RU2478652C1 - Electrochemical method of purifying chondroitin sulphate - Google Patents
Electrochemical method of purifying chondroitin sulphate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2478652C1 RU2478652C1 RU2011148241/13A RU2011148241A RU2478652C1 RU 2478652 C1 RU2478652 C1 RU 2478652C1 RU 2011148241/13 A RU2011148241/13 A RU 2011148241/13A RU 2011148241 A RU2011148241 A RU 2011148241A RU 2478652 C1 RU2478652 C1 RU 2478652C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- chondroitin sulphate
- hydrogel
- cholesterol
- electrochemical deposition
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения, а точнее очистки хондроитина сульфата, получаемого из тканей морских гидробионтов, таких как хрящевая ткань рыб, мышечно-мускульный мешок моллюсков и др., и может быть использовано в пищевой, косметической промышленности, медицине.The invention relates to methods for producing, or rather purifying chondroitin sulfate, obtained from tissues of marine hydrobionts, such as cartilage of fish, muscle and muscle sac of mollusks, etc., and can be used in food, cosmetic industry, medicine.
Основные свойства хондроитина сульфата, имеющие определяющее значение для его успешного применения в различных областях - высокая биодоступность, биологическая совместимость, низкая токсичность, способность к избирательному накоплению в ткани хряща (Kofuji K., Ito Т., Murata Y., Kawashima S. Effect of chondroitin sulfate on the biodegradation and drug release of chitosan gel beads in subcutaneous air pouches of mice // Biological and Pharmaceutical Bulletin. - 2002. - Vol.25, No.2. - P.268-271). Перечисленные свойства определяются химическим строением молекул хондроитина сульфата, а именно, молекулярной массой, степенью и местом сульфатирования. (Michelacci Y.M., Dietrich С.Р. Structure of chondroitin sulphate from whale cartilage: distribution of 6- and 4-sulphated oligosaccharides in the polymer chains // International Journal of Biological Macromolecules. - 1986. - Vol.8, No.2. - P.108-113. Toida Т., Amomrut C., Linhardt R.J. Structure and bioactivity of sulfated polysaccharides // Trends in Glycoscience and Glycotechnology. - 2003. - Vol.15, No.81. - P.29-46).The main properties of chondroitin sulfate, which are crucial for its successful application in various fields, are high bioavailability, biological compatibility, low toxicity, and the ability to selectively accumulate in cartilage tissue (Kofuji K., Ito T., Murata Y., Kawashima S. Effect of chondroitin sulfate on the biodegradation and drug release of chitosan gel beads in subcutaneous air pouches of mice // Biological and Pharmaceutical Bulletin. - 2002. - Vol.25, No.2. - P.268-271). The listed properties are determined by the chemical structure of chondroitin sulfate molecules, namely, the molecular weight, degree and place of sulfation. (Michelacci YM, Dietrich S.P. Structure of chondroitin sulphate from whale cartilage: distribution of 6- and 4-sulphated oligosaccharides in the polymer chains // International Journal of Biological Macromolecules. - 1986. - Vol.8, No.2. - P.108-113. Toida T., Amomrut C., Linhardt RJ Structure and bioactivity of sulfated polysaccharides // Trends in Glycoscience and Glycotechnology. - 2003. - Vol.15, No.81. - P.29-46) .
Известен способ очистки хондроитина сульфата (ХС), предусматривающий растворение хондроитина сульфата в щелочной среде, ферментативный гидролиз белков, отделение высокомолекулярной углеводной фракции осаждением от низкомолекулярных продуктов гидролиза белка, остающихся в растворе, промывку полученного осадка и сушку готового продукта (Takai M., Kono H. Salmon-origin chondroitin sulfate: European Patent EP 1270599. МПК А61K 31/737. - Заявл. 15.12.2000; №EP 20000981747; Опубл. 02.01.2003).A known method of purification of chondroitin sulfate (CS), comprising dissolving chondroitin sulfate in an alkaline medium, enzymatic hydrolysis of proteins, separation of the high molecular weight carbohydrate fraction by precipitation from low molecular weight protein hydrolysis products remaining in solution, washing the resulting precipitate and drying the finished product (Takai M., Kono H Salmon-origin chondroitin sulfate: European Patent EP 1270599. IPC A61K 31/737. - Declared 12/15/2000; No. EP 20000981747; Published 02.01.2003).
Эта общепринятая технология реализуется различными авторами по-разному: изменяется последовательность, количество операций, температурные режимы, природа и концентрации используемых реагентов.This generally accepted technology is implemented by various authors in different ways: the sequence, number of operations, temperature conditions, nature and concentration of the reagents used change.
Известен способ выделения и очистки ХС, заключающийся в гидролизе исходного сырья и последующем осаждении ХС из гидролизата добавлением этилового спирта (Пат. РФ. №2056851, опубл. 27.03.1996; пат РФ №2061485, опубл. 10.06.1998; пат. РФ №. 2383351, опубл. 10.03.2010). Недостатками способа являются следующие. Требуется большой расход этилового спирта, а также необходимость его регенерации. Кроме того, осаждение не является полным, поэтому довольно значительная часть ХС остается в растворе.A known method of separation and purification of cholesterol, which consists in the hydrolysis of the feedstock and the subsequent precipitation of cholesterol from the hydrolyzate by adding ethyl alcohol (US Pat. RF. No. 2056851, publ. 03/27/1996; US Pat. No. 2061485, publ. 06/10/1998; Pat. RF No. 2383351, published March 10, 2010). The disadvantages of the method are as follows. Requires a large consumption of ethyl alcohol, as well as the need for its regeneration. In addition, the deposition is not complete, so a fairly significant portion of cholesterol remains in solution.
Известен способ очистки полисахарида, основанный на электрохимическом осаждении полисахарида из раствора (Пат. США №7883615, опубл. 08.02.2011). В результате разрядки отрицательно заряженных молекул полисахарида, в частности хитозана, на аноде происходит осаждение полисахарида в виде гидрогеля. Полученный продукт в дальнейшем снимают с электрода, промывают в дистиллированной воде и сушат. Данный способ наиболее близок к предлагаемому и принят за прототип. Способ предназначен для получения пленок полисахарида для дальнейшего их использования в качестве плат в производстве биосенсоров. Электрохимическое осаждение в способе-прототипе осуществляют в кислой среде РН=5,0-5,5, плотность тока высокая и составляет 20-100 А/м2, продолжительность электрохимического осаждения составляет 2-30 мин. Стабилизацию гидрогеля полисахарида проводят в щелочной среде (достаточно основным раствором).A known method of purification of a polysaccharide based on electrochemical precipitation of a polysaccharide from a solution (US Pat. US No. 7883615, publ. 08.02.2011). As a result of the discharge of negatively charged polysaccharide molecules, in particular chitosan, the polysaccharide in the form of a hydrogel is deposited on the anode. The resulting product is subsequently removed from the electrode, washed in distilled water and dried. This method is closest to the proposed and adopted as a prototype. The method is intended to produce polysaccharide films for further use as boards in the production of biosensors. Electrochemical deposition in the prototype method is carried out in an acidic medium PH = 5.0-5.5, the current density is high and is 20-100 A / m 2 , the duration of electrochemical deposition is 2-30 minutes The stabilization of the hydrogel of the polysaccharide is carried out in an alkaline medium (sufficiently basic solution).
Задачей предлагаемого изобретения является получение ХС с увеличенной массовой долей основного вещества, т.е. повышение степени очистки целевого продукта.The objective of the invention is to obtain cholesterol with an increased mass fraction of the main substance, i.e. increasing the degree of purification of the target product.
Она решается в электрохимическом способе очистки хондроитина сульфата, предусматривающем проведение электрохимического осаждения с получением гидрогеля ХС, стабилизацию, снятие с электрода, промывание и сушку, ХС растворяют в растворе 0,01-0,1н щелочи в соотношении 1:50-1:200 и проводят электрохимическое осаждение в щелочной среде при постоянном охлаждении и помешивании раствора со скоростью 10-20 об/мин, плотности тока 1-10 А/м2, напряжении, необходимом для осаждения, стабилизацию гидрогеля ХС осуществляют в растворе 0,05-0,5 н НСl. При этом напряжение электрохимического осаждения составляет не менее 2,7 В, а время осаждения от 2 до 60 мин в зависимости от степени чистоты исходного ХС, сушку гидрогеля ХС осуществляют сначала на воздухе, а затем в сушильном шкафу при температуре не выше 60°С. Охлаждение реакционной смеси осуществляют проточной водой с температурой 4°C-15°C.It is solved in the electrochemical method for the purification of chondroitin sulfate, which involves electrochemical deposition to obtain a hydrogel XC, stabilization, removal from the electrode, washing and drying, XC is dissolved in a solution of 0.01-0.1N alkali in a ratio of 1: 50-1: 200 and conduct electrochemical deposition in an alkaline medium with constant cooling and stirring the solution at a speed of 10-20 rpm, a current density of 1-10 A / m 2 , the voltage required for deposition, the stabilization of the hydrogel cholesterol is carried out in a solution of 0.05-0.5 n Hcl. In this case, the voltage of electrochemical deposition is not less than 2.7 V, and the deposition time is from 2 to 60 minutes, depending on the degree of purity of the initial cholesterol, the hydrogel cholesterol is dried first in air and then in an oven at a temperature not exceeding 60 ° C. The reaction mixture is cooled with running water at a temperature of 4 ° C-15 ° C.
Электрохимическое осаждение проводят в щелочной среде, предварительно растворив исходный ХС в 0,01-0,10 н растворе щелочи, например NaOH или другой. Растворение ХС в щелочи и проведение электрохимического осаждения в щелочной среде обусловлено тем, что он растворяется значительно лучше в щелочной, чем в кислой или нейтральной средах, следовательно процесс очистки будет более полным. Соотношение масс хондротина сульфата и раствора щелочи составляет от 1:50 до 1:200 (концентрация ХС в растворе от 0,5 до 2,0%). Полученный раствор заливают в электролитическую ячейку.Electrochemical deposition is carried out in an alkaline medium, after dissolving the initial cholesterol in a 0.01-0.10 N alkali solution, such as NaOH or another. The dissolution of cholesterol in alkali and electrochemical deposition in an alkaline medium is due to the fact that it dissolves much better in alkaline than in acidic or neutral environments, therefore, the cleaning process will be more complete. The mass ratio of chondrotin sulfate and alkali solution is from 1:50 to 1: 200 (the concentration of cholesterol in the solution is from 0.5 to 2.0%). The resulting solution is poured into an electrolytic cell.
Ячейка представляет собой емкость (стеклянный или полимерный стакан), в котором расположены электроды и перемешивающее устройство. Анод выполнен в форме цилиндра, расположенного у боковых стенок емкости, катод - в форме центрального стержня. Между катодом и анодом расположена вращающаяся мешалка, которая выполнена либо в форме рамки, либо лопасти, ось которой наклонена под углом к горизонтальной плоскости емкости.A cell is a container (a glass or polymer cup) in which electrodes and a mixing device are located. The anode is made in the form of a cylinder located at the side walls of the vessel, and the cathode is in the form of a central rod. Between the cathode and the anode there is a rotating mixer, which is made either in the form of a frame or a blade, the axis of which is inclined at an angle to the horizontal plane of the container.
Для охлаждения реакционной смеси емкость снабжена охлаждающим устройством в виде внешней рубашки, в которую подается охлаждающая вода. Для охлаждения емкость может быть погружена в сосуд с проточной охлаждающей водой или в жидкостный термостат. Температура охлаждающей воды от 4 до 15°С. Охлаждение необходимо для более полного осаждения гидрогеля ХС на электроде.To cool the reaction mixture, the tank is equipped with a cooling device in the form of an external jacket into which cooling water is supplied. For cooling, the tank can be immersed in a vessel with running cooling water or in a liquid thermostat. The temperature of the cooling water is from 4 to 15 ° C. Cooling is necessary for a more complete deposition of hydrochloride hydrochloride on the electrode.
На электроды подают постоянное напряжение не менее 2,7 В, при напряжении ниже чем 2,7 В осаждения на электроде происходить не будет. Плотность тока составляет от 1 до 10 А/м2, этой плотности вполне достаточно для проведения процесса. Высокие же плотности тока вызывают значительное выделение тепла, что не будет способствовать более полному осаждению ХС на электроде.A constant voltage of at least 2.7 V is applied to the electrodes; at a voltage lower than 2.7 V, no deposition will occur on the electrode. The current density is from 1 to 10 A / m 2 , this density is quite enough for the process. High current densities cause significant heat generation, which will not contribute to a more complete deposition of cholesterol on the electrode.
Электролиз проводят при постоянном медленном 10-20 об/мин перемешивании раствора между электродами в течение всего процесса электрохимического осаждения, т.е. 2-60 мин. Медленное перемешивание помогает включить в процесс электрохимического осаждения весь объем раствора в ячейке, перемешивание же со скоростью более чем 20 об/мин будет срывать осаждающийся на электроде гидрогель ХС.The electrolysis is carried out with constant slow 10-20 rpm stirring of the solution between the electrodes throughout the entire process of electrochemical deposition, i.e. 2-60 minutes Slow mixing helps to include the entire volume of the solution in the cell into the process of electrochemical deposition, while mixing at a speed of more than 20 rpm will disrupt the XC hydrogel deposited on the electrode.
По окончании электролиза, напряжение с электродов снимают, цилиндрический электрод с осажденным гидрогелем ХС переносят в сосуд с дистиллированной водой и промывают в течение 1-5 мин.At the end of electrolysis, the voltage from the electrodes is removed, a cylindrical electrode with precipitated hydrogel XC is transferred to a vessel with distilled water and washed for 1-5 minutes.
Затем электрод с осажденным гидрогелем ХС переносят в сосуд с 0,05-0,5 н НСl для окончательного формирования осадка, т.е. осуществляют стабилизацию образовавшегося гидрогеля, потом промывают дистиллированной водой.Then, the electrode with the precipitated hydrogel XC is transferred to a vessel with 0.05-0.5 n HCl for the final formation of a precipitate, i.e. carry out stabilization of the resulting hydrogel, then washed with distilled water.
Влажный гель срезают с поверхности электрода, сушат сначала на воздухе, а затем в сушильном шкафу при температуре не выше 60°С.The wet gel is cut from the surface of the electrode, dried first in air and then in an oven at a temperature not exceeding 60 ° C.
Полученный продукт измельчают в устройстве любой конструкции.The resulting product is ground in a device of any design.
ПримерExample
Навеску исходного ХС 5,0 г растворили в 500 мл 0,05 н раствора NaOH (или другой щелочи) и залили в электролитическую ячейку.A portion of the initial cholesterol 5.0 g was dissolved in 500 ml of a 0.05 N NaOH solution (or other alkali) and poured into an electrolytic cell.
Электролитическая ячейка представляла собой стакан, в котором расположен цилиндрический анод и катод в виде центрального стержня. Электроды выполнены из нержавеющей стали. Между катодом и анодом помещена вращающаяся рамная мешалка.The electrolytic cell was a glass in which a cylindrical anode and cathode are located in the form of a central rod. The electrodes are made of stainless steel. Between the cathode and the anode is placed a rotating frame mixer.
Для охлаждения реакционной смеси ячейку помещали в емкость с проточной водопроводной водой. Температура охлаждающей воды составляла 8°С.To cool the reaction mixture, the cell was placed in a container with running tap water. The temperature of the cooling water was 8 ° C.
На электроды подавали постоянное напряжение 2,7 В. Ток в электролите составлял 2,5 А/м2.A constant voltage of 2.7 V was applied to the electrodes. The current in the electrolyte was 2.5 A / m 2 .
Электролиз проводят при постоянном медленном 20 об/мин перемешивании раствора между электродами в течение 10 мин.The electrolysis is carried out with continuous slow 20 rpm stirring the solution between the electrodes for 10 minutes
По окончании электролиза напряжение с электродов снимают. Цилиндрический электрод с осажденным гелем хондроитина переносят в сосуд с дистиллированной водой и промывают в течение 1-5 мин.At the end of electrolysis, the voltage is removed from the electrodes. A cylindrical electrode with a precipitated chondroitin gel is transferred to a vessel with distilled water and washed for 1-5 minutes.
Затем цилиндрический электрод с осажденным гелем ХС переносят в сосуд с 0,1 н НСl для окончательного формирования осадка (стабилизация), затем промывают дистиллированной водой.Then, a cylindrical electrode with a deposited cholesterol gel is transferred to a vessel with 0.1 n HCl for the final formation of a precipitate (stabilization), then washed with distilled water.
Влажный гель срезают с поверхности электрода и сушат на воздухе, а затем в сушильном шкафу при температуре не выше 60°С.The wet gel is cut off from the surface of the electrode and dried in air, and then in an oven at a temperature not exceeding 60 ° C.
Полученный продукт измельчают в ступке.The resulting product is ground in a mortar.
Выход ХС составил 4,3 г, т.е. 86%.The yield of cholesterol was 4.3 g, i.e. 86%
Изобретение позволяет получать препарат хондроитина сульфата с увеличенной массовой долей основного вещества, а также увеличить выход целевого продукта.The invention allows to obtain a preparation of chondroitin sulfate with an increased mass fraction of the main substance, as well as to increase the yield of the target product.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011148241/13A RU2478652C1 (en) | 2011-11-25 | 2011-11-25 | Electrochemical method of purifying chondroitin sulphate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011148241/13A RU2478652C1 (en) | 2011-11-25 | 2011-11-25 | Electrochemical method of purifying chondroitin sulphate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2478652C1 true RU2478652C1 (en) | 2013-04-10 |
Family
ID=49152289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011148241/13A RU2478652C1 (en) | 2011-11-25 | 2011-11-25 | Electrochemical method of purifying chondroitin sulphate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2478652C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106832055A (en) * | 2017-02-27 | 2017-06-13 | 日照岚山生化制品有限公司 | A kind of production technology of control sodium chondroitin sulfate density |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2061485C1 (en) * | 1992-12-28 | 1996-06-10 | Васюков Сергей Ефимович | Method of isolation of chondroitine sulfate from animal tissues |
WO2001064756A1 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-07 | Mitsuo Takai | Salmon-origin chondroitin sulfate |
WO2004073034A2 (en) * | 2003-02-12 | 2004-08-26 | University Of Maryland College Park | Controlled electrochemical deposition of polysaccharides, films and hydrogel and materials formed therefrom |
-
2011
- 2011-11-25 RU RU2011148241/13A patent/RU2478652C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2061485C1 (en) * | 1992-12-28 | 1996-06-10 | Васюков Сергей Ефимович | Method of isolation of chondroitine sulfate from animal tissues |
WO2001064756A1 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-07 | Mitsuo Takai | Salmon-origin chondroitin sulfate |
WO2004073034A2 (en) * | 2003-02-12 | 2004-08-26 | University Of Maryland College Park | Controlled electrochemical deposition of polysaccharides, films and hydrogel and materials formed therefrom |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106832055A (en) * | 2017-02-27 | 2017-06-13 | 日照岚山生化制品有限公司 | A kind of production technology of control sodium chondroitin sulfate density |
CN106832055B (en) * | 2017-02-27 | 2019-06-28 | 日照岚山生化制品有限公司 | A kind of production technology controlling sodium chondroitin sulfate density |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ITPD20000207A1 (en) | NEW CROSS-LINKATED DERIVATIVES OF HYALURONIC ACID. | |
WO2005112888A2 (en) | Methods for making injectable polymer hydrogels | |
EP2029629A1 (en) | Hydrogels of polysaccharide mixtures for tissue engineering and as carriers of active compounds | |
US11191870B2 (en) | Gel of sodium hyaluronate cross-linked by polyethylene glycol epoxy derivative for injection and preparation method thereof | |
BRPI0615065A2 (en) | processes for preparing cross-linked polysaccharides, said polysaccharides, process for preparing a composite cross-linked matrix, and said matrix | |
Altomare et al. | Morphology tuning of chitosan films via electrochemical deposition | |
JP6581650B2 (en) | Culture container for spheroid formation using temperature-sensitive glycol chitosan derivative and method for forming spheroid using the same | |
TWI510501B (en) | Method for manufacturing purified hyaluronic acid group | |
CN104774337A (en) | Agarose microsphere-containing cross-linked sodium hyaluronate gel for injection and preparation method thereof | |
Wang et al. | Characterization of undegraded and degraded silk fibroin and its significant impact on the properties of the resulting silk biomaterials | |
CN109021168A (en) | A method of caused using plasma and synthesizes chitosan-based flocculant | |
RU2478652C1 (en) | Electrochemical method of purifying chondroitin sulphate | |
Twizeyimana et al. | Oxidized alginate hydrogel-based derivatives with optimized features for cell culture scaffold | |
CN107459590A (en) | A kind of preparation method of hyaluronic acid quaternary ammonium salt | |
RU2670767C1 (en) | Method for producing low molecular weight heparin | |
US10927193B2 (en) | Gellan gum-based hydrogels, methods and uses thereof | |
EP3850105A1 (en) | Production of biomedical compounds by enrichment cultures of microorganisms | |
CN115636884A (en) | Preparation method of sodium hyaluronate derivative, cross-linked sodium hyaluronate and application | |
CN113248633A (en) | Preparation method of low-molecular chitosan | |
CN109705406B (en) | Preparation method of nano chitin-enhanced calcium alginate hydrogel | |
KR20160125332A (en) | A novel process for crosslinked hyaluronic acid derivatives | |
CN110872361A (en) | Glucosamine chondroitin sulfate, preparation method and application | |
Dong et al. | Green Technologies for Bio-refinery in Marine Crustacean Shell Valorisation from Chitin Perspective | |
WO2018079812A1 (en) | Gel composition and method for producing same | |
JP6887480B1 (en) | High-purity undenatured collagen and its manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131126 |