②加入丙酮時的操作,直接關聯兩個產品的分離程度。一般開始時因黏度較高,丙酮要緩慢加入,要快速攪拌,避免局部丙酮濃度過高,使部分胃蛋白酶與胃膜素過早同時析出。待胃膜素即將沉澱析出時,加入丙酮的速度可適當加快,而攪拌改慢,以免胃膜素散碎而不易收集。
(三)胃膜素質量標準與檢驗方法
1.質量標準
胃膜素質量應符合《化藥部頒標準》E6-95頁,胃膜素是豬胃膜中的黏蛋白,按幹燥品計算,含總氮(N)應不得大於10.0%,含還原性物質應不得少於20.0%。
2.檢驗方法
參照《化藥部頒標準》E6-95頁及《中國藥典》2005年版第二部附錄ⅦD中的標準執行。
(四)臨床應用
胃膜素中的黏蛋白能抵抗胃蛋白酶的消化和吸附胃酸,1g幹的黏蛋白能與15mL 0.1mol/L HCl相結合。胃膜素對胃和十二指腸潰瘍灶麵能起生理上的保護和潤滑作用,臨床上用於胃及十二指腸潰瘍,效果較好。
三、肝素
肝素(Heparin),是在1916年Mclean在研究凝血問題時從肝髒中發現的抗凝血物質。它是硫酸化的葡萄糖胺聚糖化合物,從動物組織提取過程形成的產品為鈉鹽或鈣鹽。因為最早從肝髒中發現,故命名為“肝素”。
現代科學研究證明,肝素廣泛存在於哺乳動物的組織中,如肺、腸黏膜、十二指腸、肝髒、心髒、胰腺、胎盤、血液等。在體內,肝素多以與蛋白質結合成複合物,而且這些複合物不具備抗凝血活性,當除去蛋白質時,肝素的抗凝活性才逐漸表現出來。
(一)結構與性質
肝素是由糖醛酸(L-艾杜糖醛酸,IdoA和D-葡糖醛酸,GlcA)和己糖胺(α-D-葡糖胺,GlcN)以及它們的衍生物(乙酰化、硫酸化)組成的具有不同鏈長的多糖鏈混合物。多糖鏈主要由兩個結構單位構成:結構單位Ⅰ是一五糖序列;結構單位Ⅱ為三硫酸雙糖單位,此結構單位為重複單位。
肝素實際是由許多大小分子質量不同的“重複片斷”組成。重複片斷鏈長,分子質量就大。一般的商品肝素為未分級肝素(unfractionated heparin,UFH),分子質量分布為3000~30000u,平均分子質量為12000~50000u,據研究至少有21種分子個體。一般認為,分子質量小於8000u的被稱為低分子肝素(low molecular weight heparin,LMWH)。
肝素為白色或類白色的粉末,有吸濕性。肝素或其鈉鹽及鈣鹽易溶於水,不溶於乙醇、丙酮等有機溶劑。遊離酸在乙醚中有一定溶解性。
肝素的分子是趨於螺旋形的纖維狀分子,維持這種分子形狀的鍵是分子內氫鍵和疏水鍵等,與其他黏多糖對比,其特性黏度較小。這種結構與肝素的抗凝活性密切相關,結構破壞,抗凝活性喪失。
肝素具有旋光性,比旋度[α]20D為:遊離酸(牛、豬),+53~+56;中性鈉鹽(牛),+42,(豬),+41;酸性鋇鹽(牛),+45。
肝素在185~220nm有特征吸收峰,在230~300nm無光吸收。在紅外890cm-1、940cm-1有特征吸收峰,測定1210~1150cm-1吸收強度,可作快速測定用。
肝素有下列化學性質:
(1)降解和水解反應肝素的糖苷鍵可以被亞硝酸、肝素酶、過氧化物以及高碘酸等降解從而製得LMWH。肝素分子上的N-硫酸基對酸水解敏感,肝素在溫熱的稀酸中會失活,溫度越高,pH越低,失活越快。在堿性條件下,N-硫酸基相當穩定,但艾杜糖醛酸上的2-O-硫酸基可被水解,從而也會使其失去活性。
(2)氧化反應肝素與氧化劑反應可被降解成酸性產物。使用氧化劑進行精製時,一般會影響肝素的收率。
(3)酯化反應肝素分子中的遊離羥基可以被酯化,如經硫酸化,則抗凝活性下降,而乙酰化則不影響抗凝活性。肝素分子中艾杜糖醛酸上的羧基可用鹵代烷烴酯化,在堿性條件下發生降解反應而生成LMWH。
(4)中和反應肝素呈酸性,其聚陰離子能與各種陽離子反應生成鹽。這些陽離子包括金屬離子和各種有機陽離子如有機堿、堿性染料、陽離子表麵活性劑、聚陽離子和蛋白質等。例如,有機堿有十五烷基溴化吡啶(PPB)、十六烷基氯化吡啶(CPC)等長鏈吡啶化合物、番木鱉堿等;堿性染料有天青A等;長鏈季銨鹽有十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)等;聚陽離子有陰離子交換樹脂等。
(5)變色現象肝素能使含氨基的堿性染料如天青A(或天青1)、甲苯胺藍等的光吸收向短波移動。天青A在pH 3.5時的最大吸收在620nm處,與肝素結合後,最大吸收移向505nm或515nm處。505nm或515nm處吸收度的增加,在一定濃度範圍內,與肝素濃度呈正比。
(二)鹽解-離子交換工藝
利用堿性條件將肝素和蛋白質水解分開,這時的肝素呈陰離子狀態存在。再用堿性的陰離子交換樹脂將肝素交換滯留。洗滌雜質後,用較高濃度的鹽溶液將其從樹脂上洗脫下來。
含有肝素的洗脫液加入乙醇後,將肝素從混合溶液中沉澱出來。
1.工藝流程
2.工藝要點
(1)提取取腸黏膜投入反應鍋內,按30g/L加入NaCl,用NaOH溶液調pH 8.0~9.0,升溫至50~55℃,保溫2h。繼續升溫至90℃,維持10min,立即冷卻。
(2)離子交換吸附提取液用雙層紗布過濾,待冷至50℃時加入D-204(或D-254)樹脂,樹脂用量按5%~6%,攪拌8h後靜置過夜。
(3)洗滌次日過濾收集樹脂,先用50℃的溫水衝洗樹脂,再用冷水衝洗至上清液澄清。用2倍量1.4mol/L NaCl溶液攪拌洗滌1h,濾幹,再用1倍量1.2mol/L NaCl溶液攪拌洗滌1h,濾幹。
(4)洗脫樹脂用4mol/L NaCl溶液攪拌洗脫4h,濾幹,再洗脫一次,每次用樹脂1倍量的NaCl溶液。合並洗脫液,用帆布過濾。
(5)沉澱將濾液加入等量95%乙醇,沉澱過夜。虹吸除去上清液,收集沉澱,脫水幹燥得粗品。
(6)精製粗品按10%濃度溶解後,用HCl調pH為5.0,過濾至清。隨即用NaOH調pH為11.0,按4%加入H2O2(濃度為30%),25℃放置,開始時注意保持pH 11.0,氧化脫色合格後,過濾,調pH 6.5,加入等量95%乙醇,沉澱過夜。次日虹吸去除上清液,沉澱脫水幹燥後得精品。
(三)酶解-離子交換工藝
1.工藝流程
2.工藝要點
(1)酶解每10kg腸黏膜加苯酚20mL,攪拌加入0.5%胰酶或1%的胰漿,用濃NaOH溶液調pH 8.5~9.0,升溫至45℃,保溫2~3h,維持pH 8.0。加入5%粗鹽,升溫至90℃,用6mol/L HCl調pH 6.5,保溫20min,過濾。
(2)離子交換吸附濾液冷至50℃以下,調pH 8.0,加入5%的D-204樹脂,攪拌吸附8~10h(氣溫高時可加適量甲苯防腐),用100目尼龍布收集樹脂,分別用50℃的溫水和自來水漂洗至洗後澄清。
(3)洗滌與洗脫樹脂先用0.05mol/L HCl和1.1mol/L NaCl混合溶液洗滌1h,用清水洗至pH 5.0左右,再分別用2mol/L、1.2mol/L NaCl洗滌;或用pH 11.0~12.0的1.0mol/L NaCl溶液洗滌2h,用清水洗至pH 7.0左右。然後用0.5倍量的5mol/L NaCl洗脫,共2次,再用0.5倍量3mol/L NaCl洗脫,每次1.5~2mL,收集洗脫液,帆布過濾至清。
(4)沉澱將濾液加入乙醇至乙醇濃度達42%~45%,12h後虹吸去除上清液,收集沉澱。
(5)精製將沉澱物(粗品)用2% NaCl溶液溶解,濃度控製在10%左右,按每1億IU肝素鈉加入高錳酸鉀0.5mol左右,調pH 8.0,升溫至80℃。攪拌2.5h後,以滑石粉為助濾劑過濾,收集濾液。
(6)沉澱調濾液pH為6.4,用1倍量95%乙醇沉澱12h以上,收集沉澱物,溶於1% NaCl溶液中,板框過濾至清。
(7)超濾濾液用分子質量截留值為5000u的膜進行超濾濃縮、脫鹽。
(8)冷凍幹燥將超濾截留液置冷凍幹燥機中,在-20℃以下冷凍幹燥48h以上,得精品肝素。
(四)大孔樹脂工藝
1.工藝流程
2.工藝要點
(1)提取、鹽解稱取鮮腸黏膜(總固體8%~10%)1000kg,加水1000kg和工業食鹽60kg,用0.4g/mL NaOH調pH為9.5,60~65℃保溫攪拌1.5h後,用飽和明礬水調pH為7.5~8.5(用明礬約8kg),90℃保溫10min,趁熱過濾,再用100~120目尼龍布過濾。濾渣加500kg水和15kg工業食鹽,同前條件再提取一次。兩次濾液合並,約為1800L,肝素效價一般為25IU/mL,45000IU/kg腸黏膜。
(2)離子交換吸附提取液冷至40℃以下,pH為7.5~8.5,加入腸黏膜重5%的1299×9樹脂(計50kg,體積約為71L)。攪拌吸附8~10h(氣溫高時可加30~50mL甲苯防腐),用80~100目尼龍布收集樹脂,以自來水漂洗至不渾濁為止。裝柱,使柱床直徑與高度為1∶(4~6)。
(3)洗滌與洗脫
①酸鹽水法:樹脂先用1柱床體積蒸餾水洗,再用5柱床體積(約400L)0.05mol/L HCl-0.5mol/L NaCl或0.05mol/L HCl-1.1mol/L NaCl洗5h,用蒸餾水洗至pH 5左右。再用4~5柱床體積(約300L)1.2mol/L NaCl洗滌。以上各步驟都洗至流出液加2倍乙醇無沉澱為止,流速為每小時1柱床體積。最後,用約1柱床體積3mol/L NaCl(約71L)洗脫肝素,流速每小時0.2~0.25柱床體積。收集對天青染料顯紫色反應的部分。