CN101220090A - 明胶多重改性衍生物及其交联材料 - Google Patents
明胶多重改性衍生物及其交联材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101220090A CN101220090A CNA2007100362765A CN200710036276A CN101220090A CN 101220090 A CN101220090 A CN 101220090A CN A2007100362765 A CNA2007100362765 A CN A2007100362765A CN 200710036276 A CN200710036276 A CN 200710036276A CN 101220090 A CN101220090 A CN 101220090A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gelatin
- glutin
- solution
- modification derivant
- modification
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012986 modification Methods 0.000 title claims abstract description 191
- 241001597008 Nomeidae Species 0.000 title claims description 151
- SYUXAJSOZXEFPP-UHFFFAOYSA-N glutin Natural products COc1c(O)cc2OC(=CC(=O)c2c1O)c3ccccc3OC4OC(CO)C(O)C(O)C4O SYUXAJSOZXEFPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 148
- 239000011243 crosslinked material Substances 0.000 title claims description 24
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims abstract description 171
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims abstract description 169
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims abstract description 168
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims abstract description 166
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims abstract description 166
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims abstract description 37
- 125000001118 alkylidene group Chemical group 0.000 claims abstract description 14
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 13
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims abstract description 5
- -1 carboxyl sylvite Chemical compound 0.000 claims description 66
- AFOSIXZFDONLBT-UHFFFAOYSA-N divinyl sulfone Chemical compound C=CS(=O)(=O)C=C AFOSIXZFDONLBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 25
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 17
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 15
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 8
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 claims description 6
- CYWHLOXWVAWMFO-UHFFFAOYSA-N 3-sulfanyl-1h-pyridine-2-thione Chemical compound SC1=CC=CN=C1S CYWHLOXWVAWMFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 5
- JHPBZFOKBAGZBL-UHFFFAOYSA-N (3-hydroxy-2,2,4-trimethylpentyl) 2-methylprop-2-enoate Chemical class CC(C)C(O)C(C)(C)COC(=O)C(C)=C JHPBZFOKBAGZBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N Maleimide Chemical compound O=C1NC(=O)C=C1 PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CGIHPACLZJDCBQ-UHFFFAOYSA-N acibenzolar Chemical compound SC(=O)C1=CC=CC2=C1SN=N2 CGIHPACLZJDCBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 4
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 claims description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 3
- AUHYZQCEIVEMFH-UHFFFAOYSA-N 2-bromopropanamide Chemical compound CC(Br)C(N)=O AUHYZQCEIVEMFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NASRDENTZCCAPN-UHFFFAOYSA-N OC([Na])=O Chemical class OC([Na])=O NASRDENTZCCAPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- PTSDHHWSSCWLTK-UHFFFAOYSA-N BrCCC(=O)NC(C(=O)N)(C)I Chemical compound BrCCC(=O)NC(C(=O)N)(C)I PTSDHHWSSCWLTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 43
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 abstract description 42
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 36
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 abstract description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 abstract description 2
- 230000021523 carboxylation Effects 0.000 abstract 2
- 238000006473 carboxylation reaction Methods 0.000 abstract 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 274
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 147
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 130
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 93
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 86
- 125000004080 3-carboxypropanoyl group Chemical group O=C([*])C([H])([H])C([H])([H])C(O[H])=O 0.000 description 76
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 68
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 60
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 56
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 53
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 50
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 49
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 35
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 34
- 229940042795 hydrazides for tuberculosis treatment Drugs 0.000 description 34
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 description 34
- VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N dithiothreitol Chemical compound SC[C@@H](O)[C@H](O)CS VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 30
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 26
- 238000002266 amputation Methods 0.000 description 24
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 24
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 24
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 24
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 21
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 20
- DCPMPXBYPZGNDC-UHFFFAOYSA-N hydron;methanediimine;chloride Chemical compound Cl.N=C=N DCPMPXBYPZGNDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 18
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 17
- NHJVRSWLHSJWIN-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O NHJVRSWLHSJWIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 15
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 14
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 14
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 13
- 230000006242 butyrylation Effects 0.000 description 12
- 238000010514 butyrylation reaction Methods 0.000 description 12
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 12
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 12
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 11
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 125000004119 disulfanediyl group Chemical group *SS* 0.000 description 11
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 11
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 9
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 9
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 8
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 8
- 229940099500 cystamine Drugs 0.000 description 7
- 125000003104 hexanoyl group Chemical group O=C([*])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 5
- 125000004386 diacrylate group Chemical group 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 4
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 4
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 4
- RVEZZJVBDQCTEF-UHFFFAOYSA-N sulfenic acid Chemical compound SO RVEZZJVBDQCTEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 4
- JPSKCQCQZUGWNM-UHFFFAOYSA-N 2,7-Oxepanedione Chemical compound O=C1CCCCC(=O)O1 JPSKCQCQZUGWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001828 Gelatine Substances 0.000 description 3
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Natural products NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- YHASWHZGWUONAO-UHFFFAOYSA-N butanoyl butanoate Chemical compound CCCC(=O)OC(=O)CCC YHASWHZGWUONAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 description 3
- 230000022244 formylation Effects 0.000 description 3
- 238000006170 formylation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- VANNPISTIUFMLH-UHFFFAOYSA-N glutaric anhydride Chemical compound O=C1CCCC(=O)O1 VANNPISTIUFMLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 3
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- DUCKXCGALKOSJF-UHFFFAOYSA-N pentanoyl pentanoate Chemical compound CCCCC(=O)OC(=O)CCCC DUCKXCGALKOSJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QLNJFJADRCOGBJ-UHFFFAOYSA-N propionamide Chemical compound CCC(N)=O QLNJFJADRCOGBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QKSBEDINHRIOJR-UHFFFAOYSA-N 2-iodopropanamide Chemical compound CC(I)C(N)=O QKSBEDINHRIOJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 2
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 2
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical group 0.000 description 2
- 230000021164 cell adhesion Effects 0.000 description 2
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 2
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- PKHMTIRCAFTBDS-UHFFFAOYSA-N hexanoyl hexanoate Chemical compound CCCCCC(=O)OC(=O)CCCCC PKHMTIRCAFTBDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- RAFYDKXYXRZODZ-UHFFFAOYSA-N octanoyl octanoate Chemical compound CCCCCCCC(=O)OC(=O)CCCCCCC RAFYDKXYXRZODZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- WYVAMUWZEOHJOQ-UHFFFAOYSA-N propionic anhydride Chemical compound CCC(=O)OC(=O)CC WYVAMUWZEOHJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- OEZPDHRXGCLGKB-UHFFFAOYSA-N 2-chloropropanamide Chemical compound CC(Cl)C(N)=O OEZPDHRXGCLGKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WXUAQHNMJWJLTG-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutanedioic acid Chemical compound OC(=O)C(C)CC(O)=O WXUAQHNMJWJLTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010005908 Body temperature conditions Diseases 0.000 description 1
- QJSJOARSLDLKSX-UHFFFAOYSA-N C(C)(CC)OC(C(C)(C)C)OOCCCCC Chemical compound C(C)(CC)OC(C(C)(C)C)OOCCCCC QJSJOARSLDLKSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WLJVNTCWHIRURA-UHFFFAOYSA-N Heptanedioic acid Natural products OC(=O)CCCCCC(O)=O WLJVNTCWHIRURA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QOSMNYMQXIVWKY-UHFFFAOYSA-N Propyl levulinate Chemical compound CCCOC(=O)CCC(C)=O QOSMNYMQXIVWKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TYFQFVWCELRYAO-UHFFFAOYSA-N Suberic acid Natural products OC(=O)CCCCCCC(O)=O TYFQFVWCELRYAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000021736 acetylation Effects 0.000 description 1
- 238000006640 acetylation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 125000000613 asparagine group Chemical group N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)* 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- LTAAMLJOTOUMFM-UHFFFAOYSA-N azane N-propan-2-ylprop-2-enamide Chemical compound N.C(C=C)(=O)NC(C)C LTAAMLJOTOUMFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 239000012888 bovine serum Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- HDFRDWFLWVCOGP-UHFFFAOYSA-N carbonothioic O,S-acid Chemical group OC(S)=O HDFRDWFLWVCOGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003405 delayed action preparation Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000020776 essential amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000003754 ethoxycarbonyl group Chemical group C(=O)(OCC)* 0.000 description 1
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 239000007903 gelatin capsule Substances 0.000 description 1
- 229960002989 glutamic acid Drugs 0.000 description 1
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N glutaric acid Chemical class OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-N hexane carboxylic acid Natural products CCCCCCC(O)=O MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003707 hexyloxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 230000005847 immunogenicity Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000028709 inflammatory response Effects 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005439 maleimidyl group Chemical group C1(C=CC(N1*)=O)=O 0.000 description 1
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 125000001160 methoxycarbonyl group Chemical group [H]C([H])([H])OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- YPHQUSNPXDGUHL-UHFFFAOYSA-N n-methylprop-2-enamide Chemical compound CNC(=O)C=C YPHQUSNPXDGUHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001971 neopentyl group Chemical group [H]C([*])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005935 nucleophilic addition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000269 nucleophilic effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N sec-butyl acetate Chemical compound CCC(C)OC(C)=O DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
- A61K47/42—Proteins; Polypeptides; Degradation products thereof; Derivatives thereof, e.g. albumin, gelatin or zein
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N1/00—Preservation of bodies of humans or animals, or parts thereof
- A01N1/02—Preservation of living parts
- A01N1/0205—Chemical aspects
- A01N1/0231—Chemically defined matrices, e.g. alginate gels, for immobilising, holding or storing cells, tissue or organs for preservation purposes; Chemically altering or fixing cells, tissue or organs, e.g. by cross-linking, for preservation purposes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/06—Ointments; Bases therefor; Other semi-solid forms, e.g. creams, sticks, gels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/14—Macromolecular materials
- A61L27/22—Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
- A61L27/222—Gelatin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08H1/00—Macromolecular products derived from proteins
- C08H1/06—Macromolecular products derived from proteins derived from horn, hoofs, hair, skin or leather
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明公开了一类明胶多重改性衍生物，不仅具有通式(I)结构，至少还同时具有通式(II)、(III)和(IV)中的一种结构，其中G是明胶残基，包括A型明胶残基、B型明胶残基、基因重组明胶残基；R1是亚烷基或含有一个酰氨键的连接基团；R2是烷基或芳香基；R3是亚烷基；R1是羧基或羧基盐。明胶的多重改性包括明胶侧链氨基的酰氨键疏水化改性、明胶侧链氨基的酰氨键羧基化改性、明胶侧链羧基的巯基化改性及明胶侧链氨基的酰氨键羧基化改性后的巯基化改性。此外，本发明还公开了该明胶多重改性衍生物的交联材料。本发明明胶多重改性衍生物具有灵活多变的化学结构和多种性能，其交联材料可用作细胞生长基质等。
Description
技术领域
本发明涉及化合物明胶，尤其涉及明胶多重改性衍生物；此外，本发明还涉及该明胶多重改性衍生物的交联材料。
背景技术
明胶是胶原的变性衍生物，是一种含有18种人体不可缺少的氨基酸的蛋白质。天然明胶通常通过酸法或碱法对动物皮、骨、腱与韧带等结缔组织中的胶原进行水解后分离提取制备。通常它可以分为A型和B型两种：通过酸法水解制备的明胶被称为A型，具有较少的侧链羧酸残基和较高的等电点；通过碱法水解制备的明胶被称为B型，侧链的大部分谷氨酰胺和天冬酰胺残基都转化为谷氨酸和天冬氨酸，因而侧链具有较多的羧酸残基，等电点较低。无论是酸法或碱法制备的天然明胶，通常都是一个复杂的混合物，含有多种不同分子量的多肽，其性质因生产批次的不同而有一定的差异。明胶还可以通过基因重组工程来制备。基因重组明胶具有精确的分子量、等电点、以及可以根据特定的应用来设计明胶的分子结构(Olsen等，Advanced Drug DeliveryReviews，55，1547，2003)。
明胶具有生物相容、生物降解、低免疫原性等许多优异性能，因而在生物医药领域具有广泛的用途：如明胶止血海绵、药用明胶胶囊、明胶海绵伤口敷料以及新型药物缓释制剂和组织再生修复支架等等。然而明胶在体温条件下可溶于水，因而对明胶进行物理交联和化学交联以提高明胶的热和机械稳定性对于明胶的绝大多数生物医学应用是必不可少的。脱氢热处理和紫外线辐射是明胶物理交联的常用方式，但是交联效率较低且不可控。化学交联具有相对较高的效率。常见的明胶化学交联剂包括甲醛、戊二醛、多官能团环氧交联剂、多官能团异氰酸酯交联剂、酰基叠氮化合物、碳化二亚胺等等(Kui jpers等，Journal of Biomaterials Science：Polymer Edition，11，225，2000)。但是这些化学交联剂通常具有较强的毒副作用，即使微量的化学交联剂和交联官能团的残留也可能导致严重的炎性反应。因此当前可供选择的化学交联方式在很大程度上制约了明胶在生物医药领域的应用。
明胶的化学改性是提高明胶在生物医药领域应用的一个重要途径。这种途径不仅可以使明胶具有一些重要的物理化学性能，同时还可能减少或者不使用有毒副作用的化学交联剂制备明胶交联材料。例如，Ma等人在Journal of Biomaterials Science：Polymer Edition，13，67，2002中公开了具有两亲性能的聚乳酸疏水改性明胶衍生物；Van Den Bulcke等人在Biomacromolecules，1，31，2000中公开了甲基丙烯酰氨改性明胶衍生物，这些衍生物可以通过相对温和的光引发自由基聚合制备出明胶交联材料；Morikawa和Matsuda等人在Journal of Biomaterials Science：PolymerEdition，13，167，2002中公开的N-异丙基丙烯酰氨接枝明胶衍生物具有温度响应凝胶化性能；Shu等人在Biomaterials，24，3825，2003公开的巯基化改性明胶衍生物可以通过温和的二硫键方式或亲核加成方式制备原位交联材料。到目前为止，这些方法在制备明胶交联材料时仍具有很多局限性。其中一个重要原因是明胶可供化学改性和交联的主要官能团(侧链氨基或羧基)数量相当有限。例如B型明胶的侧链氨基和羧基分别约为28和118个/1000氨基酸残基；A型明胶具有与B型明胶相近的侧链氨基含量，但侧链羧基的含量则要低得多(54个/1000氨基酸残基)。因此很有必要进一步开发新型化学改性和交联的方法以进一步扩展明胶在生物医药领域的多种应用前景。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一是提供一类新颖的明胶多重改性衍生物。
本发明要解决的技术问题之二是提供一类新颖的明胶多重改性衍生物的交联材料。
本发明以明胶为原料，通过对明胶侧链氨基的酰氨键疏水化改性、氨基的酰氨键羧基化改性以及羧基的巯基化改性制备了新颖的明胶多重改性衍生物。与明胶单一改性衍生物相比，本发明明胶多重改性衍生物具有许多优异的性能，如可调节的侧链分子结构和化学性能等等，将在生物医药领域具有许多重要的应用。
本发明明胶多重改性衍生物同时具有下述通式(I)结构和至少下述通式(II)、(III)和(IV)中的一种结构。
其中G是指明胶残基，包括A型明胶残基、B型明胶残基、基因重组明胶残基等；R1是亚烷基或含有一个酰氨键的连接基团；R2是指烷基或芳香基；R3是亚烷基或取代亚烷基；R4是羧基或羧基盐。
上述含有一个酰氨键的连接基团是指
其中R′和R″是亚烷基、取代亚烷基、芳香基或聚醚基；
上述的亚烷基是指-(CH2)n-(n是1～15的整数)。优选n是1～8的整数。
上述取代亚烷基是指至少一个氢原子被烷基、羟基、氨基、烷氧基、苯基、酯基等基团取代的亚烷基。
上述芳香基是指芳香族的苯基、萘基等。优选苯基。
上述聚醚基是指-[(CHR)nO]n-，其中R是烷基，n是1～10的整数，m是1～500的整数。优选R为氢原子，n分别等于2、3和4。
上述烷基是指具有1～15个碳原子的直链或支链的烷基。例如：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基等等。优选具有1～10个碳原子的直链或支链的烷基，特别优选甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基。
上述烷氧基是指具有1～6个碳原子的直链或支链的烷氧基。例如：甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、戊氧基、新戊氧基、己氧基等。优选具有1～4个碳原子的支链或直链的烷氧基，特别优选甲氧基和乙氧基。
上述酯基是指-C(O)OR，其中R是上述低级烷基。优选甲酯基、乙酯基、丙酯基和丁酯基。
上述羧基是指-COOH；羧基盐是指上述羧基被碱中和后的基团，即-COO-A+，其中A′包括钠离子、钾离子、锂离子、氨根离子等。优选羧基、羧基钠盐或羧基钾盐。
本发明明胶多重改性衍生物具有下列几种代表性化学结构通式：
其中G、R1、R2、R3和R4的定义同前述。
本发明明胶多重改性衍生物中R1、R2、R3和R4的优选化学结构如下：
在上述通式(V)到(XI)的明胶多重改性衍生物都含有至少一个巯基。通式(V)、(VI)和(VII)为本发明明胶双重改性衍生物的化学结构式；通式(VIII)、(IX)和(X)为本发明明胶三重改性衍生物的化学结构式；通式(XI)为本发明明胶四重改性衍生物的化学结构式。
本发明明胶多重改性衍生物的化学改性包括以下四种方式：(A)明胶侧链氨基的酰氨键疏水化改性；(B)明胶侧链氨基的酰氨键羧基化改性；(C)明胶侧链羧基的巯基化改性；(D)明胶侧链氨基的酰氨键羧基化改性后的巯基化改性。
化学改性方式(A)，明胶侧链氨基的酰氨键疏水化改性常用的方法如下所示：
其中G和R2的定义同上述。具体的常用制备过程是将明胶溶于温水配成水溶液(通常约为30摄氏度)，然后调节溶液的pH值为弱碱性(通常为8～10)；此后加入酸酐，搅拌反应一定时间，同时不断加入适量的碱溶液(如氢氧化钠)以保持反应溶液为弱碱性；最后反应溶液透析纯化、冷冻干燥即可得到产物。所采用的酸酐包括醋酸酐、丙酸酐、丁酸酐、戊酸酐、己酸酐、庚酸酸酐、辛酸酐等等。
化学改性方式(B)，明胶侧链氨基的酰氨键羧基化改性常用的方法如下所示：
其中G和R3的定义同上述。具体的常用制备过程是将明胶溶于温水配成水溶液(通常约为30摄氏度)，然后调节溶液的pH值为弱碱性(通常为8～10)；此后加入二酸酸酐，搅拌反应一定时间，同时不断加入适量的碱溶液(如氢氧化钠)以保持反应溶液为弱碱性；最后反应溶液透析纯化、冷冻干燥即可得到产物。所采用的二酸酸酐包括丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、马来酸酐、庚二酸酐、辛二酸酐等等。
化学改性方式(C)和(D)，对明胶侧链羧基的巯基化改性(包括明胶侧链氨基的酰氨键羧基化引入的羧基巯基化改性)采用酰肼/碳二亚胺的偶合化学方法(Shu等，Biomacromolecules，3，1304，2002)。其基本原理是明胶的侧链羧基(或明胶侧链氨基的酰氨键羧基化引入的羧基)在碳二亚胺的活化下生成活性中间体，然后二硫代二酰肼的酰肼氨基亲核进攻活性中间体生成加成物，最后加成物的二硫键被还原成自出巯基，纯化即可得到产物。其常用的方法如下所示：
其中G和R1的定义同上述。具体的常用制备过程是将明胶或明胶酰氨键羧基化改性衍生物溶于温水配成水溶液(通常约为30摄氏度)，然后调节溶液的pH值为弱酸性(通常为4.75)；此后加入定量的二硫代二酰肼，搅拌溶解后再加入定量的1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐，同时不断加入适量的酸溶液(如盐酸)以保持反应溶液pH值为4.75；最后在弱碱性条件下(通常pH值为8～10)加入羟基硫醇、二硫苏糖醇或硼氢化钠等还原剂将二硫键还原成自由巯基，在酸性条件下透析纯化除去杂质、冷冻干燥即可得到产物。
化学改性方式(C)和(D)，对明胶侧链羧基(或明胶侧链氨基的酰氨键羧基化引入的羧基)的巯基化改性，所采用的常见代表性二硫代二酰肼包括Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中公开的二硫代二丙酸二酰肼(简称DTPDH)和二硫代二丁酸二酰肼(简称DTBDH)，以及本申请人在发明专利申请(申请号：200610118715.2，发明名称：二酰肼化合物及其制备方法和用途)中公开的新型二酰肼化合物：包括二硫代二丙酸双酰甘氨酸二酰肼(简称DGDTPDH)、二硫代二丙酸双酰丙氨酸二酰肼(简称DADTPDH)、二硫代二丙酸双酰(羟基)氨基乙酸二酰肼(简称DHADTPDH)、二硫代二丙酸双酰氨基丙酸二酰肼(简称DPDTPDH)、二硫代二丙酸双酰氨基丁酸二酰肼(简称DBDTPDH)、双丙二酸双酰胱胺二酰肼(简称DPCDH)、双琥珀酸双酰胱胺二酰肼(简称DSCDH)、双(甲基)丁二酸双酰胱胺二酰肼(简称DMPCDH)、双戊二酸双酰胱胺二酰肼(简称DGCDH)、双己二酸双酰胱胺二酰肼(简称DACDH)等等。这些代表性二硫代二酰肼的化学结构式如下所示：
前述通式(V)代表的明胶多重改性衍生物包括化学改性方式(A)明胶侧链氨基的酰氨键疏水化改性和化学改性方式(C)明胶侧链羧基的巯基化改性两个过程。所采用的一般制备方法分为两个步骤：(1)将明胶溶于温水配成水溶液(通常约为30摄氏度)，然后调节溶液的pH值为弱碱性(通常为8～10)；此后加入酸酐，搅拌反应一定时间，同时不断加入适量的碱溶液(如氢氧化钠)以保持反应溶液为弱碱性；最后反应溶液透析纯化、冷冻干燥即可得到中间产物；(2)将中间产物溶于温水配成水溶液或直接采用未纯化的中间产物溶液(通常约为30摄氏度)，调节溶液的pH值为弱酸性(通常为4.75)；此后加入定量的二硫代二酰肼，搅拌溶解后再加入定量的1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐，同时不断加入适量的酸溶液(如盐酸)以保持反应溶液pH值为4.75；最后在弱碱性条件下(通常pH值为8～10)加入羟基硫醇、二硫苏糖醇或硼氢化钠等还原剂将二硫键还原成自由巯基，在酸性条件下透析纯化除去杂质、冷冻干燥即可得到本发明通式(V)代表的明胶多重改性衍生物。所采用的酸酐包括醋酸酐、丙酸酐、丁酸酐、戊酸酐、己酸酐、庚酸酐、辛酸酐等等，所采用的二硫代二酰肼如前所述。
前述通式(VI)代表的明胶多重改性衍生物包括化学改性方式(B)明胶侧链氨基的酰氨键羧基化改性和化学改性方式(C)明胶侧链羧基的巯基化改性两个过程。所采用的一般制备方法分为两个步骤：(1)将明胶溶于温水配成水溶液(通常约为30摄氏度)，调节溶液的pH值为弱酸性(通常为4.75)；此后加入定量的二硫代二酰肼，搅拌溶解后再加入定量的1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐，同时不断加入适量的酸溶液(如盐酸)以保持反应溶液pH值为4.75；最后在弱碱性条件下(通常pH值为8～10)加入羟基硫醇、二硫苏糖醇或硼氢化钠等还原剂将二硫键还原成自由巯基，在酸性条件下透析纯化除去杂质、冷冻干燥即可得到中间产物；(2)在惰性气体(如氮气等)保护下将中间产物溶于温水配成水溶液然(通常约为30摄氏度)，调节溶液的pH值为弱碱性(通常为8～10)；此后加入二酸酸酐，搅拌反应一定时间，同时不断加入适量的碱溶液(如氢氧化钠)以保持反应溶液为弱碱性；最后反应溶液在酸性条件下透析纯化、冷冻干燥即可得到本发明通式(VI)代表的明胶多重改性衍生物中间产物。所采用的二酸酸酐包括丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐等等，所采用的二硫代二酰肼如前所述。
前述通式(VII)和(X)代表的明胶多重改性衍生物包括化学改性方式(B)明胶侧链氨基的酰氨键羧基化改性、化学改性方式(C)明胶侧链羧基的巯基化改性和化学改性方式(D)明胶侧链氨基的酰氨键羧基化改性后的巯基化改性三个过程。所采用的一般制备方法基本相同，可分为两个步骤：(1)将明胶溶于温水配成水溶液(通常约为30摄氏度)，调节溶液的pH值为弱碱性(通常为8～10)；此后加入二酸酸酐，搅拌反应一定时间，同时不断加入适量的碱溶液(如氢氧化钠)以保持反应溶液为弱碱性：最后反应溶液透析纯化、冷冻干燥即可得到中间产物；(2)将中间产物溶于温水配成水溶液或直接采用未纯化的中间产物溶液(通常约为30摄氏度)，调节溶液的pH值为弱酸性(通常为4.75)；此后加入定量的二硫代二酰肼，搅拌溶解后再加入定量的1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐，同时不断加入适量的酸溶液(如盐酸)以保持反应溶液pH值为4.75；最后在弱碱性条件下(通常pH值为8～10)加入羟基硫醇、二硫苏糖醇或硼氢化钠等还原剂将二硫键还原成自由巯基，在酸性条件下透析纯化除去杂质、冷冻干燥即可得到产物。如果反应中1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐过量，全部羧基都被改性为巯基，产物即为本发明通式(VII)代表的明胶多重改性衍生物；如果反应中1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐的使用量较少，部分羧基被改性为巯基，产物即为本发明通式(X)代表的明胶多重改性衍生物。所采用的二酸酸酐包括丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐等等，所采用的二硫代二酰肼如前所述。
前述通式(VIII)代表的明胶多重改性衍生物的制备方法与上述通式(VI)代表的明胶多重改性衍生物的制备方法基本相同，只要在上述通式(VI)代表的明胶多重改性衍生物的制备步骤(2)中同时加入酸酐和二酸酸酐即可。
前述通式(IX)和(XI)代表的明胶多重改性衍生物的制备方法与上述通式(VII)和(X)代表的明胶多重改性衍生物的制备方法基本相同，只要在上述通式(VII)和(X)代表的明胶多重改性衍生物的制备步骤(2)中同时加入酸酐和二酸酸酐即可。如果反应中1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐过量，全部羧基都被改性为巯基，产物即为本发明通式(IX)代表的明胶多重改性衍生物；如果反应中1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐的使用量较少，部分羧基被改性为巯基，产物即为本发明通式(XI)代表的明胶多重改性衍生物。
本发明的有益效果是本发明公开的明胶多重改性衍生物具有灵活多变的化学结构和多种性能。在本发明通式(V)、(VIII)、(IX)和(XI)代表的明胶多重改性衍生物中通过对明胶侧链氨基的改性，引入了疏水基团，提高了本发明明胶多重改性衍生物的疏水性能，改变了水溶液的性质、促进了疏水胶束的形成，提高了对疏水物质(如药物等)的增溶作用；同时通过对明胶侧链羧基的巯基化改性，提供了活性的巯基，可以作为进一步化学改性的具有高度反应活性的活性点(如可以和高度生物相容的交联剂制备交联材料等)。在本发明通式(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)、(X)和(XI)代表的明胶多重改性衍生物中通过对明胶侧链氨基的改性引入了额外的羧基，改变了水溶液的性质、提高了本发明明胶多重改性衍生物的亲水性能；同时更为重要的是通过把氨基转化为羧基，大大提高了可供进一步化学改性的羧基的含量(例如B型明胶的侧链羧基含量可以增加多达24％，而A型明胶的侧链羧基含量可以增加多达50％)；此外这些羧基和明胶本身具有的羧基都可以进行巯基化改性，提供了活性的巯基，可以作为进一步化学改性的具有高度反应活性的活性点(如可以和高度生物相容的交联剂制备交联材料等)。
本发明的新颖明胶多重改性衍生物至少具有一个侧链自由巯基，可以在合适的条件下重新氧化形成二硫键。氧气、低浓度过氧化氢、碘、铁三价离子等中强度氧化剂均可使自由巯基形成二硫键，从而制备出明胶交联材料。其一般制备方法是将本发明的明胶多重改性衍生物的水溶液在中性或弱碱性条件下用空气氧化制备二硫键交联材料；或者在弱酸性或酸性条件下，用低浓度过氧化氢、铁三价离子等更强的氧化剂氧化制备二硫键交联材料。
本发明明胶多重改性衍生物的交联材料还可以通过本发明的明胶多重改性衍生物和巯基反应活性交联剂交联制备。本发明采用的巯基反应活性官能团包括马来酰亚胺、乙烯砜、α，β不饱和丙烯酸酯、α，β不饱和甲基丙烯酸酯、卤代丙酸酯、卤代丙酰胺、二硫代吡啶、N-羟基丁二酰亚胺活化酯等等。其中马来酰亚胺、乙烯砜、碘代丙酸酯、碘代丙酰胺、二硫代吡啶等官能团具有很高巯基反应活性。这些反应可以分为三类：(1)巯基和活化不饱和双键的加成反应，属于这类反应的官能团包括马来酰亚胺、乙烯砜、α，β不饱和丙烯酸酯、α，β不饱和甲基丙烯酸酯等；(2)巯基和活化卤代烷的取代反应，属于这类反应的官能团包括碘代丙酸酯、溴代丙酸酯、氯代丙酸酯、碘代丙酰胺、溴代丙酰胺、氯代丙酰胺、二硫代吡啶等；(3)最后一类是硫酯化反应，这类反应的官能团包括各种羧酸的活化酯，如N-羟基丁二酰亚胺活化酯等等。以本发明通式(V)代表的明胶多重改性衍生物为例，巯基和这些官能团的反应方程式如下：
本发明采用的巯基反应活性交联剂至少含有两个上述反应官能团的聚乙二醇(简称PEG)的衍生物，如双臂、三臂、四臂、八臂或更多臂的聚乙二醇衍生物，它们具有如下典型的化学结构：
F1-PEG-F2
双臂聚乙二醇交联剂
三臂聚乙二醇交联剂 四臂聚乙二醇交联剂
八臂聚乙二醇交联剂
其中F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7和F8为前述巯基反应活性官能团如马来酰亚胺、乙烯砜、α，β不饱和丙烯酸酯、α，β不饱和甲基丙烯酸酯、卤代丙酸酯、卤代丙酰胺、二硫代吡啶或N-羟基丁二酰亚胺等等，它们可以具有全部相同、部分相同或全部不相同的化学结构；PEG是指分子量为100到1000000的具有CH2CH2O重复单元的链段。
以双臂的聚乙二醇为例，本发明采用的常见交联剂包括聚乙二醇二马来酰亚胺、聚乙二醇二乙烯砜、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酰胺、聚乙二醇二卤代丙酸酯、聚乙二醇二卤代丙酰胺、聚乙二醇二二硫代吡啶、聚乙二醇二N-羟基丁二酰亚胺等。化学结构式如下所示：
本发明采用巯基反应活性交联剂交联的新颖明胶多重改性衍生物的交联材料的一般制备方法是将本发明的明胶多重改性衍生物制成水溶液或混合水溶液，调节溶液的pH值为中性，然后加入上述巯基反应活性交联剂的水溶液，混合均匀后室温静置片刻即形成凝胶，得到交联材料。以上述双臂聚乙二醇衍生物交联剂和本发明通式(V)代表的明胶多重改性衍生物为例，所制备的交联材料具有如下化学结构：
与本发明通式(V)代表的明胶多重改性衍生物相似，本发明通式(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)、(X)和(XI)代表的明胶多重改性衍生物也至少含有一个巯基，也可以采用上述相同的交联方式制备交联材料。此外也可采用一种多臂聚乙二醇衍生物交联剂共同交联制备本发明明胶多重改性衍生物的交联材料。另外也可以采用两种或两种以上聚乙二醇衍生物交联剂(如双臂聚乙二醇衍生物、三臂聚乙二醇衍生物交联剂、四臂聚乙二醇衍生物交联剂、八臂聚乙二醇衍生物交联剂等等)来制备本发明明胶多重改性衍生物的交联材料。也可以采用上述制备方法，同时采用两种或两种以上本发明明胶多重改性衍生物来制备明胶交联材料
本发明的有益效果是可以方便地制备出具有高度生物相容的明胶交联材料，这些明胶交联材料可以制成薄膜、海绵、凝胶等各种形态，可以用作细胞生长基质等等。
附图说明
附图是本发明实施例1中乙酰化和巯基化明胶多重改性衍生物的氢原子核磁共振谱图和重要化学位移峰的归属(D2O为溶剂)。
具体实施方式
下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1乙酰化和巯基化明胶多重改性衍生物(本发明通式(V)代表的明胶多重改性衍生物，其中R1＝-CH2CH2-，R2＝-CH3)的合成和表征
(1)明胶的乙酰化改性
明胶(B型，来自牛皮，Sigma，美国)1克溶解于100毫升蒸馏水中(约30摄氏度)，得到澄清透明溶液。用1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为约9.5，然后在电磁搅拌下加入0.05克醋酸酐(分析纯)，不断加入适量1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液，保持溶液的pH值在弱碱性(通常8.0～9.5)。在约30摄氏度下搅拌反应1小时。此后上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Fisher，美国)，用蒸馏水透析，每8小时换一次透析液；直至凝胶液相色谱(GPC)检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到白色絮状固体(乙酰化明胶)约0.8克。
(2)乙酰化明胶的巯基化改性
取上述乙酰化明胶0.5克溶解于50毫升蒸馏水中(约30摄氏度)。在上述溶液中加入0.3克二硫代二丙酰肼(按照Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中公开的方法制备)，搅拌溶解。然后溶液的pH值用0.1摩尔/升盐酸调节至4.75，加入0.25克1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(Aldrich，美国)，电磁搅拌。在上述溶液中不断加入适量0.1摩尔/升盐酸，使溶液的pH值保持在4.75。电磁搅拌反应2小时后，加入2.5克二硫苏糖醇(Diagnostic Chemical Limited，美国)和0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液，搅拌，调节溶液的pH值为8.5。此后室温电磁搅拌反应24小时后，在上述溶液中加入6摩尔/升的盐酸直至pH值为约3.0。将上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Sigma，美国)，用10升0.001摩尔/升的盐酸和0.3摩尔/升的氯化钠溶液透析5天，每8小时换一次透析液；然后再用10升0.001摩尔/升的盐酸溶液透析3天，每8小时换透析液，直至GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到百色絮状固体约0.35克。
(3)乙酰化和巯基化明胶多重改性衍生物的表征
乙酰化和巯基化明胶多重改性衍生物的化学结构如下所示：
GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰，表明合成的乙酰化和巯基化明胶多重改性衍生物为高度纯化，杂质低于仪器检测水平。
采用2，4，6-三硝基苯磺酸(TNBS)试剂测定乙酰化明胶的侧链氨基，约37％的氨基被甲酰化改性。
采用Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中报道的改进Ellman方法检测乙酰化和巯基化明胶多重改性衍生物的活性巯基含量：0.5毫摩尔巯基/克。
氢谱核磁共振检测(1H-NMR)(D2O为溶剂)：见图1。
实施例2己酰化和巯基化明胶多重改性衍生物(本发明通式(V)代表的明胶多重改性衍生物，其中R1＝-CH2CH2-，R2＝-CH2CH2CH2CH2CH3)的合成和表征
(1)明胶的己酰化改性
明胶(A型，来自猪皮，Sigma，美国)1克溶解于100毫升蒸馏水中(约30摄氏度)，得到澄清透明溶液。用1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为约9.5，然后在电磁搅拌下加入0.1克戊酸酐(分析纯)，不断加入适量1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液，保持溶液的pH值在弱碱性(通常8.0～9.5)。在约30摄氏度下搅拌反应1小时。此后上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Fisher，美国)，用蒸馏水透析，每8小时换一次透析液；直至凝胶液相色谱(GPC)检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到白色絮状固体(己酰化明胶)约0.8克。
(2)己酰化明胶的巯基化改性
取上述己酰化明胶0.5克溶解于50毫升蒸馏水中(约30摄氏度)。在上述溶液中加入0.3克二硫代二丙酰肼(按照Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中公开的方法制备)，搅拌溶解。然后溶液的pH值用0.1摩尔/升盐酸调节至4.75，加入0.25克1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(Aldrich，美国)，电磁搅拌。在上述溶液中不断加入适量0.1摩尔/升盐酸，使溶液的pH值保持在4.75。电磁搅拌反应2小时后，加入2.5克二硫苏糖醇(Diagnostic Chemical Limited，美国)和0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液，搅拌，调节溶液的pH值为8.5。此后室温电磁搅拌反应24小时后，在上述溶液中加入6摩尔/升的盐酸直至pH值为约3.0。将上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Sigma，美国)，用10升0.001摩尔/升的盐酸和0.3摩尔/升的氯化钠溶液透析5天，每8小时换一次透析液；然后再用10升0.001摩尔/升的盐酸溶液透析3天，每8小时换透析液，直至GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到百色絮状固体约0.37克。
(3)己酰化和巯基化明胶多重改性衍生物的表征
己酰化和巯基化明胶多重改性衍生物的化学结构如下所示：
GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰，表明合成的己酰化和巯基化明胶多重改性衍生物为高度纯化，杂质低于仪器检测水平。
采用2，4，6-三硝基苯磺酸(TNBS)试剂测定己酰化明胶的侧链氨基，约33％的氨基被己酰化改性。
采用Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中报道的改进Ellman方法检测甲酰化和巯基化明胶多重改性衍生物的活性巯基含量：0.24毫摩尔巯基/克。
氢谱核磁共振检测(1H-NMR)(D2O为溶剂)结果如下：
实施例3丁酰化和巯基化明胶多重改性衍生物(本发明通式(V)代表的明胶多重改性衍生物，其中
R2＝-CH2CH2CH3)的合成和表征
(1)明胶的丁酰化改性
明胶(B型，来自牛皮，Sigma，美国)1克溶解于100毫升蒸馏水中(约30摄氏度)，得到澄清透明溶液。用1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为约9.5，然后在电磁搅拌下加入0.08克丁酸酐(分析纯)，不断加入适量1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液，保持溶液的pH值在弱碱性(通常8.0～9.5)。在约30摄氏度下搅拌反应1小时。此后上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Fisher，美国)，用蒸馏水透析，每8小时换一次透析液；直至凝胶液相色谱(GPC)检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到白色絮状固体(丁酰化明胶)约0.75克。
(2)丁酰化明胶的巯基化改性
取上述丁酰化明胶0.5克溶解于50毫升蒸馏水中(约30摄氏度)。在上述溶液中加入0.4克双琥珀酸双酰胱胺二酰肼(按照本申请人申请的发明专利(二酰肼化合物及其制备方法和用途，申请号200610118715.2)中公开的方法制备)，搅拌溶解。然后溶液的pH值用0.1摩尔/升盐酸调节至4.75，加入0.25克1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(Aldrich，美国)，电磁搅拌。在上述溶液中不断加入适量0.1摩尔/升盐酸，使溶液的pH值保持在4.75。电磁搅拌反应2小时后，加入3.0克二硫苏糖醇(Diagnostic Chemical Limited，美国)和0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液，搅拌，调节溶液的pH值为8.5。此后室温电磁搅拌反应24小时后，在上述溶液中加入6摩尔/升的盐酸直至pH值为约3.0。将上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Sigma，美国)，用10升0.001摩尔/升的盐酸和0.3摩尔/升的氯化钠溶液透析5天，每8小时换一次透析液；然后再用10升0.001摩尔/升的盐酸溶液透析3天，每8小时换透析液，直至GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到百色絮状固体约0.31克。
(3)丁酰化和巯基化明胶多重改性衍生物的表征
丁酰化和巯基化明胶多重改性衍生物的化学结构如下所示：
GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰，表明合成的丁酰化和巯基化明胶多重改性衍生物为高度纯化，杂质低于仪器检测水平。
采用2，4，6-三硝基苯磺酸(TNBS)试剂测定丁酰化明胶的侧链氨基，约36％的氨基被己酰化改性。
采用Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中报道的改进Ellman方法检测丁酰化和巯基化明胶多重改性衍生物的活性巯基含量：0.47毫摩尔巯基/克。
氢谱核磁共振检测(1H-NMR)(D2O为溶剂)的结果如下：
实施例4乙酰化和巯基化明胶多重改性衍生物(本发明通式(V)代表的明胶多重改性衍生物，其中
R2＝-CH3)的合成和表征
(1)明胶的乙酰化改性
明胶(A型，来自猪皮，Sigma，美国)1克溶解于100毫升蒸馏水中(约30摄氏度)，得到澄清透明溶液。用1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为约9.5，然后在电磁搅拌下加入0.08克醋酸酐(分析纯)，不断加入适量1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液，保持溶液的pH值在弱碱性(通常8.0～9.5)。在约30摄氏度下搅拌反应1小时。此后上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Fisher，美国)，用蒸馏水透析，每8小时换一次透析液；直至凝胶液相色谱(GPC)检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到白色絮状固体(乙酰化明胶)约0.8克。
(2)乙酰化明胶的巯基化改性
取上述乙酰化明胶0.5克溶解于50毫升蒸馏水中(约30摄氏度)。在上述溶液中加入0.5克二硫代二丙酸双酰甘氨酸二酰肼(按照本申请人申请的发明专利(二酰肼化合物及其制备方法和用途，申请号200610118715.2)中公开的方法制备)，搅拌溶解。然后溶液的pH值用0.1摩尔/升盐酸调节至4.75，加入0.3克1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(Aldrich，美国)，电磁搅拌。在上述溶液中不断加入适量0.1摩尔/升盐酸，使溶液的pH值保持在4.75。电磁搅拌反应2小时后，加入3.0克二硫苏糖醇(Diagnostic Chemical Limited，美国)和0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液，搅拌，调节溶液的pH值为8.5。此后室温电磁搅拌反应24小时后，在上述溶液中加入6摩尔/升的盐酸直至pH值为约3.0。将上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Sigma，美国)，用10升0.001摩尔/升的盐酸和0.3摩尔/升的氯化钠溶液透析5天，每8小时换一次透析液；然后再用10升0.001摩尔/升的盐酸溶液透析3天，每8小时换透析液，直至GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到百色絮状固体约0.3克。
(3)乙酰化和巯基化明胶多重改性衍生物的表征
乙酰化和巯基化明胶多重改性衍生物的化学结构如下所示：
GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰，表明合成的乙酰化和巯基化明胶多重改性衍生物为高度纯化，杂质低于仪器检测水平。
采用2，4，6-三硝基苯磺酸(TNBS)试剂测定乙酰化明胶的侧链氨基，约52％的氨基被乙酰化改性。
采用Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中报道的改进Ellman方法检测甲酰化和巯基化明胶多重改性衍生物的活性巯基含量：0.32毫摩尔巯基/克。
氢谱核磁共振检测(1H-NMR)(D2O为溶剂)的结果如下：
实施例5丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物(本发明通式(VI)代表的明胶多重改性衍生物，其中R1＝-CH2CH2-，R3＝-CH2CH2-，R4＝-COOH)的合成和表征
(1)明胶的巯基化改性
明胶(B型，来自牛皮，Sigma，美国)2克溶解于200毫升蒸馏水中(约30摄氏度)。在上述溶液中加入1.2克二硫代二丙酰肼(按照Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中公开的方法制备)，搅拌溶解。然后溶液的pH值用0.1摩尔/升盐酸调节至4.75，加入0.5克1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(Aldrich，美国)，电磁搅拌。在上述溶液中不断加入适量0.1摩尔/升盐酸，使溶液的pH值保持在4.75。电磁搅拌反应2小时后，加入6克二硫苏糖醇(DiagnosticChemical Limited，美国)和0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液，搅拌，调节溶液的pH值为8.5。此后室温电磁搅拌反应24小时后，在上述溶液中加入6摩尔/升的盐酸直至pH值为约3.0。将上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Sigma，美国)，用10升0.001摩尔/升的盐酸和0.3摩尔/升的氯化钠溶液透析5天，每8小时换一次透析液；然后再用10升0.001摩尔/升的盐酸溶液透析3天，每8小时换透析液，直至GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到百色絮状固体(巯基化改性明胶)约1.3克。
(2)巯基化改性明胶的丁二酰羧基化改性
上述巯基化改性明胶在惰性气体(氮气)保护下1克溶解于100毫升蒸馏水中(约30摄氏度)，得到澄清透明溶液。用1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为约9.0，然后在电磁搅拌下加入0.5克丁二酸酐(分析纯)，不断加入适量1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液，保持溶液的pH值在弱碱性(通常8.0～9.5)。在约30摄氏度下搅拌反应20分钟。加入6摩尔/升的盐酸，调节上述溶液的pH值为约3.0。将上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Sigma，美国)，用10升0.001摩尔/升的盐酸和0.3摩尔/升的氯化钠溶液透析5天，每8小时换一次透析液；然后再用10升0.001摩尔/升的盐酸溶液透析3天，每8小时换透析液，直至GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到百色絮状固体(丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物)约0.7克。
(3)丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的表征
丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的化学结构如下所示：
GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰，表明合成的丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物为高度纯化，杂质低于仪器检测水平。
采用Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中报道的改进Ellman方法检测丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的活性巯基含量：0.31毫摩尔巯基/克。
氢谱核磁共振检测(1H-NMR)(D2O为溶剂)的结果如下：
实施例6丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物(本发明通式(VII)代表的明胶多重改性衍生物，其中R1＝-CH2CH2-，R3＝-CH2CH2-)的合成和表征
(1)明胶的丁二酰羧基化改性
明胶(B型，来自猪皮，Sigma，美国)1克溶解于100毫升蒸馏水中(约30摄氏度)，得到澄清透明溶液。用1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为约9.5，然后在电磁搅拌下加入0.05克丁二酸酐(分析纯)，不断加入适量1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液，保持溶液的pH值在弱碱性(通常8.0～9.5)。在约30摄氏度下搅拌反应1小时。此后上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Fisher，美国)，用蒸馏水透析，每8小时换一次透析液；直至凝胶液相色谱(GPC)检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到白色絮状固体(丁二酰羧基化明胶)约0.7克。
(2)丁二酰羧基化明胶的巯基化改性
取上述丁二酰羧基化明胶0.5克溶解于50毫升蒸馏水中(约30摄氏度)。在上述溶液中加入1.2克二硫代二丙酰肼(按照Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中公开的方法制备)，搅拌溶解。然后溶液的pH值用0.1摩尔/升盐酸调节至4.75，加入0.75克1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(Aldrich，美国)，电磁搅拌。在上述溶液中不断加入适量0.1摩尔/升盐酸，使溶液的pH值保持在4.75。电磁搅拌反应2小时后，加入5克二硫苏糖醇(Diagnostic Chemical Limited，美国)和0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液，搅拌，调节溶液的pH值为8.5。此后室温电磁搅拌反应24小时后，在上述溶液中加入6摩尔/升的盐酸直至pH值为约3.0。将上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Sigma，美国)，用10升0.001摩尔/升的盐酸和0.3摩尔/升的氯化钠溶液透析5天，每8小时换一次透析液；然后再用10升0.001摩尔/升的盐酸溶液透析3天，每8小时换透析液，直至GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到百色絮状固体约0.33克。
(3)丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的表征
丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的化学结构如下所示：
GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰，表明合成的丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物为高度纯化，杂质低于仪器检测水平。
采用2，4，6-三硝基苯磺酸(TNBS)试剂测定丁二酰羧基化明胶的侧链氨基，约45％的氨基被丁二酰羧基化改性。
采用Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中报道的改进Ellman方法检测丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的活性巯基含量：0.87毫摩尔巯基/克。
氧谱核磁共振检测(1H-NMR)(D2O为溶剂)的结果如下：
实施例7乙酰化、丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物(本发明通式(VIII)代表的明胶多重改性衍生物，其中R1＝-CH2CH2-，R2＝-CH3，R3＝-CH2CH2-，R1＝-COOH)的合成和表征
(1)明胶的巯基化改性
明胶(B型，来自牛皮，Sigma，美国)2克溶解于200毫升蒸馏水中(约30摄氏度)。在上述溶液中加入1.2克二硫代二丙酰肼(按照Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中公开的方法制备)，搅拌溶解。然后溶液的pH值用0.1摩尔/升盐酸调节至4.75，加入0.5克1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(Aldrich，美国)，电磁搅拌。在上述溶液中不断加入适量0.1摩尔/升盐酸，使溶液的pH值保持在4.75。电磁搅拌反应2小时后，加入6克二硫苏糖醇(DiagnosticChemical Limited，美国)和0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液，搅拌，调节溶液的pH值为8.5。此后室温电磁搅拌反应24小时后，在上述溶液中加入6摩尔/升的盐酸直至pH值为约3.0。将上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Sigma，美国)，用10升0.001摩尔/升的盐酸和0.3摩尔/升的氯化钠溶液透析5天，每8小时换一次透析液；然后再用10升0.001摩尔/升的盐酸溶液透析3天，每8小时换透析液，直至GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到百色絮状固体(巯基化改性明胶)约1.3克。
(2)巯基化改性明胶的乙酰化和丁二酰羧基化改性
上述巯基化改性明胶在惰性气体(氮气)保护下1克溶解于100毫升蒸馏水中(约30摄氏度)，得到澄清透明溶液。用1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为约9.0，然后在电磁搅拌下加入0.5克丁二酸酐和0.15克醋酸酐(分析纯)，不断加入适量1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液，保持溶液的pH值在弱碱性(通常8.0～9.5)。在约30摄氏度下搅拌反应20分钟。加入6摩尔/升的盐酸，调节上述溶液的pH值为约3.0。将上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Sigma，美国)，用10升0.001摩尔/升的盐酸和0.3摩尔/升的氯化钠溶液透析5天，每8小时换一次透析液；然后再用10升0.001摩尔/升的盐酸溶液透析3天，每8小时换透析液，直至GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到百色絮状固体(乙酰化、丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物)约0.7克。
(3)乙酰化、丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的表征
乙酰化、丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的化学结构如下所示：
GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰，表明合成的丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物为高度纯化，杂质低于仪器检测水平。
采用Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中报道的改进Ellman方法检测丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的活性巯基含量：0.47毫摩尔巯基/克。
氢谱核磁共振检测(1H-NMR)(D2O为溶剂)的结果如下：
实施例8乙酰化、丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物(本发明通式(IX)代表的明胶多重改性衍生物，其中R1＝-CH2CH2-，R2＝-CH3，R3＝-CH2CH2-)的合成和表征
(1)明胶的乙酰化改性
明胶(B型，来自猪皮，Sigma，美国)2克溶解于100毫升蒸馏水中(约30摄氏度)，得到澄清透明溶液。用1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为约9.5，然后在电磁搅拌下加入0.02克醋酸酐(分析纯)，不断加入适量1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液，保持溶液的pH值在弱碱性(通常8.0～9.5)。在约30摄氏度下搅拌反应1小时。此后上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Fisher，美国)，用蒸馏水透析，每8小时换一次透析液；直至凝胶液相色谱(GPC)检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到白色絮状固体(乙酰化明胶)约1.6克。
(2)乙酰化明胶的丁二酰羧基化改性
取上述乙酰化明胶1克溶解于100毫升蒸馏水中(约30摄氏度)，得到澄清透明溶液。用1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为约9.5，然后在电磁搅拌下加入0.02克丁二酸酐(分析纯)，不断加入适量1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液，保持溶液的pH值在弱碱性(通常8.0～9.5)。在约30摄氏度下搅拌反应1小时。此后上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Fisher，美国)，用蒸馏水透析，每8小时换一次透析液；直至凝胶液相色谱(GPC)检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到白色絮状固体(丁二酰羧基化乙酰化明胶)约0.7克。
(3)丁二酰羧基化和乙酰化明胶的巯基化改性
取上述丁二酰羧基化和乙酰化明胶0.5克溶解于50毫升蒸馏水中(约30摄氏度)。在上述溶液中加入1.2克二硫代二丙酰肼(按照Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中公开的方法制备)，搅拌溶解。然后溶液的pH值用0.1摩尔/升盐酸调节至4.75，加入0.75克1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(Aldrich，美国)，电磁搅拌。在上述溶液中不断加入适量0.1摩尔/升盐酸，使溶液的pH值保持在4.75。电磁搅拌反应2小时后，加入5克二硫苏糖醇(Diagnostic Chemical Limited，美国)和0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液，搅拌，调节溶液的pH值为8.5。此后室温电磁搅拌反应24小时后，在上述溶液中加入6摩尔/升的盐酸直至pH值为约3.0。将上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Sigma，美国)，用10升0.001摩尔/升的盐酸和0.3摩尔/升的氯化钠溶液透析5天，每8小时换一次透析液；然后再用10升0.001摩尔/升的盐酸溶液透析3天，每8小时换透析液，直至GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到百色絮状固体约0.33克。
(4)乙酰化、丁二酰羧基化、和巯基化明胶多重改性衍生物的表征
乙酰化、丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的化学结构如下所示：
GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰，表明合成的乙酰化、丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物为高度纯化，杂质低于仪器检测水平。
采用2，4，6-三硝基苯磺酸(TNBS)试剂测定明胶的侧链氨基约21％乙酰化、28％丁二酰羧基化。
采用Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中报道的改进Ellman方法检测乙酰化、丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的活性巯基含量：0.64毫摩尔巯基/克。
氢谱核磁共振检测(1H-NMR)(D2O为溶剂)的结果如下：
实施例9丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物(本发明通式(X)代表的明胶多重改性衍生物，其中R1＝-CH2CH2-，R3＝-CH2CH2-)的合成和表征
(1)明胶的丁二酰羧基化改性
明胶(B型，来自猪皮，Sigma，美国)1克溶解于100毫升蒸馏水中(约30摄氏度)，得到澄清透明溶液。用1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为约9.5，然后在电磁搅拌下加入0.05克丁二酸酐(分析纯)，不断加入适量1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液，保持溶液的pH值在弱碱性(通常8.0～9.5)。在约30摄氏度下搅拌反应1小时。此后上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Fisher，美国)，用蒸馏水透析，每8小时换一次透析液；直至凝胶液相色谱(GPC)检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到白色絮状固体(丁二酰羧基化明胶)约0.7克。
(2)丁二酰羧基化明胶的巯基化改性
取上述丁二酰羧基化明胶0.5克溶解于50毫升蒸馏水中(约30摄氏度)。在上述溶液中加入0.3克二硫代二丙酰肼(按照Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中公开的方法制备)，搅拌溶解。然后溶液的pH值用0.1摩尔/升盐酸调节至4.75，加入0.25克1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(Aldrich，美国)，电磁搅拌。在上述溶液中不断加入适量0.1摩尔/升盐酸，使溶液的pH值保持在4.75。电磁搅拌反应2小时后，加入2.5克二硫苏糖醇(Diagnostic Chemical Limited，美国)和0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液，搅拌，调节溶液的pH值为8.5。此后室温电磁搅拌反应24小时后，在上述溶液中加入6摩尔/升的盐酸直至pH值为约3.0。将上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Sigma，美国)，用10升0.001摩尔/升的盐酸和0.3摩尔/升的氯化钠溶液透析5天，每8小时换一次透析液；然后再用10升0.001摩尔/升的盐酸溶液透析3天，每8小时换透析液，直至GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到百色絮状固体约0.33克。
(3)丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的表征
丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的化学结构如下所示：
GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰，表明合成的丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物为高度纯化，杂质低于仪器检测水平。
采用2，4，6-三硝基苯磺酸(TNBS)试剂测定丁二酰羧基化明胶的侧链氨基，约45％的氨基被丁二酰羧基化改性。
采用Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中报道的改进Ellman方法检测丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的活性巯基含量：0.64毫摩尔巯基/克。
氢谱核磁共振检测(1H-NMR)(D2O为溶剂)的结果如下：
实施例10丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物(本发明通式(X)代表的明胶多重改性衍生物，其中
R3＝-CH2CH2-)的合成和表征
(1)明胶的丁二酰羧基化改性
明胶(B型，来自猪皮，Sigma，美国)1克溶解于100毫升蒸馏水中(约30摄氏度)，得到澄清透明溶液。用1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为约9.5，然后在电磁搅拌下加入0.05克丁二酸酐(分析纯)，不断加入适量1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液，保持溶液的pH值在弱碱性(通常8.0～9.5)。在约30摄氏度下搅拌反应1小时。此后上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Fisher，美国)，用蒸馏水透析，每8小时换一次透析液；直至凝胶液相色谱(GPC)检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到白色絮状固体(丁二酰羧基化明胶)约0.7克。
(2)丁二酰羧基化明胶的巯基化改性
取上述丁二酰羧基化明胶0.5克溶解于50毫升蒸馏水中(约30摄氏度)。在上述溶液中加入0.5克双琥珀酸双酰胱胺二酰肼(按照本申请人申请的发明专利：二酰肼化合物及其制备方法和用途(申请号200610118715.2)中公开的方法制备)，搅拌溶解。然后溶液的pH值用0.1摩尔/升盐酸调节至4.75，加入0.25克1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(Aldrich，美国)，电磁搅拌。在上述溶液中不断加入适量0.1摩尔/升盐酸，使溶液的pH值保持在4.75。电磁搅拌反应2小时后，加入3.0克二硫苏糖醇(Diagnostic Chemical Limited，美国)和0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液，搅拌，调节溶液的pH值为8.5。此后室温电磁搅拌反应24小时后，在上述溶液中加入6摩尔/升的盐酸直至pH值为约3.0。将上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Sigma，美国)，用10升0.001摩尔/升的盐酸和0.3摩尔/升的氯化钠溶液透析5天，每8小时换一次透析液；然后再用10升0.001摩尔/升的盐酸溶液透析3天，每8小时换透析液，直至GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到百色絮状固体约0.33克。
(3)丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的表征
丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的化学结构如下所示：
GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰，表明合成的丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物为高度纯化，杂质低于仪器检测水平。
采用2，4，6-三硝基苯磺酸(TNBS)试剂测定丁二酰羧基化明胶的侧链氨基，约45％的氨基被丁二酰羧基化改性。
采用Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中报道的改进Ellman方法检测丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的活性巯基含量：0.61毫摩尔巯基/克。
氢谱核磁共振检测(1H-NMR)(D2O为溶剂)的结果如下：
实施例11丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物(本发明通式(XI)代表的明胶多重改性衍生物，其中R1＝-CH2CH2-，R2＝-CH3，R3＝-CH2CH2-)的合成和表征
(1)明胶的乙酰化改性
明胶(B型，来自猪皮，Sigma，美国)2克溶解于100毫升蒸馏水中(约30摄氏度)，得到澄清透明溶液。用1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为约9.5，然后在电磁搅拌下加入0.02克醋酸酐(分析纯)，不断加入适量1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液，保持溶液的pH值在弱碱性(通常8.0～9.5)。在约30摄氏度下搅拌反应1小时。此后上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Fisher，美国)，用蒸馏水透析，每8小时换一次透析液；直至凝胶液相色谱(GPC)检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到白色絮状固体(乙酰化明胶)约1.6克。
(2)乙酰化明胶的丁二酰羧基化改性
取上述乙酰化明胶1克溶解于100毫升蒸馏水中(约30摄氏度)，得到澄清透明溶液。用1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为约9.5，然后在电磁搅拌下加入0.02克丁二酸酐(分析纯)，不断加入适量1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液，保持溶液的pH值在弱碱性(通常8.0～9.5)。在约30摄氏度下搅拌反应1小时。此后上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Fisher，美国)，用蒸馏水透析，每8小时换一次透析液；直至凝胶液相色谱(GPC)检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到白色絮状固体(丁二酰羧基化乙酰化明胶)约0.7克。
(3)丁二酰羧基化和乙酰化明胶的巯基化改性
取上述丁二酰羧基化和乙酰化明胶0.5克溶解于50毫升蒸馏水中(约30摄氏度)。在上述溶液中加入0.3克二硫代二丙酰肼(按照Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中公开的方法制备)，搅拌溶解。然后溶液的pH值用0.1摩尔/升盐酸调节至4.75，加入0.25克1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(Aldrich，美国)，电磁搅拌。在上述溶液中不断加入适量0.1摩尔/升盐酸，使溶液的pH值保持在4.75。电磁搅拌反应2小时后，加入2.5克二硫苏糖醇(Diagnostic Chemical Limited，美国)和0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液，搅拌，调节溶液的pH值为8.5。此后室温电磁搅拌反应24小时后，在上述溶液中加入6摩尔/升的盐酸直至pH值为约3.0。将上述溶液装入透析管(截除分子量3500，Sigma，美国)，用10升0.001摩尔/升的盐酸和0.3摩尔/升的氯化钠溶液透析5天，每8小时换一次透析液；然后再用10升0.001摩尔/升的盐酸溶液透析3天，每8小时换透析液，直至GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰。最后收集透析管内的溶液，冷冻干燥得到百色絮状固体约0.33克。
(4)丁二酰羧基化、乙酰化和巯基化明胶多重改性衍生物的表征
丁二酰羧基化、乙酰化和巯基化明胶多重改性衍生物的化学结构如下所示：
GPC检测(纯水为流动相，紫外210纳米吸收检测)均未发现小分子杂质流出峰，表明合成的丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物为高度纯化，杂质低于仪器检测水平。
采用2，4，6-三硝基苯磺酸(TNBS)试剂测定明胶的侧链氨基约21％乙酰化、28％丁二酰羧基化。
采用Shu等人在Biomacromolecules，3，1304，2002中报道的改进Ellman方法检测丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物的活性巯基含量：0.54毫摩尔巯基/克。
氢谱核磁共振检测(1H-NMR)(D2O为溶剂)的结果如下：
实施例12明胶多重改性衍生物交联水凝胶的制备
1、聚乙二醇二乙烯砜交联本发明明胶多重改性衍生物水凝胶的制备：实施例1制备的乙酰化和巯基化明胶多重改性衍生物0.3克溶解于10毫升0.1摩尔/升的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)得到澄清透明溶液，在上述溶液中加入适量0.1摩尔/升的氢氧化钠直至pH为7.4。聚乙二醇二乙烯砜(分子量3400，Nektar Therapeutics，美国)0.1克溶解于2.5毫升0.1摩尔/升的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)得到澄清透明溶液。然后将上述2.5毫升聚乙二醇二乙烯砜溶液加入到10毫升乙酰化和巯基化明胶多重改性衍生物溶液，立即电磁搅拌30秒，室温静置30分钟。溶液黏度逐渐增加并形成凝胶。
2、聚乙二醇二丙烯酸酯交联本发明明胶多重改性衍生物水凝胶的制备：实施例3制备的丁酰化和巯基化明胶多重改性衍生物0.25克溶解于10毫升0.1摩尔/升的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)得到澄清透明溶液，在上述溶液中加入适量0.1摩尔/升的氢氧化钠直至pH为7.4。聚乙二醇二乙烯砜(分子量3400，Nektar Therapeutics，美国)0.1克溶解于2.5毫升0.1摩尔/升的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)得到澄清透明溶液。然后将上述2.5毫升聚乙二醇二乙烯砜溶液加入到10毫升丁酰化和巯基化明胶多重改性衍生物溶液，立即电磁搅拌30秒，室温静置30分钟。溶液黏度逐渐增加并形成凝胶。
3、聚乙二醇二乙烯砜交联本发明明胶多重改性衍生物水凝胶的制备：实施例5制备的丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物0.2克溶解于10毫升0.1摩尔/升的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)得到澄清透明溶液，在上述溶液中加入适量0.1摩尔/升的氢氧化钠直至pH为7.4。聚乙二醇二乙烯砜(分子量3400，Nektar Therapeutics，美国)0.1克溶解于2.5毫升0.1摩尔/升的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)得到澄清透明溶液。然后将上述2.5毫升聚乙二醇二乙烯砜溶液加入到10毫升丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物溶液，立即电磁搅拌30秒，室温静置30分钟。溶液黏度逐渐增加并形成凝胶。
4、聚乙二醇二乙烯砜交联本发明明胶多重改性衍生物水凝胶的制备：实施例6制备的丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物0.3克溶解于10毫升0.1摩尔/升的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)得到澄清透明溶液，在上述溶液中加入适量0.1摩尔/升的氢氧化钠直至pH为7.4。聚乙二醇二乙烯砜(分子量3400，Nektar Therapeutics，美国)0.1克溶解于2.5毫升0.1摩尔/升的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)得到澄清透明溶液。然后将上述2.5毫升聚乙二醇二乙烯砜溶液加入到10毫升丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物溶液，立即电磁搅拌30秒，室温静置30分钟。溶液黏度逐渐增加并形成凝胶。
5、聚乙二醇二乙烯砜交联本发明明胶多重改性衍生物水凝胶的制备：实施例8制备的乙酰化、丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物0.3克溶解于10毫升0.1摩尔/升的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)得到澄清透明溶液，在上述溶液中加入适量0.1摩尔/升的氢氧化钠直至pH为7.4。聚乙二醇二乙烯砜(分子量3400，NektarTherapeutics，美国)0.1克溶解于2.5毫升0.1摩尔/升的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)得到澄清透明溶液。然后将上述2.5毫升聚乙二醇二乙烯砜溶液加入到10毫升乙酰化、丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物溶液，立即电磁搅拌30秒，室温静置30分钟。溶液黏度逐渐增加并形成凝胶。
6、聚乙二醇二乙烯砜交联本发明明胶多重改性衍生物水凝胶的制备：实施例9制备的丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物0.3克溶解于10毫升0.1摩尔/升的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)得到澄清透明溶液，在上述溶液中加入适量0.1摩尔/升的氢氧化钠直至pH为7.4。聚乙二醇二乙烯砜(分子量3400，Nektar Therapeutics，美国)0.1克溶解于2.5毫升0.1摩尔/升的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)得到澄清透明溶液。然后将上述2.5毫升聚乙二醇二乙烯砜溶液加入到10毫升丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物溶液，立即电磁搅拌30秒，室温静置30分钟。溶液黏度逐渐增加并形成凝胶。
7、聚乙二醇二乙烯砜和聚乙二醇二丙烯酸酯交联本发明明胶多重改性衍生物水凝胶的制备：实施例1制备的乙酰化和巯基化明胶多重改性衍生物0.15克和实施例9制备的丁二酰羧基化和巯基化明胶多重改性衍生物0.15克同时溶解于10毫升0.1摩尔/升的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)得到澄清透明溶液，在上述溶液中加入适量0.1摩尔/升的氢氧化钠直至pH为7.4。聚乙二醇二乙烯砜(分子量3400，NektarTherapeutics，美国)0.05克和聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量3400，NektarTherapeutics，美国)0.05克同时溶解于2.5毫升0.1摩尔/升的磷酸盐缓冲液(pH7.0)得到澄清透明溶液。然后将上述2.5毫升聚乙二醇二乙烯砜/聚乙二醇二丙烯酸酯溶液加入到10毫升明胶多重改性衍生物溶液，立即电磁搅拌30秒，室温静置30分钟。溶液黏度逐渐增加并形成凝胶。
实施例13明胶多重改性衍生物交联水凝胶作为细胞粘附生长的基质
按照实施例12在24孔标准细胞培养板内制备6种明胶多重改性衍生物交联水凝胶，每孔为0.4毫升。12小时后整块细胞培养板浸泡在75％的酒精溶液消毒2小时。此后细胞培养板用无菌生理盐水浸洗三次。每孔加入1毫升细胞培养液(DMEM，10％牛血清)和2万个NIH 3T3成纤细胞。37摄氏度、二氧化碳细胞培养箱培养24小时。显微镜观察发现细胞在聚乙二醇二丙烯酸酯交联透明质酸-明胶双组分水凝胶表面的黏附铺展与空白细胞培养板相似，细胞呈纺锤形。这个结果表明二硫键交联透明质酸-明胶二组份水凝胶是细胞粘附生长的良好基质。
Claims (10)
1.同时具有下述通式(I)结构和至少下述通式(II)、(III)和(IV)中一种结构的明胶多重改性衍生物：
其中G是明胶残基，包括A型明胶残基、B型明胶残基、基因重组明胶残基；R1是亚烷基或含有一个酰氨键的连接基团；R2是烷基或芳香基；R3是亚烷基；R4是羧基或羧基盐。
2.按照权利要求1所述的明胶多重改性衍生物，其中R1和R3是亚烷基，R2是烷基，R1是羧基、羧基钠盐或羧基钾盐。
3.按照权利要求2所述的明胶多重改性衍生物，其中R1和R3都是碳原子数1到15的亚烷基。
4.按照权利要求2所述的明胶多重改性衍生物，其中R2是碳原子数1到15的烷基。
5.按照权利要求1所述的明胶多重改性衍生物，其中R1是含有一个酰氨键的连接基团，R3是亚烷基，R2是烷基。
6.按照权利要求5所述的明胶多重改性衍生物，其中R1是含有一个酰氨键的连接基团，R3是碳原子数1到15的亚烷基，R3是碳原子数1到15的烷基。
7.按照权利要求1或5或6所述的明胶多重改性衍生物，其特征在于，所述的含有一个酰氨键的连接基团为其中R′和R″是亚烷基、取代亚烷基、芳香基或聚醚基。
8.一种或一种以上如权利要求1-7任一项所述的明胶多重改性衍生物通过与至少含有两个相同或不相同的巯基反应活性官能团交联剂交联生成的明胶交联材料。
9.按照权利要求8所述的明胶交联材料，其特征在于，所述的巯基反应活性官能团交联剂包括巯基反应活性官能团的双臂、三臂或更多臂的聚乙二醇衍生物，所述的聚乙二醇衍生物的分子量为100到1000000。
10.按照权利要求9所述的明胶交联材料，其特征在于，所述的巯基反应活性官能团包括马来酰亚胺、乙烯砜、α，β不饱和丙烯酸酯、α，β不饱和甲基丙烯酸酯、碘代丙酸酯、溴代丙酸酯、碘代丙酰胺、溴代丙酰胺、二硫代吡啶、N-羟基丁二酰亚胺活化酯。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007100362765A CN101220090B (zh) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | 明胶多重改性衍生物及其交联材料 |
| US12/522,476 US8158754B2 (en) | 2007-01-09 | 2007-09-29 | Multiple modified derivatives of gelatin and crosslinked material thereof |
| PCT/CN2007/002863 WO2008083542A1 (fr) | 2007-01-09 | 2007-09-29 | Dérivés de gélatine multiples modifiés et leur matériau de réticulation |
| EP07816477.9A EP2103662B1 (en) | 2007-01-09 | 2007-09-29 | Multiple modified derivatives of gelatin and crosslinked material thereof |
| AU2007343561A AU2007343561B2 (en) | 2007-01-09 | 2007-09-29 | Multiple modified derivatives of gelatin and crosslinked material thereof |
| JP2009545047A JP5357779B2 (ja) | 2007-01-09 | 2007-09-29 | 多重修飾されたゼラチン誘導体およびその架橋材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007100362765A CN101220090B (zh) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | 明胶多重改性衍生物及其交联材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101220090A true CN101220090A (zh) | 2008-07-16 |
| CN101220090B CN101220090B (zh) | 2010-10-13 |
Family
ID=39608327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007100362765A Active CN101220090B (zh) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | 明胶多重改性衍生物及其交联材料 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8158754B2 (zh) |
| EP (1) | EP2103662B1 (zh) |
| JP (1) | JP5357779B2 (zh) |
| CN (1) | CN101220090B (zh) |
| AU (1) | AU2007343561B2 (zh) |
| WO (1) | WO2008083542A1 (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102020775A (zh) * | 2010-11-26 | 2011-04-20 | 浙江工业大学 | 一种改性明胶的制备方法 |
| CN102924727A (zh) * | 2012-06-28 | 2013-02-13 | 中国科学院化学研究所 | 一种醛基改性明胶材料及其制备方法 |
| CN103459418A (zh) * | 2011-03-30 | 2013-12-18 | 富士胶片株式会社 | 细胞粘附性蛋白 |
| CN103725252A (zh) * | 2014-01-08 | 2014-04-16 | 四川省纺织科学研究院 | 一种无甲醛胶黏剂及其制备方法和应用 |
| CN107929804A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-04-20 | 常州百瑞吉生物医药有限公司 | 改性明胶基复合海绵及其制备方法和用途 |
| CN112034159A (zh) * | 2020-09-06 | 2020-12-04 | 武汉生之源生物科技股份有限公司 | 一种凝胶化免疫磁珠及其制备方法与用途 |
| CN114316167A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-12 | 湖北沃德利派生物科技有限公司 | 可负载间充质干细胞上清液成分的可注射光增强自愈合水凝胶及其制备方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102399295B (zh) | 2010-09-09 | 2013-11-06 | 常州百瑞吉生物医药有限公司 | 低巯基化改性度生物相容高分子巯基化衍生物及其交联材料和用途 |
| US8859735B2 (en) * | 2012-08-27 | 2014-10-14 | Empire Technology Development Llc | Gelatin alkyd peptides and uses thereof |
| GB2596525A (en) * | 2020-06-26 | 2022-01-05 | Fujifilm Corp | Modified gelatins |
| CN115389681B (zh) * | 2022-11-01 | 2023-01-20 | 常州百瑞吉生物医药有限公司 | 一种巯基化透明质酸衍生物中二硫苏糖醇残留的检测方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4055554A (en) * | 1976-09-10 | 1977-10-25 | National Starch And Chemical Corporation | Gel strength enhancer for gelatin compositions including an oxidized polysaccharide |
| JPH0196200A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-14 | Kanebo Ltd | 修飾ゼラチン |
| JPH01144477A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-06 | Kanebo Ltd | 修飾ゼラチン |
| DE69314704T2 (de) * | 1992-06-29 | 1998-02-19 | Sterling Diagnostic Imaging | In Situ Modifizierung der Carboxylgruppen von Gelatin |
| EP0576911A3 (en) * | 1992-06-29 | 1994-06-15 | Du Pont | In situ modification of gelatin amine groups |
| US5620704A (en) * | 1994-11-07 | 1997-04-15 | Warner-Lambert Company | Process for stabilizing gelatin products |
| DE19604706A1 (de) * | 1996-02-09 | 1997-08-14 | Merck Patent Gmbh | Vernetzungsprodukte von Aminogruppen-haltigen Biopolymeren |
| JP4210023B2 (ja) * | 2000-08-09 | 2009-01-14 | 富士フイルム株式会社 | 修飾ゼラチン、その製造方法およびそれを含有するハロゲン化銀写真感光材料 |
| JP4340067B2 (ja) * | 2001-04-23 | 2009-10-07 | ウィスコンシン アルムニ リサーチ ファウンデイション | 二機能性改変ハイドロゲル |
| CA2489712C (en) * | 2002-06-21 | 2016-07-12 | University Of Utah Research Foundation | Crosslinked compounds and methods of making and using thereof |
| EP1694712A1 (en) * | 2003-12-04 | 2006-08-30 | University of Utah Research Foundation | Modified macromolecules and methods of making and using thereof |
| JP2006133365A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 熱現像感光材料及び熱現像感光材料の画像形成方法 |
| JP2006349726A (ja) * | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 有機銀塩粒子の製造方法及び銀塩光熱写真ドライイメージング材料 |
| CN101200504B (zh) * | 2006-12-11 | 2010-05-12 | 上海百瑞吉生物医药有限公司 | 高分子巯基化改性衍生物及其交联材料 |
-
2007
- 2007-01-09 CN CN2007100362765A patent/CN101220090B/zh active Active
- 2007-09-29 WO PCT/CN2007/002863 patent/WO2008083542A1/zh active Application Filing
- 2007-09-29 JP JP2009545047A patent/JP5357779B2/ja active Active
- 2007-09-29 US US12/522,476 patent/US8158754B2/en active Active
- 2007-09-29 AU AU2007343561A patent/AU2007343561B2/en active Active
- 2007-09-29 EP EP07816477.9A patent/EP2103662B1/en active Active
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102020775A (zh) * | 2010-11-26 | 2011-04-20 | 浙江工业大学 | 一种改性明胶的制备方法 |
| CN102020775B (zh) * | 2010-11-26 | 2012-05-16 | 浙江工业大学 | 一种改性明胶的制备方法 |
| CN103459418A (zh) * | 2011-03-30 | 2013-12-18 | 富士胶片株式会社 | 细胞粘附性蛋白 |
| CN102924727A (zh) * | 2012-06-28 | 2013-02-13 | 中国科学院化学研究所 | 一种醛基改性明胶材料及其制备方法 |
| CN103725252A (zh) * | 2014-01-08 | 2014-04-16 | 四川省纺织科学研究院 | 一种无甲醛胶黏剂及其制备方法和应用 |
| CN103725252B (zh) * | 2014-01-08 | 2016-04-20 | 四川省纺织科学研究院 | 一种无甲醛胶黏剂及其制备方法和应用 |
| CN107929804A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-04-20 | 常州百瑞吉生物医药有限公司 | 改性明胶基复合海绵及其制备方法和用途 |
| CN112034159A (zh) * | 2020-09-06 | 2020-12-04 | 武汉生之源生物科技股份有限公司 | 一种凝胶化免疫磁珠及其制备方法与用途 |
| CN112034159B (zh) * | 2020-09-06 | 2023-08-29 | 武汉生之源生物科技股份有限公司 | 一种凝胶化免疫磁珠及其制备方法与用途 |
| CN114316167A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-12 | 湖北沃德利派生物科技有限公司 | 可负载间充质干细胞上清液成分的可注射光增强自愈合水凝胶及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2007343561B2 (en) | 2014-04-17 |
| JP2010515788A (ja) | 2010-05-13 |
| CN101220090B (zh) | 2010-10-13 |
| JP5357779B2 (ja) | 2013-12-04 |
| EP2103662A1 (en) | 2009-09-23 |
| EP2103662B1 (en) | 2015-11-11 |
| US8158754B2 (en) | 2012-04-17 |
| WO2008083542A1 (fr) | 2008-07-17 |
| EP2103662A4 (en) | 2012-11-28 |
| US20090306345A1 (en) | 2009-12-10 |
| AU2007343561A1 (en) | 2008-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101220090B (zh) | 明胶多重改性衍生物及其交联材料 | |
| CN101200504B (zh) | 高分子巯基化改性衍生物及其交联材料 | |
| CA2466116C (en) | Synthetic matrix for controlled cell ingrowth and tissue regeneration | |
| AU773914B2 (en) | Biomaterials formed by nucleophilic addition reaction to conjugated unsaturated groups | |
| US6958212B1 (en) | Conjugate addition reactions for the controlled delivery of pharmaceutically active compounds | |
| US8404223B2 (en) | Polymer | |
| CN101631804A (zh) | 由疏水性氨基酸官能化的葡聚糖 | |
| CZ296842B6 (cs) | Zesítené hyaluronové kyseliny | |
| NZ220323A (en) | 3-dimensional network of microspheres containing biologically active macromolecular agents | |
| KR20180046378A (ko) | 생체친화형 하이드로젤 및 제조방법 | |
| JP2002541070A (ja) | メルカプト官能基をグラフトすることで改変したコラーゲンペプチド、それを得る方法および生体材料としてのその使用 | |
| US20190256615A1 (en) | Site-selective modification of polysaccharides and applications thereof | |
| CN113150313A (zh) | 一种中性溶解的改性光固化胶原的制备方法和光固化胶原水凝胶 | |
| IL259891B1 (en) | Organic solvent-free compositions containing conjugates of protein and polymer, and their uses | |
| CN101638462A (zh) | 一种聚(l-谷氨酸)/聚(n-异丙基丙烯酰胺)的水凝胶及制法 | |
| US8507659B2 (en) | Method for chemically modifying biopolymer and polypeptide | |
| EP0459624B1 (en) | Galactosamine-substituted poly-omega-substituted-L-glutamic and/or-aspartic acid | |
| US20050238678A1 (en) | Hydrogels from biopolymers | |
| CN105854075B (zh) | 一种基于甲基乙烯基醚马来酸共聚物/硫酸软骨素pH敏感复合水凝胶及其制备方法 | |
| Mai | Synthesis and Characterisation of Peptide-Polymer Conjugate Hydrogels for Biomedical Applications | |
| WO2008152475A2 (en) | Biocompatible polymers of bisacrylamides and amino acids |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHANGZHOU BIOREG BIOPHARMACEUTICAL CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI BAIRUIJI BIOLOGICAL MEDICAL CO., LTD. Effective date: 20110927 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 200120 PUDONG NEW AREA, SHANGHAI TO: 213025 CHANGZHOU, JIANGSU PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20110927 Address after: 213025 No. 167-5 Dongfang Dong Road, Jiangsu, Changzhou Patentee after: BIOREGEN BIOMEDICAL (CHANGZHOU) Co.,Ltd. Address before: 200120, room 33, No. 235, Lane 402, milk Hill Road, Shanghai, Pudong New Area Patentee before: Bioregen Biomedical (Changzhou) Co.,Ltd. |
|
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 213125 Jiangsu province Changzhou City New District Xue Ye Lu No. 117 block B Patentee after: BIOREGEN BIOMEDICAL (CHANGZHOU) Co.,Ltd. Address before: 213025 No. 167-5 Dongfang Dong Road, Jiangsu, Changzhou Patentee before: BIOREGEN BIOMEDICAL (CHANGZHOU) Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 213000 block B, No. 117 Xueye Road, Xinbei District, Changzhou City, Jiangsu Province Patentee after: Changzhou Bairuiji Biopharmaceutical Co.,Ltd. Address before: 213125 building B, 117 Xueye Road, Xinbei District, Changzhou City, Jiangsu Province Patentee before: BIOREGEN BIOMEDICAL (CHANGZHOU) Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address |