一种检测多糖材料的交联程度的测定方法与流程

本发明涉及生物材料检测，具体涉及一种检测多糖材料的交联程度的测定方法。

背景技术：

1、多糖(polysaccharide)是由多个单糖分子缩合、失水而成，是一类分子结构复杂且庞大的糖类物质。多糖的种类很多，在自然界分布很广，含有丰富的亲水基团如-oh和-cooh，具有良好的亲水性，良好的生物相容性和降解性。为了提升多糖的性能，通常需要将其进行交联，常用的交联方式有物理交联和化学交联。物理交联法交联度低且不均一，在多糖交联的应用领域中，通常采用化学交联法形成空间网络结构。合适的交联程度能够兼顾其机械性能、稳定性、生物相容性和可降解性。交联多糖的制备和性能检测需要合适的表征交联程度的方法，因此，开发一种准确度高，稳定性好，快捷简便的多糖交联程度的检测方法具有重要意义。

2、现有的多糖交联程度的检测方法有总离子流色谱法（total ionchromatography，tic），该方法需要昂贵的专门设备和操作员工，分析过程繁杂。其他方法检测周期长，并且检测的准确程度因人而异，导致准确率不高。例如，申请公布号 cn108732296 a 公开了一种测量交联葡聚糖微球的交联度方法，该方法在2-10℃进行氧化还原反应，反应通常需要七天甚至更长时间才能完成；通过稀释反应液并测量溶液的吸光度判断反应的完成，因为有其他化合物在相同光谱区域产生强吸收1，所以误差较大导致容易误判；利用酚酞指示滴定反应的完成，然而溶液变色的判断因人而异，导致计算结果误差很大。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供了一种检测多糖材料的交联程度的测定方法。

2、本发明采用的技术解决方案是：一种检测多糖材料中交联程度的方法，包括以下步骤：在20-60℃条件下用过量高碘酸钠快速氧化多糖材料生成甲酸，同时使高碘酸钠不容易降解；通过监测氧化过程中ph的变化判断反应的完成；通过酸碱滴定确定氧化反应后形成的甲酸的量，即可确定没有发生化学反应的单糖的量，计算发生化学反应的单糖的量以及多糖的交联程度，交联度d:

3、d=1-n*a/m;

4、其中m为多糖充分干燥后的质量，单位为g，a为组成多糖的单糖分子量，n为多糖经过氧化反应后产生甲酸的量，单位为mol。

5、一种检测多糖材料中交联程度的方法，包括以下步骤：

6、步骤1：将多糖材料干燥直至样品重量变化小于干燥前多糖材料重量的0.5%；

7、步骤2：称量干燥后的多糖材料放入容器中，加入过量高碘酸钠溶液，体积为v ml，至干燥样品中，对容器进行密封和遮光，在合适温度下混合反应物加速多糖材料的氧化；

8、步骤3：使用ph计测量反应溶液的ph，直至3-6小时之间ph的变化小于或等于0.02；

9、步骤4：取出体积为v ml的上清液，加入乙二醇在室温反应15分钟以上，之后用0.005-0.05 mol/l naoh溶液对反应后的溶液进行酸碱滴定，ph出现6.5-8.0之间的突越后终止滴定；

10、步骤5：通过测量滴定过程中消耗的naoh溶液重量m，单位为g，消耗的naoh溶液体积也为m ml，交联度d=1-(v/v)*(m*c*a/1000*m)，其中m为滴定过程中消耗的naoh溶液的体积，单位为ml，c为naoh的浓度，单位为mol/l，a为组成多糖的单糖残基分子量，m为多糖充分干燥后的质量，单位为g。

11、所述的多糖材料为交联多糖微载体、微球、水凝胶或多孔材料。。

12、所述的多糖材料基本上由交联淀粉、纤维素、葡聚糖、海藻酸钠、壳聚糖、透明质酸、琼脂糖、聚半乳糖醛酸和果胶或其衍生物构成，更优选地，多糖材料基本上由交联葡聚糖构成。

13、所述的多糖材料的交联方式为化学交联法、光交联、脱氢热交联中的一种或几种。

14、所述合适温度下加速多糖材料的氧化的温度为20-60℃，更优选的温度范围是37-50℃。

15、原理：微载体中多糖的交联程度可定义为组成多糖的单糖残基中，与交联剂之间或单糖残基的官能团之间发生交联反应的单糖残基数量占所有单糖残基数量的比例。组成多糖的单糖残基拥有的羟基、羧基等官能团可以与交联剂形成化学键，组成多糖的单糖残基的官能团之间也可在一定条件下形成化学键。组成多糖的单糖残基如果没有发生化学反应，在高碘酸钠的氧化下可生成甲酸。合适的温度条件可加速氧化反应，同时不容易引起高碘酸钠的降解。甲酸的不断形成导致反应液ph逐渐下降，通过确认反应液ph变得稳定可判断氧化反应的完成。通过酸碱滴定确定氧化反应后形成的甲酸的量，即可确定没有发生化学反应的单糖的量，从而算出发生化学反应的单糖的量以及多糖的交联程度。

16、本发明的有益效果是：本发明提供了一种检测多糖材料中交联程度的方法，通过高碘酸钠的氧化组成多糖的单糖残基中未发生交联反应的单糖残基生成甲酸，通过酸碱滴定确定氧化反应后形成的甲酸的量，确定没有发生化学反应的单糖残基的量，从而算出发生化学反应的单糖残基的量以及多糖的交联程度，本方法检测对象是组成交联多糖构成的材料，缩短反应时间到1-2天，并且采用用ph值判断氧化反应的完成、滴定反应的完成，更加精确。

技术特征：

1.一种检测多糖材料的交联程度的测定方法，其特征在于，所述的方法为通过20-60℃下快速氧化多糖、利用酸碱滴定的方式,确定组成多糖的单糖残基中，与交联剂之间或单糖残基的官能团之间发生交联反应的单糖残基数量占所有单糖残基数量的比例,所述的比例为交联程度。

2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述的方法中酸碱滴定用于确定组成多糖的未发生化学反应的单糖残基的氧化产物的量，从而确定没有发生化学反应的单糖残基的量。

3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述的方法中使用高碘酸钠溶液作为氧化剂快速氧化多糖。

4.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于，所述的未发生化学反应的单糖残基的氧化产物为甲酸。

5.根据权利要求4所述的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：用过量高碘酸钠氧化多糖材料生成甲酸，通过监测ph变化确认氧化反应完成后，再通过酸碱滴定确定氧化反应后形成的甲酸的量，即可确定没有发生化学反应的单糖残基的量，计算发生化学反应的单糖残基的量以及多糖的交联程度，交联度为d：d=1-n*a/m，

6.根据权利要求5所述的测定方法，其特征在于，所述的方法中过量高碘酸钠的摩尔数是多糖中单糖残基摩尔数的两倍以上。

7.根据权利要求5所述的测定方法，其特征在于，所述的方法中在高碘酸钠溶液中进行氧化反应时通过连续搅拌反应液或摇晃容器混合反应物。

8.根据权利要求5所述的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的测定方法，其特征在于，所述的多糖材料由交联葡聚糖构成。

10.根据权利要求1-9任一项所述的测定方法，其特征在于，所述的多糖材料为微载体、微球、水凝胶或多孔材料。

技术总结
一种检测多糖材料的交联程度的测定方法，在合适温度下使用高碘酸钠快速氧化组成多糖的单糖残基而生成甲酸，通过酸碱滴定确定氧化反应后形成的甲酸的量，确定没有发生化学反应的单糖残基的量，从而算出发生化学反应的单糖残基的量以及多糖的交联程度，本方法检测对象是交联多糖构成的微球、水凝胶、多孔材料等材料，缩短检测时间到1天左右，并且采用pH值判断氧化反应的完成、滴定反应的完成，更加精确。

技术研发人员：陈尚武,郑景,夏玉龙
受保护的技术使用者：国科温州研究院（温州生物材料与工程研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22