CN110590972B - 一种透明质酸的干燥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种透明质酸的干燥方法，包括以下步骤：将含有挥发性硅油的有机溶剂I加至含透明质酸的溶液中，待沉淀析出后，弃去上清液；将沉淀用含有挥发性硅油的有机溶剂II洗涤，获得沉淀，干燥后得产品。所述挥发性硅油在有机溶剂I中的体积分数为1%‑10%；在有机溶剂II中的体积分数为20%‑60%。本发明提供的透明质酸的干燥方法，适用于不同分子量、不同浓度的透明质酸样品，采用本发明的方法进行干燥后，干燥失重均不超过5%，有机溶剂残留均符合规定。
Description
技术领域
本发明属于生物大分子制备领域，涉及一种透明质酸及其盐的干燥方法。
背景技术
透明质酸（hyalouronic acid，HA）又名玻璃酸，是由（1-β-4）D-葡糖醛酸和（1-β-3）N-乙酰基-D-氨基葡糖双糖单位重复连接组成的链状聚阴离子黏多糖。透明质酸以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能，如润滑关节，调节血管壁的通透性，调节蛋白质，水电解质扩散及运转，促进创伤愈合等。尤为重要的是，透明质酸具有特殊的保水作用，是目前发现的自然界中保湿性最好的物质，被称为理想的天然保湿因子。
透明质酸极易吸潮，目前透明质酸的干燥方法均为经乙醇沉淀后真空减压干燥，此种方法对于水分较大时有较好的干燥效率，当透明质酸干燥失重达到10%以下时，干燥效率较差。由于透明质酸直链轴上单糖之间氢键的作用，透明质酸分子在空间上呈刚性的螺旋柱状结构，柱的内侧由于存在大量的羟基而产生强亲水性，而且透明质酸分子将其结合的水分子锁定在其双螺旋柱状结构中，使水分不易流失，因此当干燥失重达到5%左右时，基本已达到常用方法的干燥极限。
挥发性硅油的化学成分是环硅氧烷聚合物，具有良好的挥发性、流动性和铺展性，常用在化妆品中，使其干爽、无油腻感。挥发性硅油用于产品干燥等相关用途并无报道。
发明内容
针对目前成品透明质酸及其盐含水量高的问题，本发明提供一种透明质酸及其盐的干燥方法，获得的产品含水量低、不易结块。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种透明质酸及其盐的干燥方法，包括以下步骤：
（1）将含有挥发性硅油的有机溶剂I加至含透明质酸的溶液中，待沉淀析出后，弃去上清液；
（2）将步骤（1）获得的沉淀用含有挥发性硅油的有机溶剂II洗涤，获得沉淀，干燥后得产品。
本发明中所述的透明质酸包括透明质酸、透明质酸碱金属盐，透明质酸碱土金属盐，透明质酸锌，透明质酸铋以及其他水溶性透明质酸衍生物。
所述含透明质酸的溶液可以是发酵液或者含透明质酸成品的溶液，透明质酸浓度为1-8 g/L。
所述有机溶剂为乙醇、异丙醇和丙酮中的一种或一种以上的混合；优选为乙醇或异丙醇。
所述挥发性硅油优选为五甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷和十甲基环五硅氧烷中的一种或两种及以上的混合；更优选为六甲基二硅氧烷。
所述挥发性硅油在有机溶剂I中的体积分数为1%-10%；在有机溶剂II中的体积分数为20%-60%。
步骤（1）中，有机溶剂I与含透明质酸溶液的体积比为3-10:1；优选为5:1。
优选的，步骤（2）操作为：以有机溶剂II洗涤沉淀1-5次；更为优选的，每次洗涤时静置60-120分钟。
步骤（2）中，沉淀与有机溶剂II的体积比为1:1-5。
本发明的机理如下：
单纯使用无水乙醇等有机溶剂脱水时，由于其均具有一定的水溶性，上述溶剂进入高分子链的内部结构时，很难将透明质酸分子内部的水分全部置换；而挥发性硅油具有较强的斥水性，其与乙醇等有机溶剂结合后，有机溶剂的斥水性增强，可更多的置换出透明质酸分子内部的水分。而且此混合有机溶剂均具有较强的挥发性，在透明质酸干燥的过程中，可随水分一起被蒸发掉，大大降低了透明质酸类产品的含水量。
本发明具有以下优点：
本发明提供的透明质酸的干燥方法，适用于不同分子量、不同浓度的透明质酸样品，采用本发明的方法进行干燥后，干燥失重均不超过5%，可减弱透明质酸类产品贮存过程中的水解反应，增强产品的稳定性，延长产品的有效期。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受下述实施例的限制。
实施例1
（1）将2g透明质酸钠（64万道尔顿，干燥失重为9.17%）加入至500mL生理盐水中，制备成4g/L的透明质酸钠溶液；
按照5:95（V/V）的比例配制六甲基二硅氧烷与无水乙醇混合物，作为含5%挥发性硅油的有机溶剂I；
将3倍体积的有机溶剂I缓慢加至透明质酸钠水溶液中，静置后，弃去上清液，得约500mL沉淀物；
（2）按照50:50（V/V）的比例配制六甲基二硅氧烷与无水乙醇的混合物，作为含50%挥发性硅油的有机溶剂II；
取2500mL有机溶剂II加入至步骤（1）中的沉淀物中，搅拌60分钟后，静置弃去上清液，得沉淀物，重复上述过程3次，将沉淀物用滤布过滤后，得最终沉淀物；
（3）取步骤（2）得到的最终沉淀物，常温减压干燥48小时，得透明质酸钠干品，立即测定透明质酸钠干品的干燥失重，结果为4.66%。
实施例2
实验步骤同实施例1，不同点在于，分子量为15万道尔顿，测定透明质酸钠初始干燥失重为7.09%；测定获得的透明质酸钠干品的干燥失重为3.56%。
实施例3
实验步骤同实施例1，不同点在于，分子量为115万道尔顿，测定透明质酸钠初始干燥失重为10.67%；测定获得的透明质酸钠干品的干燥失重为4.27%。
实施例4
实验步骤同实施例1，不同点在于，分子量为198万道尔顿，测定透明质酸钠初始干燥失重为11.06%；透明质酸钠干品的干燥失重为3.14%。
实施例5
（1）取透明质酸发酵液5L，用生理盐水等比例稀释，离心后，取上清液（约含透明质酸0.4%，平均分子量约500-1000KDa）；
按照5:95（V/V）比例配制六甲基二硅氧烷与无水乙醇混合物作为含挥发性硅油5%的有机溶剂I；
将10倍体积的有机溶剂I缓慢加入至透明质酸上清液中，静置后，弃去上层液，得约2L沉淀物；
（2）按照50:50（V/V）的比例配制六甲基二硅氧烷与无水乙醇的混合物，作为含挥发性硅油50%的有机溶剂II；
取2L有机溶剂II，加入至步骤（1）中的沉淀中，搅拌60分钟后，静置弃去上清液，得沉淀物，重复上述过程3次，将沉淀物用滤布过滤后，得最终沉淀物；
（3）取步骤（2）得到的沉淀物，常温减压干燥48小时，得透明质酸钠干品，立即测定透明质酸钠干品的干燥失重，结果为3.71%。
实施例6
（1）将2g透明质酸钠（64万道尔顿，干燥失重为9.17%）加入至250mL生理盐水中，制备成8g/L的透明质酸钠溶液；
按照五甲基二硅氧烷：六甲基二硅氧烷：无水乙醇为5:5:90（V/V）的比例配制混合物，作为含10%挥发性硅油的有机溶剂I；
将3倍体积的有机溶剂I缓慢加入至透明质酸钠水溶液中，静置后，弃去上清液，得约500mL沉淀物；
（2）按照60:40（V/V）的比例配制六甲基二硅氧烷与异丙醇的混合物，作为含60%挥发性硅油的有机溶剂II；
将1500mL有机溶剂II加入至步骤（2）中的沉淀中进行洗涤，搅拌120分钟后，静置弃去上清液，得沉淀物，重复上述过程5次，将沉淀物用滤布过滤后，得最终沉淀物；
（3）取步骤（2）得到的最终沉淀物，常温减压干燥48小时，得透明质酸钠干品，干品中有少量长纤维状物，立即测定透明质酸钠干品的干燥失重，结果为4.82%。
实施例7
（1）将2g透明质酸钠（64万道尔顿，干燥失重为9.17%）加入至500mL生理盐水中，制备成4g/L的透明质酸钠溶液；
按照1:99（V/V）的比例配制六甲基二硅氧烷与无水乙醇混合物，作为含1%挥发性硅油的有机溶剂I；
将5倍体积的有机溶剂I缓慢加至透明质酸钠溶液中，静置后，弃去上清液，得约500mL沉淀物；
（2）按照20:80（V/V）的比例配制六甲基二硅氧烷与异丙醇的混合物，作为含20%挥发性硅油的有机溶剂II；
将2500mL有机溶剂II加入至步骤（2）中的沉淀中进行洗涤，搅拌60分钟后，静置弃去上清液，将沉淀物用滤布过滤后，得最终沉淀物；
（3）取步骤（2）得到的最终沉淀物，进行常温减压干燥48小时，得透明质酸钠干品，立即测定透明质酸钠干品的干燥失重，结果为2.83%。
实施例8
（1）将2g透明质酸钠（64万道尔顿，干燥失重为9.17%）加入至1000mL生理盐水中，制备成2g/L的透明质酸钠溶液；
按照10:90（V/V）的比例配制八甲基三硅氧烷与丙酮的混合物，作为含10%挥发性硅油的有机溶剂I；
将10倍体积的有机溶剂I缓慢加至透明质酸钠溶液中，静置后弃去上清液，得约500mL沉淀物；
（2）按照八甲基三硅氧烷：十甲基环五硅氧烷：丙酮体积比为30:30:40进行混合，混合溶剂作为含60%挥发性硅油的有机溶剂II；
将1500mL有机溶剂II加入至步骤（1）中的沉淀中进行洗涤，搅拌90分钟后，静置弃去上清液，得沉淀物，重复上述过程5次，将沉淀物用滤布过滤后，得最终沉淀物；
（3）取步骤（2）得到的最终沉淀物，进行常温减压干燥48小时，得透明质酸钠干品，立即测定透明质酸钠干品的干燥失重，结果为3.57%。
实施例9
（1）按照5:95（V/V）的比例配制六甲基二硅氧烷与无水乙醇混合物，作为含5%挥发性硅油的有机溶剂I；
将1500mL的有机溶剂I缓慢加至500g浓度为4g/L的交联透明质酸钠凝胶中，静置后，弃去上清液，得约500mL沉淀物；
（2）按照50:50（V/V）的比例配制六甲基二硅氧烷与无水乙醇的混合物，作为含50%挥发性硅油的有机溶剂II；
取2500mL有机溶剂II加入至步骤（1）中的沉淀物中，搅拌60分钟后，静置弃去上清液，得沉淀物，重复上述过程3次，将沉淀物用滤布过滤后，得最终沉淀物；
（3）取步骤（2）得到的最终沉淀物，常温减压干燥48小时，得交联透明质酸钠干品，立即测定交联透明质酸钠干品的干燥失重，结果为4.09%。
对比例1 常规干燥方法
（1）将2g透明质酸钠（64万道尔顿，干燥失重为9.17%）加入至500mL生理盐水中，制备成4g/L的透明质酸钠溶液；
将无水乙醇按照7:1比例缓慢加至透明质酸钠水溶液中，静置后，弃去上清液，获得约500mL沉淀物；
（2）取步骤（1）中的沉淀，用1500mL无水乙醇，搅拌120分钟后，静置弃去上清液，得沉淀物，重复上述过程5次，将沉淀物用滤布过滤后，得最终沉淀物；
（3）取步骤（2）得到的沉淀物，常温减压干燥48小时，得透明质酸钠干品，立即测定透明质酸钠干品的干燥失重，结果为9.65%。
对比例2
（1）将4g透明质酸钠（64万道尔顿，干燥失重为9.17%）加入至500mL生理盐水中，制备成8g/L的透明质酸钠溶液；
按照50:50（V/V）的比例配制六甲基二硅氧烷与无水乙醇的混合物，作为含50%挥发性硅油的有机溶剂；
将10倍体积的上述有机溶剂缓慢加至透明质酸钠水溶液中，加入过程仅有少量沉淀析出，静置后，溶液分层过滤后获得沉淀物约200mL；
（2）取步骤（1）得到的沉淀物，常温减压干燥48小时，得透明质酸钠干品，立即测定透明质酸钠干品的干燥失重，结果为11.18%。
对比例3
（1）将2g透明质酸钠（64万道尔顿，干燥失重为9.17%）加入至500mL生理盐水中，制备成4g/L的透明质酸钠溶液；
按照5:95（V/V）的比例配制六甲基二硅氧烷与无水乙醇混合物，作为含5%挥发性硅油的有机溶剂I；
将10倍体积的有机溶剂I缓慢加至透明质酸钠水溶液中，静置后，弃去上清液，得约500mL沉淀物；
（2）取2500mL有机溶剂I加入至步骤（1）中的沉淀物中，搅拌60分钟后，静置弃去上清液，得沉淀物，重复上述过程3次，将沉淀物用滤布过滤后，得最终沉淀物；
（3）取步骤（2）得到的最终沉淀物，常温减压干燥48小时，得透明质酸钠干品，立即测定透明质酸钠干品的干燥失重，结果为10.74%。
Claims (12)
1.一种透明质酸的干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将含有挥发性硅油的有机溶剂I加至含透明质酸的溶液中，待沉淀析出后，弃去上清液；
（2）将步骤（1）获得的沉淀用含有挥发性硅油的有机溶剂II洗涤，获得沉淀，干燥后得产品；
所述挥发性硅油在有机溶剂I中的体积分数为1%-10%；在有机溶剂II中的体积分数为20%-60%。
2.根据权利要求1所述的干燥方法，其特征在于，所述的透明质酸包括透明质酸、透明质酸盐以及其他水溶性透明质酸衍生物。
3.根据权利要求1所述的干燥方法，其特征在于，所述含透明质酸溶液的浓度为1-8 g/L。
4.根据权利要求1所述的干燥方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇和丙酮中的一种或一种以上的混合。
5.根据权利要求1所述的干燥方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇或异丙醇。
6.根据权利要求1所述的干燥方法，其特征在于，所述挥发性硅油选自五甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷和十甲基环五硅氧烷中的一种或两种及以上的混合。
7.根据权利要求1所述的干燥方法，其特征在于，所述挥发性硅油为六甲基二硅氧烷。
8.根据权利要求1所述的干燥方法，其特征在于，步骤（1）中，有机溶剂I与含透明质酸溶液的体积比为3-10:1。
9.根据权利要求1所述的干燥方法，其特征在于，步骤（1）中，有机溶剂I与含透明质酸溶液的体积比为5:1。
10.根据权利要求1所述的干燥方法，其特征在于，步骤（2）中，沉淀与有机溶剂II的体积比为1:1-5。
11.根据权利要求1所述的干燥方法，其特征在于，步骤（2）操作为：以有机溶剂II洗涤沉淀1-5次。
12.根据权利要求1或10所述的干燥方法，其特征在于，步骤（2）中，洗涤时静置60-120分钟。
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