h，加入硫酸酯化试剂，酵母葡萄糖与硫酸酯化试剂的比例为Ig:5 1 SmT,,40 60°C揽祥 2 3h ;
(c)反应结束后，冷却至室温，乙醇沉淀20 28h，离心，过滤；
Cd)沉淀用乙醇醇洗，沉淀溶解于一定体积(100 150倍)的去离子水中，O. 5 2MNaOH调至中性；
(e)滤液用流动水透析I 3d，蒸馏水透析I 3d，浓缩，用乙醇醇沉，冷冻干燥粉碎过筛，得硫酸酯化酵母葡聚糖冻干粉末，Mw为I. 2 X IO6 I. 3 X 106，取代度为O. 72 O. 80，粘度为 O. 94Χ1(Γ4 O. 95X1(T4 cSt/s，溶解度(25°C )为 2. I 2. 2g/100g。本实施方式中，所述硫酸酯化试剂除了 SO3-DMF还可以是氯磺酸和吡啶的反应物，优选氯磺酸和N，N 二甲基甲酰胺(SO3-DMF体积比1:4 8)。
具体实施方式
二本实施方式按照如下步骤制备具有抗Y射线辐射功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物称取一定质量的安琪酵母公司购买的酵母葡聚糖，分散于40倍体积的甲酰胺中，过夜，室温下搅拌6h，加入10倍体积的SO3-DMF溶液，50°C搅拌3 h，反应结束后，冷却至室温，75 %乙醇沉淀24h，离心，过滤，沉淀用60 %乙醇洗3次，沉淀溶解于一定体积的去离子水中，IM NaOH调至中性，滤液用流动水透析3d，蒸馏水透析ld，浓缩，用乙醇醇沉，冷冻干燥得硫酸酯化酵母葡聚糖。如图I所示，酵母葡聚糖在3337. 7cm—1处强而宽峰是糖特征峰，是分子间氢键缔合的羟基O— H键的伸缩振动产生的，而经过硫酸酯化修饰后，可看出此处的峰移向高波数3400. lcnT1，并且峰变窄(如图2所示)，表明由于硫酸基的取代，改变了局部的空间位置情况，使得羟基参与分子间氢键的状态发生了变化，即相对减少，这也有利于提高多糖的水溶 性。硫酸酯化后的多糖峰中1255. 7cm-\815. OcnT1峰是硫酸基的特征吸收。如图2所示，与葡聚糖相比，硫酸酯化葡聚糖的红外图谱在1255. 7cm-1处出现较强的O — SO3基团不对称S=O伸缩振动吸收峰，在815. OcnT1处出现与C一O— SO3基团相关的对称性C一O— S吸收峰，这两个特征性吸收峰均表明硫酸基已与葡聚糖连接。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一、二不同的是，磺酸化试剂制备SO3-DMF时HClSO3 (氯磺酸)和DMF (N, N—二甲基甲酰胺)体积比为1:6。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一、二、三不同的是，真空冻干时间为24 48小时。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一、二、三、四不同的是，酵母葡聚糖制备的最佳工艺条件为硫酸酯化试剂SO3-DMF体积比为I :5. 87，反应温度为49. 47°C，反应时间2. 35h，硫酸酯化酵母葡聚糖取代度理论值可达O. 748371，mw=1.29X 106，粘度为
O.947±0. 001X10_4CSt/S，溶解度(25°C )为2. 15g/100g，硫酸酯化后的葡聚糖溶解度大大增加，提高到28. 33倍，可见在酵母葡聚糖分子上引入磺酸基团确实是一种提高其溶解度的好方法。本实施方式选取6 8周龄的昆明种小白鼠，体重为20±2g，雌雄各半。采用随机分组法将小鼠分为空白对照组、辐射模型组、酵母葡聚糖及酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物受试物饲喂组，每组10只。对受试物饲喂组的小鼠分别进行对应药品的灌胃，选取酵母葡聚糖(50mg/kg)作为阳性对照，酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物(50mg/kg)，小鼠自由摄食和饮水，酵母葡聚糖、硫酸酯化酵母葡聚糖分别用蒸馏水配制成一定浓度的溶液，按照小鼠体重给予不同体积，每天灌胃I次，连续灌胃14天。空白对照组和辐射模型组分别灌服等体积蒸馏水。灌胃14天后，除空白对照组外，各组小鼠均接受60C0 Y -射线辐照。辐照后24h通过颈椎脱臼法处死各组小鼠。实验结果显示，与酵母葡聚糖组相比，硫酸酯化酵母葡聚糖对小鼠体重影响不显 著，但可使胸腺指数及脾指数升高，促进由ConA诱导的6tlCo-Y辐射小鼠脾细胞增殖能力、增高超氧化物歧化酶(SOD)的活力及过氧化氢酶(CAT)的活力，降低过氧化产物丙二醛(MDA)的含量。
权利要求
1.具有抗Y射线辐射防护功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物，其特征在于所述酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物的M W为·1.2 X IO6 I. 3 X 106，取代度为 O. 72 O. 80，粘度为 O. 94Χ1(Γ4 O. 95 X l(T4cSt/s，溶解度(25°C)为 2. I 2. 2g/100g。
2.根据权利要求I所述的具有抗Y射线辐射防护功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物，其特征在于所述硫酸酯化酵母葡聚糖取代度为O. 748371，Mw=L 29X IO6,粘度为·O. 947±0. 001父10'5^^，溶解度(25°0 为 2. 15g/100g。
3.—种权利要求I所述具有抗Y射线辐射防护功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物的制备方法，其特征在于所述方法为 (a)称取酵母葡聚糖分散于甲酰胺中，酵母葡聚糖与甲酰胺的比例为Ig:20 60mL，过夜； (b)室温下搅拌4 8h，加入硫酸酯化试剂，酵母葡萄糖与硫酸酯化试剂的比例为Ig:5 1 SmT,,40 60°C揽祥 2 3h ; (c)反应结束后，冷却至室温，乙醇沉淀20 28h，离心，过滤； Cd)沉淀用乙醇醇洗，沉淀溶解于去离子水中，O. 5 2M NaOH调至中性； (e)滤液用流动水透析I 3d，蒸馏水透析I 3d，浓缩，用乙醇醇沉，真空冷冻干燥粉碎过筛，得硫酸酯化酵母葡聚糖冻干粉末。
4.根据权利要求3所述的具有抗Y射线辐射防护功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物的制备方法，其特征在于所述步骤(a)中，酵母葡聚糖与甲酰胺的比例为lg:40mL。
5.根据权利要求3所述的具有抗Y射线辐射防护功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物的制备方法，其特征在于所述步骤(b)中，酵母葡萄糖与硫酸酯化试剂的比例为lg:10mL。
6.根据权利要求3或5所述的具有抗Y射线辐射防护功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物的制备方法，其特征在于所述硫酸酯化试剂为氯磺酸和N，N 二甲基甲酰胺的反应物。
7.根据权利要求6所述的具有抗Y射线辐射防护功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物的制备方法，其特征在于所述氯磺酸和N，N 二甲基甲酰胺的体积比为1:4 8。
8.根据权利要求6所述的具有抗Y射线辐射防护功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物的制备方法，其特征在于所述氯磺酸和N，N 二甲基甲酰胺的体积比为1:6。
9.根据权利要求3所述的具有抗Y射线辐射防护功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物的制备方法，其特征在于所述步骤(e)中，真空冻干时间为24 48小时。
10.根据权利要求3所述的具有抗Y射线辐射防护功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物的制备方法，其特征在于所述硫酸酯化试剂试剂SO3-DMF体积比为I :5. 87，反应温度为·49. 47°C，反应时间 2. 35h。
全文摘要
具有抗γ射线辐射防护功能的酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物及其制备方法，涉及一种酵母葡聚糖硫酸酯化衍生物及其制备方法。为了增强酵母葡聚糖溶解性小，抗辐射活性不高的问题，本发明称取酵母葡聚糖分散于甲酰胺中，过夜；室温下搅拌，加入硫酸酯化试剂，反应结束后冷却至室温，离心过滤；沉淀醇洗，沉淀溶解于去离子水中，调至中性；然后用流动水、蒸馏水透析，浓缩，醇沉，冻干粉碎过筛，得硫酸酯化酵母葡聚糖冻干粉末，w为1.2×106～1.3×106，取代度为0.72～0.80，粘度为0.94×10-4～0.95×10-4cSt/s，溶解度(25℃)为2.1～2.2g/100g。本发明工艺简单，取代率高，适宜推广和应用。
文档编号C08B37/02GK102633903SQ20121014301
公开日2012年8月15日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者刘峰, 夏志强, 张华 , 李小雨, 杨鑫, 王振宇, 王静 申请人:哈尔滨工业大学