CN114874351A - 一种褐藻胶寡糖-纳米银配合物及其制方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种褐藻胶寡糖‑纳米银配合物及其制备方法和应用。本发明以褐藻酸或褐藻酸盐为原料，通过氧化剂氧化降解，获得还原端被氧化开环的、具有二酸结构的、低还原性的褐藻胶寡糖；在褐藻胶寡糖中加入银离子进行氧化还原反应，制得液态褐藻胶寡糖‑纳米银配合物；将液态配合物冷冻干燥或喷雾干燥后制得褐藻胶寡糖‑纳米银配合物。本发明提供的褐藻胶寡糖‑纳米银配合物为固态，不仅稳定性高，且便于运输、储存。本发明提供的褐藻胶寡糖‑纳米银配合物在伤口修复中使用，可加速伤口愈合，预防伤口感染。本发明提供的褐藻胶寡糖‑纳米银配合物可直接以固体形式施用，亦可用水溶配后施用。

Description

一种褐藻胶寡糖-纳米银配合物及其制方法和应用
技术领域
本发明属于医药技术领域，具体涉及一种褐藻胶寡糖-纳米银配合物及其制备方法和应用。
背景技术
褐藻胶寡糖是以海藻酸或海藻酸盐为原料经水解获得的酸性寡聚糖，由β-D-甘露糖醛酸和α-L-古罗糖醛酸构成。研究表明，褐藻胶寡糖具有优良的伤口修复作用。褐藻胶寡糖不仅能够促进成纤维细胞的转移和增殖，改善局部微循环，创造适宜的细胞生长环境，从而加速伤口愈合，而且具有良好的生物相容性、可降解性和安全性。伤口修复过程中，常因细菌入侵而导致伤口感染，这就要求伤口修复剂需要兼具抗菌性能。褐藻胶寡糖的抗菌性虽然有限，但褐藻胶寡糖中的古罗糖醛酸寡糖具有破坏细菌生物被膜的作用，可极大提高抗菌剂的抗菌效果。
纳米银是一种纳米级别的银单质粒子，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有良好的杀灭效果。纳米银可通过破坏细菌细胞壁或细胞膜，引起蛋白质聚集或与蛋白质结合破坏其活性等途径发挥抗菌性。纳米银的制备方法一般是银离子通过氧化还原反应制备；反应过程中，控制反应条件，可获得不同粒径的纳米银粒子。多(寡)糖由于还原端具有还原性半缩醛结构，可作为还原剂用于纳米银的制备。然而，多(寡)糖具有较强的还原性，在反应过程中仅能微量添加，否则会因反应速度过快而导致纳米银粒子的集聚而形成沉淀。因此，传统的多(寡)糖还原制备的纳米银中，多(寡)糖含量极低而达不到相应伤口修复作用。此外，传统的多(寡)糖还原制备的纳米银仅能以液态的形式存在，运输、存储、应用极为不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固态藻胶寡糖-纳米银配合物的制备方法，得到可发挥伤口修复、抗菌作用，且方便储存、运输、应用的褐藻胶寡糖-纳米银配合物。
为了实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种褐藻胶寡糖-纳米银配合物，所述配合物包括以下质量分数的组分：银0.001％～1％，水0～10％，其余为褐藻胶寡糖。
进一步的，所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物中，褐藻胶寡糖的古罗糖醛酸(G)含量≥50％。
进一步的，所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物中，褐藻胶寡糖还原端具有二酸结构。
进一步的，所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物中，褐藻胶寡糖的相对平均分子量≤5000Da。
进一步的，所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物中，所述银为纳米银，纳米银的粒径为10nm～200nm。
更进一步的，所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物为固态形式。
同时，本发明也提供了所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物的制备方法，所述配合物的制备方法包括以下步骤：(1)褐藻胶或褐藻酸通过氧化剂氧化降解、纯化获得褐藻胶寡糖溶液；(2)褐藻胶寡糖溶液中加入银离子，进行氧化还原反应，制得液态褐藻胶寡糖-纳米银配合物；(3)将液态褐藻胶寡糖-纳米银配合物干燥获得固体的褐藻胶寡糖-纳米银配合物。
进一步的，所述氧化剂为过氧化氢、次氯酸、次氯酸钠的一种或几种组合。
进一步的，所述干燥为冷冻干燥或喷雾干燥的一种。
同时，本发明也提供了所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物在伤口修复产品中使用，所述配合物直接施用或用水溶配后施于产品中。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明将褐藻胶通过氧化剂氧化降解获得褐藻胶寡糖。该方法所制备的褐藻胶寡糖的还原端为开环的二酸结构，还原性极大降低，可在高浓度条件下与银离子反应形成纳米银；进而高浓度的褐藻胶寡糖可直接作为纳米银的冻干骨架或者保护剂或者分散剂，通过冷冻干燥或者喷雾干燥，得固态褐藻胶寡糖-纳米银配合物。本发明所提供的褐藻胶寡糖-纳米银配合物，为固态形式，具有易于运输、存储方便、应用便捷的特点。此外，本发明所提供的褐藻胶寡糖-纳米银配合物的制备方法，原料来源于海洋褐藻，具有资源丰富、易于产业化以及安全无毒等优点。
(2)本发明所提供的褐藻胶寡糖-纳米银配合物，褐藻胶寡糖和纳米银均能达到功效浓度，可直接以固态形式或者用水溶配后制成制剂施于创伤表面。此外，本发明提供的褐藻胶寡糖-纳米银配合物中，古罗糖醛酸(G)含量大于50％，可起到破坏细菌生物被膜的作用，进而进一步增强纳米银的抗菌性能。实验发现，本发明所提供的褐藻胶寡糖-纳米银配合物具有优良的抗菌性能，可加速烫伤大鼠皮肤的修复。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为褐藻胶寡糖-纳米银配合物的性状图；
图2为褐藻胶寡糖-纳米银配合物的液相分析谱图；
图3为褐藻胶寡糖-纳米银配合物的紫外吸收光谱；
图4为褐藻胶寡糖-纳米银配合物的马尔文粒度图；
图5为褐藻胶寡糖-纳米银配合物的透射电子显微镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述。但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明提供的一种褐藻胶寡糖-纳米银及其制备方法和应用进行具体说明。
本发明提供了一种褐藻胶寡糖-纳米银配合物，包括以下质量分数的组分：银0.001～1％，水0～10％，其余为褐藻胶寡糖。
进一步的，所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物中，褐藻胶寡糖的古罗糖醛酸(G)含量≥50％。
进一步的，所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物中，褐藻胶寡糖还原端具有二酸结构。
进一步的，所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物中，褐藻胶寡糖的相对平均分子量≤5000Da。
进一步的，所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物中，所述银为纳米银，纳米银的粒径为10nm～200nm。
更进一步的，所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物为固态形式。
本发明也提供了所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物的制备方法，包括：(1)褐藻胶或褐藻酸通过氧化剂氧化降解、纯化获得褐藻胶寡糖溶液；(2)褐藻胶寡糖溶液中加入银离子，进行氧化还原反应，制得液态褐藻胶寡糖-纳米银配合物；(3)将液态褐藻胶寡糖-纳米银配合物干燥获得固体配合物。
褐藻胶是由β-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-古罗糖醛酸(G)组成的线性大分子，是自然界唯一的每个单糖残基均具有一个羧基的多糖。褐藻胶经过氧化剂氧化阵解后，还原端的醛基被氧化成羧基，进而出现还原端二酸的结构。
进一步的，所述氧化剂为过氧化氢、次氯酸、次氯酸钠等氧化剂的一种或几种组合。
褐藻胶寡糖中部分还原端的醛基被氧化成羧基，其还原性显著降低，可实现在高浓度下还原银离子形成纳米银。氧化还原反应结束后，高浓度的褐藻胶寡糖不仅可以作为稳定剂起到稳定纳米银的作用，又使得直接干燥成为可能。
进一步的，所述干燥方式可为冷冻干燥和喷雾干燥的一种。
本发明也提供了所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物在伤口修复产品中使用。
进一步的，所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物直接施用或用水溶配后施于产品中。
实施例1
取100g褐藻胶(G％＝57.3％)溶解于2L过氧化氢溶液(4％)中，搅拌；80℃氧化降解7h。反应结束后，反应液用氢氧化钠溶液中和至pH6.5；加入少量过氧化氢酶，去除残留的过氧化氢。所得溶液加入适量活性炭，70℃脱色1h；脱色后趁热抽滤，去除活性炭获得褐藻胶寡糖溶液。以褐藻胶寡糖作为还原剂和稳定剂，加入硝酸银溶液(硝酸银质量0.1575g)，调节溶液pH至8，于40℃搅拌反应3h。反应结束后，将液态褐藻胶寡糖-纳米银配合物喷雾干燥获得固体配合物，即得本发明所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物。
上述实验所得的褐藻胶寡糖-纳米银配合物为淡黄色粉末，如图1所示。
上述实验所得的褐藻胶寡糖-纳米银配合物中，水分的质量分数为7.59％，银理论含量为924.1ppm，余量为褐藻胶寡糖。
上述实验所得的褐藻胶寡糖-纳米银配合物进行寡糖分子量分析，色谱条件如下：色谱柱为TSK G3000WXL色谱柱(300mm×7.8mm)；流动相为0.1mol/L硫酸钠溶液；流速为0.5mL/min；柱温为35℃；进样量为25μL；分析时间30min；检测器为示差折光检测器(35℃)。液相分析色谱图如图2所示，经计算寡糖的平均相对分子量质量为2930Da。
上述实验所得的褐藻胶寡糖-纳米银配合物用水溶解后进行紫外全波长扫描，在411nm处有纳米银的特征吸收峰，如图3所示。
上述实验所得的褐藻胶寡糖-纳米银配合物用水溶解后进行马尔文粒度分析，粒度在10nm～100nm之间，并呈现较好的正态分布图，如图4所示。图5为褐藻胶寡糖-纳米银配合物的透射电子显微镜图。
实施例2
根据GB 15979-2002《一次性使用卫生用品卫生标准羚，对实施例1所制备的褐藻胶寡糖-纳米银配合物的抗菌性进行评价，并与褐藻胶寡糖进行对比测定，结果如表1所示。
表1抗菌性能测试结果
Figure BDA0003651353140000061
实施例3
对实施例1所制备的褐藻胶寡糖-纳米银配合物进行伤口修复功效评价。
(1)凝胶制剂制备
含有褐藻胶寡糖-纳米银配合物的凝胶，包括以下质量百分比的组分：卡波姆2％、褐藻胶寡糖-纳米银配合物2％、甘油3％、三乙醇胺2％，余量水。凝胶具体的制备方法如下：
①向卡波姆中加入适量的纯化水浸泡24小时，充分溶胀，得到基质A；
②将褐藻胶寡糖-纳米银配合物和甘油混合，溶解在纯水中，得到溶液B；
③将基质A与溶液B混合，并搅拌均匀，得到混合均匀的凝胶；将混合均匀的凝胶，加入三乙醇胺调节pH至5-7；对半成品进行检测，并对包材进行臭氧和紫外线灯消毒后，对合格半产品进行灌装包装，得到含有褐藻胶寡糖-纳米银配合物的凝胶。
(2)伤口愈合作用评价
SD大鼠(250-280g/只)腹腔注射10％水合氯醛(0.8mL/只)麻醉。待其完全昏迷后，用消毒电推子刮背部毛发，用75％医用酒精棉球消毒，采用台式超级控温烫伤仪在大鼠背面80℃持续10s构建(1cm×1cm)的圆形烫伤伤口。为预防休克，动物腹腔注射1mL生理盐水复苏。第1个伤口作为空白对照，不进行治疗；第2个伤口用市售磺胺吡啶银作用，作为阳性对照；第3个伤口用褐藻胶寡糖-纳米银配合物凝胶进行治疗。实验大鼠置于室温下单独笼中饲养。在第5、13和19天，拍摄伤口表面，并测量伤口大小，以cm为单位，如下公式计算：伤口收缩(％)＝(伤口面积0天-伤口面积n天)/伤口面积0天×100。与空白对照和阳性对照组相比，褐藻胶寡糖-纳米银配合物凝胶具有显著促进伤口愈合的作用，在19天时候伤口几乎愈合。
表2各实验组伤口收缩率结果汇总
组别 5天 13天 19天
空白组 23.78％ 57.32％ 89.57％
磺胺吡啶银 31.98％ 59.73％ 89.67％
褐藻胶寡糖-纳米银组 40.60％ 69.86％ 95.51％
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种褐藻胶寡糖-纳米银配合物，其特征在于，所述配合物包括以下质量分数的组分：银0.001％～1％，水0～10％，其余为褐藻胶寡糖。
2.根据权利要求1所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物，其特征在于，所述褐藻胶寡糖的古罗糖醛酸(G)百分含量≥50％。
3.根据权利要求2所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物，其特征在于，所述褐藻胶寡糖的还原端具有二酸结构。
4.根据权利要求1所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物，其特征在于，所述褐藻胶寡糖的相对平均分子量≤5000Da。
5.根据权利要求1所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物，其特征在于，所述银为纳米银，所述纳米银的粒径为10nm～200nm。
6.根据权利要求1所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物，其特征在于，所述配合物为固态形式。
7.权利要求1-6任一项所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物的制备方法，其特征在于，所述配合物的制备方法包括以下步骤：(1)褐藻胶或褐藻酸通过氧化剂氧化降解、纯化获得褐藻胶寡糖溶液；(2)所述褐藻胶寡糖溶液中加入银离子，进行氧化还原反应，制得液态褐藻胶寡糖-纳米银配合物；(3)将液态褐藻胶寡糖-纳米银配合物干燥获得固体的褐藻胶寡糖-纳米银配合物。
8.根据权利要求7所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为过氧化氢、次氯酸、次氯酸钠的一种或几种组合。
9.根据权利要求7所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物的制备方法，其特征在于，所述干燥为冷冻干燥或喷雾干燥的一种。
10.权利要求1-6任一项所述的褐藻胶寡糖-纳米银配合物的应用，其特征在于，所述配合物在制备伤口修复产品中使用，所述配合物直接施用或用水溶配后施于产品中。
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