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------孙学超
不同结构褐藻胶及其系列衍生物的制备与活性研究
不同结构褐藻胶及其系列衍生物的制备与活性研究
摘要
本论文从三株褐藻:海茸(Durvillaea antarctica),变黑雷松藻(Lessonia
nigrescence), 螺纹雷松藻(Lessonia trabeculata)分别用热水提和碱提得到 8 种褐
藻胶,并对其进行了理化性质和结构分析,核磁共振氢谱(1H-NMR)分析表明,
TCA1 的古洛糖醛酸含量在 90 %以上,AWA1 的甘露糖醛酸含量在 80 %以上。
通过酸降和微波酸降得到 12 种降解的褐藻胶,制得了分子量从 3-110 KDa,M/G
值从 -9 的 20 种系列结构不同的褐藻胶。由于当褐藻胶中 G 含量超过 70 %时
具有较高的力学强度,最低的皱缩,高孔隙率以及在一价离子溶液中有较高的稳
定性的特性,本研究以 TCA1(MW=80 KDa;FG=91 %)为原料制作了包有微生
物的微球,微囊粒径在 - mm(微囊的粒径可以控制),在大规模制备和回
收方面有较大的优势,并保证了细胞的活性。
三氮杂环类化合物具有强的抗病毒、抗菌、抗炎、抗肿瘤等活性,抗病毒药
物利巴韦林、抗真菌药物氟康唑均是成功应用于临床的三氮唑类化合物。本论文
对制备的 20 种系列褐藻胶进行三氮唑环修饰最终制得了 40 种褐藻胶的三氮唑环
衍生物,首先通过利用 EDC、NHS 制备褐藻胶-PEG-N3 b,在此反应中 EDC 的
用量是影响产率的一个重要原因,当 EDC 与海藻胶的质量比为 117/50 时,修饰
度达到 11 %左右,最适反应条件是:室温、60 min、pH 值在 4-6 之间。
褐藻胶-PEG-N3 b 分别与丙炔酸甲酯以及 3-乙炔基噻吩通过点击反应制备了
羧甲基三氮唑-PEG-褐藻胶和 3-噻吩并三氮唑-PEG-褐藻胶,并对常规法和微波
辅助合成法进行了比较,常规合成法在 70 ℃下反应 12 h 产率达到 100 %而微波
合成只需在 100 W、80 ℃下反应 15 min 产率就能达到 100 %。
本文对制备的系列褐藻胶衍生物进行抗弧菌和抗病毒活性评价,结果表明羧
基是抗病毒活性的促进基团,而三氮唑环的引入可以使得活性增强,3-噻吩并三
氮唑-PEG-褐藻胶中既存在三氮唑基团同时又有噻吩基团,活性进一步提高说明
噻吩环同样是抗病毒活性的促进基团,褐藻胶的分子量和 M/G 值同样影响抗病
毒活性,在分子量 4 KDa 高 M 含量的褐藻胶的抗病毒活性最强,抑制率达到
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不同结构褐藻胶及其系列衍生物的制备与活性研究
70 %;衍生物抗菌活性评价:以三种水产致病菌鳗弧菌()、溶
藻弧菌(V. alginolyticus)、副溶血弧菌()为供试菌,研究
发现不同聚合度、不同 M/G 值抗菌能力不同,其中分子量在 3 KDa 的高 G 褐藻
胶衍生物具有最高的抗菌活性,修饰基团中的三氮唑基团和噻吩基团对三种弧菌
均产生较好的抗性,并且褐藻胶衍生物中 3-噻吩并三氮唑-PEG-褐藻胶抗菌活
性稍高。因此类衍生物安全性高、无毒的特点,有望作为水产药物应用于水产养
殖业。
本研究通过还原、氧化、氨化、硫酸化反应制得了 20 种褐藻胶类肝素衍生
物,结果发现,衍生物 MG1E、MG5E、MG2E、G2E 的 APTT 值与能够达到 220
s 超过海洋药物 PSS,衍生物 E 主要是通过影响内源性途径和共同凝血途径发挥
抗凝作用,分子量在 10-20KDa 的抗凝活性最佳,具有较大的抗凝潜力。
关键词:褐藻胶;化学修饰;抗菌活性;抗凝活性;抗病毒活性。
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不同结构褐藻胶及其系列衍生物的制备与活性研究
Preparation and Activitiy studies of different
alginates and their series derivaties
Abstract
In this paper, eight kinds of alginates were extracted by hot extraction and
alkaline extraction from the three kinds of seaweeds: Durvillaea Antarctica, Lessonia
nigrescence, Lessonia trabeculata, and