一种精确检测含葡萄糖基团的多糖中旋光异构体比例的方法及装置与流程

本发明属于旋光异构体比例的检测技术领域，特别涉及一种精确检测含葡萄糖基团的多糖中旋光异构体比例的方法及装置。

背景技术：

由于不同构型的多糖具有不同的物理性质，包括溶出速率、崩解时限等，这种差异在应用于制药工艺时具有非常重要的意义：例如对多糖旋光异构体的研究，能精确掌握旋光异构体比例，有助于深入探知不同构型比例的多糖在药物崩解、溶出乃至被人体吸收时的速率，可以根据临床实际需求精确调整不同的构型比例，使药物达到最好的治疗效果。

技术实现要素：

本发明提供了一种精确检测含葡萄糖基团的多糖中旋光异构体比例的方法：将待测的分子结构中含葡萄糖基团的多糖样品分为两份，一份充分分散于有机溶剂中，另一份充分分散于水中，分别测出所得的溶解有多糖的有机溶剂的旋光度a1以及所得的溶解有多糖的水体的旋光度a2，再计算出该多糖样品中不同构型的旋光异构体的占比，

首先，旋光度的测量与样品溶于溶剂中的浓度有关，但是样品本身存在一个“纯度”问题，即样品一般都是不纯的，多糖样品中不可避免含有水分(如结晶水、自由水)，因此称量到的样品重量不是目标物的实际重量，如果直接将称量值作为目标物的实际重量来参与计算，必然影响检测的准确性，为了解决这一问题，人们一般都是事先对多糖样品进行脱水预处理或进行水份测定，不仅增加了操作工序，而且脱水预处理需要借助高温，会导致多糖样品部分焦化或被氧化，带来了新的误差，

对此，本方案的检测方法中无需对多糖样品进行水份测定或脱水预处理，也能解决上述的“样品中含水分”的问题：

以乳糖为例，乳糖在水相中会发生α构型到β构型或β构型到α构型的变旋，并且乳糖分散于水相中后，无论样品中α构型与β构型之间的初始比例如何，最终都能达到β构型与α构型之间的质量比约为6：4的动态平衡(受到温度等因素的影响，“6：4”这个值会发生微小的浮动，“6：4”是常温25℃下动态平衡时的比例值)，因此本方案中先根据多糖样品于水相中充分分散、变旋后被测到的旋光度a2、以及多糖样品于水相中充分变旋后β构型与α构型之间的质量比为6：4的这个比例值，先列出一个等式：

a2＝(89×0.4+35×0.6)×k(式1)

其中，“89”和“35”分别为纯的α构型和纯的β构型的比旋度，而更重要的是：这里所得到的影响系数k除了涉及从“比旋度”到“旋光度”的常规换算系数(如测试仪器的规格、测试参数等)外，还涉及到“由于样品中含有水分，从而导致了样品分散于溶剂中的实际浓度与投料时预期浓度不同”这一影响，将这些影响因素整合成k这一系数；

另一方面，本方案中检测溶解有乳糖的有机溶剂的旋光度a1：

申请人发现：虽然乳糖在水相中会发生变旋，但是乳糖在一些有机溶剂中是不发生变旋的，申请人在众多有机溶剂中选择dmso，不仅是因为发现乳糖在dmso中不发生变旋，同时，乳糖在很多有机溶剂中不溶解或溶解度极低，因此无法有效测得旋光度，但申请人发现，乳糖在常温下能溶解在dmso中并可形成接近0.5g/ml的稳定溶液，

检测到的分散有乳糖的dmso溶液的旋光度为a1，此时，设：该dmso溶液中乳糖的α构型质量比为pα、β构型的质量比为pβ＝1－pα，但正是由于乳糖在dmso中是不发生变旋的，即α构型与β构型之间的比例不发生变化，因此利用这里的旋光度a1所对应的pβ和pα计算出α构型与β构型的质量比pα/pβ，也正是样品中原始的α构型与β构型的质量比：

参照乳糖样品分散于水相中的旋光度计算公式，溶解有乳糖的dmso溶剂的旋光度a1＝[89×pα+35×(1－pα)]×k(式2)，由于无论是在水相中测旋光度还是在dmso相中测旋光度，本方法中的测试仪器规格、测试参数都相同，并且加入水相和dmso相中的都是同一(均一)样品，因此样品中水分含量也相同，即水分对样品分散于溶剂中的实际浓度与投料时预期浓度之间的差异的影响程度也相同，综上，式2中的k值和式1中的k值也是相同的，在此基础上，将式1和式2联立方程式，可以将k删去，并整合出pα的计算公式为：

pα＝1.048×(a1/a2)－0.6481

可见，本方法整个检测、计算过程中根本不需要考虑k的具体值，换言之，也就不需要对多糖样品进行水份测定或脱水的前处理等任何操作，操作上更为简单；同时，本方法中提出了既能有效溶解乳糖，又能抑制乳糖溶解后发生变旋的有机溶剂dmso，因此乳糖样品溶解于其中后测得的旋光度a1所对应的α构型与β构型的质量比pα/pβ，也就是样品中原始的α构型与β构型的质量比，结合式1即可计算出这一比例值；

此外，本方法是在不通过液相分离α、β异构体的前提下实现的，能准确、简便地测得α:β比例；相比之下，也有采用xrd衍射法、dsc热差法来检测α:β比例的，但这一类方法更适用于纯α、纯β的样品，而实际情况下，样品中的α、β是共晶或混晶，因此这一类方法检测到的结果准确性不高，而本专利的检测方法没有这一要求，且测试装置、仪器的成本也要低很多。

作为优选：多糖样品分散于有机溶剂中的浓度为0.1～0.2g/ml，多糖样品分散于水中的浓度为0.1～0.2g/ml，

采用超声加热的方式促进多糖样品充分分散于有机溶剂中或水中，加热温度为80℃。

本发明还提供了一种基于上述方法精确检测含葡萄糖基团的多糖中旋光异构体比例时所用到的装置，

包括彼此相对独立集成在该装置中的有机溶剂-水相双单元超声加热部、水浴控温部、有机溶剂-水相双单元旋光检测部，

其中，有机溶剂-水相双单元超声加热部包括两个通过连接臂相连的第一水浴箱，各第一水浴箱中均设有第一控温器和超声设备，其中一个第一水浴箱中设有有机溶剂相旋光管、另一个第一水浴箱中设有水相旋光管，

有机溶剂相旋光管和水相旋光管的长度均为5～30cm，第一控温器用于控制其所在的第一水浴箱中的水浴温度，超声设备用于对其所在的第一水浴箱中的水浴体系提供超声震荡；

水浴控温部包括第二水浴箱、第二控温器、转子，有机溶剂相旋光管和水相旋光管在有机溶剂-水相双单元超声加热部中被超声加热充分后，被转移并插入到水浴控温部中冷却至检测温度，

第二控温器用于控制第二水浴箱中的水温，转子转动促进热传递可使旋光管中的分散液温度尽快达到与第二水浴箱中的水温一致；

有机溶剂-水相双单元旋光检测部包括光源、光栅、旋光仪主腔体、双单元光路槽体、双单元旋光度测量器、控温板，

有机溶剂相旋光管和水相旋光管在水浴控温部中被冷却至预期温度后，被转移并分别安装到有机溶剂-水相双单元旋光检测部中的双单元光路槽体的两个单元中，

光源发出的光分两路通过光栅直射入旋光仪主腔体中的双单元光路槽体，光分别通过双单元光路槽体中的两个旋光管射至双单元旋光度测量器，读取旋光度并按上述公式计算得到待测样品精确的α:β比例，控温板用于控制旋光仪主腔体恒温在20～100℃，本申请(包括后续实施例)中，控温板控制旋光仪主腔体恒温在25℃这一检测温度。

附图说明

图1是本申请中，精确检测含葡萄糖基团的多糖中旋光异构体比例时所用的装置的连接结构示意图，

其中，1－有机溶剂-水相双单元超声加热部，1-1－有机溶剂相旋光管，1-2－水相旋光管，1-3－第一水浴箱，1-4－连接臂，1-5－第一控温器，1-6－超声设备，2－水浴控温部，2-1－第二水浴箱，2-2－转子，2-3－第二控温器，3－有机溶剂-水相双单元旋光检测部，3-1－光源，3-2－光栅，3-3－旋光仪主腔体，3-4－双单元光路槽体，3-5－双单元旋光度测量器，3-6－控温板。

具体实施方式

实施例1

一种精确检测含葡萄糖基团的多糖中旋光异构体比例的方法：

将成分均匀的乳糖样品(该样品为市售产品，含水质量百分比6.7％、α构型与β构型的质量比20.3：1)分为等质量的两份，一份按0.1156g/ml的质量体积比分散于dmso中，将所得的分散液加入附图1装置的有机溶剂相旋光管1-1中并利用该装置超声处理30分钟至乳糖溶解充分；另一份按0.1156g/ml的质量体积比分散于水中，将所得的分散液加入同一装置的水相旋光管1-2(水相旋光管1-2规格与有机溶剂相旋光管1-1一致，管长均为20cm)中并利用该装置加热至80℃并超声处理30min至乳糖溶解充分且完成变旋，

将有机溶剂相旋光管1-1和水相旋光管1-2从有机溶剂-水相双单元超声加热部1上取下后同时安装到该装置的水浴控温部2上，利用该水浴控温部2将两个管中的分散液冷却至常温(25℃，下同)，即检测温度，

将有机溶剂相旋光管1-1和水相旋光管1-2从水浴控温部2上取下后同时安装到该装置的有机溶剂-水相双单元旋光检测部3上，利用该有机溶剂-水相双单元旋光检测部3按同样的方法、参数同步检测出溶解有乳糖的dmso溶液的旋光度a1、溶解有乳糖的水溶液的旋光度a2，具体如下表所示：

根据上文发明内容部分推导出的公式计算出样品中α构型与β构型的质量比：

pα＝1.048×(18.65/12.2)－0.6481＝0.9540

pβ＝1－pα＝1－0.9540＝0.0460

pα/pβ＝0.9540/0.0460＝20.74：1，这一比例值与实际值十分接近，可见本专利的方法具有很高的精确度，同时也说明在前文发明内容部分所提出的理论观点也是成立的。

实施例2

将成分均匀的另一种乳糖样品(市售产品，含水质量百分比9.2％、α构型与β构型的质量比8.5：1)分为等质量的两份，一份按0.1073g/ml的质量体积比分散于dmso中，将所得的分散液加入附图1装置的有机溶剂相旋光管1-1中并利用该装置超声处理30分钟至乳糖溶解充分；另一份按0.1073g/ml的质量体积比分散于水中，将所得的分散液加入同一装置的水相旋光管1-2(水相旋光管1-2规格与有机溶剂相旋光管1-1一致，管长均为10cm)中并利用该装置加热至80℃并超声处理30min至乳糖溶解充分且完成变旋，

将有机溶剂相旋光管1-1和水相旋光管1-2从有机溶剂-水相双单元超声加热部1上取下后同时安装到该装置的水浴控温部2上，利用该水浴控温部2将两个管中的分散液冷却至常温(25℃，下同)，即检测温度，

将有机溶剂相旋光管1-1和水相旋光管1-2从水浴控温部2上取下后同时安装到该装置的有机溶剂-水相双单元旋光检测部3上，利用该有机溶剂-水相双单元旋光检测部3按同样的方法、参数同步检测出溶解有乳糖的dmso溶液的旋光度a1、溶解有乳糖的水溶液的旋光度a2，具体如下表所示：

根据上文发明内容部分推导出的公式计算出样品中α构型与β构型的质量比：

pα＝1.048×(8.7/5.9)－0.6481＝0.8972

pβ＝1－pα＝1－0.8972＝0.1028

pα/pβ＝0.8972/0.1028＝8.73：1。

实施例3

将成分均匀的另一种乳糖样品(市售产品，含水质量百分比7.1％、α构型与β构型的质量比5.2：1)分为等质量的两份，一份按0.1091g/ml的质量体积比分散于dmso中，将所得的分散液加入附图1装置的有机溶剂相旋光管1-1中并利用该装置超声处理30分钟至乳糖溶解充分；另一份按0.1091g/ml的质量体积比分散于水中，将所得的分散液加入同一装置的水相旋光管1-2(水相旋光管1-2规格与有机溶剂相旋光管1-1一致，管长均为20cm)中并利用该装置加热至80℃并超声处理30min至乳糖溶解充分且完成变旋，

将有机溶剂相旋光管1-1和水相旋光管1-2从有机溶剂-水相双单元超声加热部1上取下后同时安装到该装置的水浴控温部2上，利用该水浴控温部2将两个管中的分散液冷却至常温(25℃，下同)，即检测温度，

将有机溶剂相旋光管1-1和水相旋光管1-2从水浴控温部2上取下后同时安装到该装置的有机溶剂-水相双单元旋光检测部3上，利用该有机溶剂-水相双单元旋光检测部3按同样的方法、参数同步检测出溶解有乳糖的dmso溶液的旋光度a1、溶解有乳糖的水溶液的旋光度a2，具体如下表所示：

根据上文发明内容部分推导出的公式计算出样品中α构型与β构型的质量比：

pα＝1.048×(17.1/12)－0.6481＝0.8453

pβ＝1－pα＝1－0.8453＝0.1547

pα/pβ＝0.8453/0.1547＝5.46：1。