本发明涉及生物医用材料技术领域,特别涉及一种水溶性胶原的提取方法。
背景技术:
胶原种类较多,常见类型为ⅰ型、ⅱ型、ⅲ型、ⅴ型和ⅺ型,胶原因具有良好的生物相容性、可生物降解性以及生物活性,而广泛应用于食品、保健品、医用生物材料、组织工程、化妆品等领域。在医学领域中,胶原由于具有低免疫原性、纤维的再形成性、机械性能高和生物可降解性等优点,先后制成了医用胶原海绵、膜性生物补片、人工皮肤、美容填充植入剂、化妆品等。
目前胶原提取方法提出的胶原溶解性多为酸溶或碱溶,这给制备适合人体需要的中性生物材料的制备带来不小的麻烦。因此需要一种能在不破坏胶原原有三螺旋结构的情况下,能溶解于水的胶原。
技术实现要素:
为解决上述技术问题,本发明提供一种水溶性胶原的提取方法,能够保证完整的三股螺旋结构的情况下去除末端肽,且通过此方法制备的胶原能溶解于水。技术方案如下:
本发明提供了一种水溶性胶原的提取方法,包括以下步骤,
先对富含iii型胶原的组织进行切片;
再将切片组织清洗浸泡在0.1%~40%(w/v)的碱溶液中,浸泡0.5~24h。清洗至ph为5~8后生理盐水浸泡约0.5-48h,沥去多余水分,2~8℃组织捣碎后分散进酶解液中,2~40℃环境酶解1~72h;酶解完毕后调ph值至7~13,2-40℃静置2~24h;30~150目滤网过滤,去除未酶解物。20%-50%(w/v)盐溶液盐析,收集固形物,截留分子量为4000~8000的透析袋透析,去除多余离子和杂质,获得多型胶原,最后将多型胶原混合物分散至水中,调ph值至1~5,30~150目滤网过滤,去除析出物,将滤液盐析后透析,得目的胶原。
在本发明的一种优选实施方式中,所述富含iii型胶原的组织为海参、小牛皮、胎牛皮、小猪皮、胎猪皮的一种或几种;小牛皮、小猪皮动物年龄在0~3个月。
在本发明的一种优选实施方式中,所述浸泡用碱溶液的质量分数为0.1%~40%(w/v)。
在本发明的一种优选实施方式中,所述浸泡用碱溶液的溶质为氢氧化钠、碳酸氢钠、柠檬酸钠中的一种或几种;ph为8~14。
在本发明的一种优选实施方式中,所述生理盐水溶质为氯化钠,浓度为0.7~0.9%。
在本发明的一种优选实施方式中,所述酶解液为酸性蛋白酶,效价为1:1500~1:12000,酸性蛋白酶:组织切片为1:50~1:1000(w/w);酶解液ph值为2~6。
在本发明的一种优选实施方式中,所述盐析用盐溶液的溶质为氯化钠、硫酸钠、硫酸铵、氯化钾、氯化钙中的一种或几种,浓度为20%~50%(w/v)。
在本发明的一种优选实施方式中,所述首次盐析前待盐析物的ph为7~13,再次盐析前盐析物的ph为1~5;调ph所用碱液为氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液、柠檬酸钠溶液中的一种或几种;调ph所用酸液为盐酸溶液、柠檬酸溶液、硫酸溶液、磷酸、醋酸溶液的一种或几种,碱液浓度为0.01~5mol/l,酸液浓度为0.01~10mol/l。
在本发明的一种优选实施方式中,在对动物组织进行胶原提取之前,先对所述组织进行预处理;所述预处理为用水对组织进行反复冲洗,之后切片,再用质量分数为0.05%~20%醋酸氯己定溶液浸泡0.5~24h,再用水反复冲洗。
在本发明的一种优选实施方式中,所述切片为冷冻切片。
具体实施方式
需要说明的是,本发明所使用的水均为医药行业所用的纯化水或注射用水,满足药典标准。
试剂和仪器
试剂均市售可得。
实施例1
选取新鲜的小牛皮组织0.5kg,水清洗至无肉眼可见异物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷冻过夜;切片机切片,切片厚度约1mm,备用;
称取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡0.5h,纯化水浸泡清洗5次,沥去多余水分备用。再将切片组织清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸钠溶液中,浸泡6h。纯化水清洗至ph为8,然后用0.7%生理盐水浸泡约2h,沥去多余水分,2~8℃组织捣碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:组织切片为1:150的比例称取酸性蛋白酶,蛋白酶效价为1:3000,溶解到摩尔浓度为0.02mol/l的4000ml盐酸溶液中,搅拌均匀。调溶液ph为4。
将捣碎组织分散进酶解液中,最终定容到5000ml。4℃环境酶解72h;酶解完毕后,氢氧化钠溶液调ph值至13,4℃静置10h;
100目滤网过滤,去除未酶解物;20%(w/v)氯化钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为生理盐水水平,获得多型胶原,最后将多型胶原混合物分散至水中,调ph值至3,100目滤网过滤,去除析出物,将滤液用20%(w/v)氯化钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为纯化水水平,得目的胶原。
实施例2
选取新鲜的小牛皮组织0.5kg,水清洗至无肉眼可见异物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷冻过夜;切片机切片,切片厚度约1mm,备用;
称取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡5h,纯化水浸泡清洗5次,沥去多余水分备用。再将切片组织清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸钠溶液中,浸泡6h。纯化水清洗至ph为7,然后用0.7%生理盐水浸泡约2h,沥去多余水分,2~8℃组织捣碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:组织切片为1:300的比例称取酸性蛋白酶,蛋白酶效价为1:6000,溶解到摩尔浓度为0.02mol/l的4000ml盐酸溶液中,搅拌均匀。调溶液ph为3。
将捣碎组织分散进酶解液中,最终定容到5000ml。4℃环境酶解48h;酶解完毕后,氢氧化钠溶液调ph值至9,4℃静置16h;
100目滤网过滤,去除未酶解物;20%(w/v)氯化钙溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为生理盐水水平,获得多型胶原,最后将多型胶原混合物分散至水中,调ph值至3,100目滤网过滤,去除析出物,将滤液用20%(w/v)氯化钙溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为纯化水水平,得目的胶原。
实施例3
选取新鲜的小猪皮组织0.5kg,水清洗至无肉眼可见异物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷冻过夜;切片机切片,切片厚度约1mm,备用;
称取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡1h,纯化水浸泡清洗5次,沥去多余水分备用。再将切片组织清洗浸泡在3.0%(w/v)的碳酸钠溶液中,浸泡6h。纯化水清洗至ph为8,然后用0.7%生理盐水浸泡约2h,沥去多余水分,2~8℃组织捣碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:组织切片为1:80的比例称取酸性蛋白酶,蛋白酶效价为1:1500,溶解到摩尔浓度为0.01mol/l的4000ml盐酸溶液中,搅拌均匀。调溶液ph为5。
将捣碎组织分散进酶解液中,最终定容到5000ml。37℃环境酶解1h;酶解完毕后,氢氧化钠溶液调ph值至10,4℃静置12h;
100目滤网过滤,去除未酶解物;30%(w/v)氯化钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为生理盐水水平,获得多型胶原,最后将多型胶原混合物分散至水中,调ph值至4,100目滤网过滤,去除析出物,将滤液用30%(w/v)硫酸钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测硫酸根离子浓度为纯化水水平,得目的胶原。
实施例4
选取新鲜的小牛皮组织0.5kg,水清洗至无肉眼可见异物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷冻过夜;切片机切片,切片厚度约1mm,备用;
称取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡30min,纯化水浸泡清洗5次,沥去多余水分备用。再将切片组织清洗浸泡在5%(w/v)的碳酸钠溶液中,浸泡6h。纯化水清洗至ph为8,然后用0.7%生理盐水浸泡约2h,沥去多余水分,2~8℃组织捣碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:组织切片为1:150的比例称取酸性蛋白酶,蛋白酶效价为1:3000,溶解到摩尔浓度为0.1mol/l的4000ml磷酸溶液中,搅拌均匀。调溶液ph为4。
将捣碎组织分散进酶解液中,最终定容到5000ml。30℃环境酶解72h;酶解完毕后,氢氧化钠溶液调ph值至13,4℃静置24h;
100目滤网过滤,去除未酶解物;50%(w/v)氯化钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为生理盐水水平,获得多型胶原,最后将多型胶原混合物分散至水中,调ph值至5,100目滤网过滤,去除析出物,将滤液用50%(w/v)氯化钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为纯化水水平,得目的胶原。
实施例5
选取新鲜的小牛皮组织0.5kg,水清洗至无肉眼可见异物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷冻过夜;切片机切片,切片厚度约1mm,备用;
称取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡30min,纯化水浸泡清洗5次,沥去多余水分备用。再将切片组织清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸钠溶液中,浸泡6h。纯化水清洗至ph为8,然后用0.7%生理盐水浸泡约2h,沥去多余水分,2~8℃组织捣碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:组织切片为1:100的比例称取酸性蛋白酶,蛋白酶效价为1:3000,溶解到摩尔浓度为0.02mol/l的4000ml盐酸溶液中,搅拌均匀。调溶液ph为4。
将捣碎组织分散进酶解液中,最终定容到5000ml。4℃环境酶解72h;酶解完毕后,氢氧化钠溶液调ph值至13,4℃静置10h;
100目滤网过滤,去除未酶解物;20%(w/v)氯化钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为生理盐水水平,获得多型胶原,最后将多型胶原混合物分散至水中,调ph值至3,100目滤网过滤,去除析出物,将滤液用20%(w/v)氯化钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为纯化水水平,得目的胶原。
实施例6
选取新鲜的小牛皮组织0.5kg,水清洗至无肉眼可见异物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷冻过夜;切片机切片,切片厚度约1mm,备用;
称取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡6h,纯化水浸泡清洗5次,沥去多余水分备用。再将切片组织清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸钠溶液中,浸泡6h。纯化水清洗至ph为8,然后用0.7%生理盐水浸泡约2h,沥去多余水分,2~8℃组织捣碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:组织切片为1:300的比例称取酸性蛋白酶,蛋白酶效价为1:6000,溶解到摩尔浓度为0.02mol/l的4000ml盐酸溶液中,搅拌均匀。调溶液ph为4。
将捣碎组织分散进酶解液中,最终定容到5000ml。4℃环境酶解72h;酶解完毕后,氢氧化钠溶液调ph值至8,4℃静置10h;
100目滤网过滤,去除未酶解物;20%(w/v)氯化钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为生理盐水水平,获得多型胶原,最后将多型胶原混合物分散至水中,调ph值至3,100目滤网过滤,去除析出物,将滤液用20%(w/v)氯化钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为纯化水水平,得目的胶原。
实施例7
选取新鲜的小牛皮组织0.5kg,水清洗至无肉眼可见异物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷冻过夜;切片机切片,切片厚度约1mm,备用;
称取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡30min,纯化水浸泡清洗5次,沥去多余水分备用。再将切片组织清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸钠溶液中,浸泡6h。纯化水清洗至ph为8,然后用0.7%生理盐水浸泡约2h,沥去多余水分,2~8℃组织捣碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:组织切片为1:150的比例称取酸性蛋白酶,蛋白酶效价为1:3000,溶解到摩尔浓度为0.02mol/l的4000ml盐酸溶液中,搅拌均匀。调溶液ph为6。
将捣碎组织分散进酶解液中,最终定容到5000ml。4℃环境酶解72h;酶解完毕后,氢氧化钠溶液调ph值至9,4℃静置10h;
100目滤网过滤,去除未酶解物;30%(w/v)氯化钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为生理盐水水平,获得多型胶原,最后将多型胶原混合物分散至水中,调ph值至2,100目滤网过滤,去除析出物,将滤液用30%(w/v)硫酸钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测硫酸根离子浓度为纯化水水平,得目的胶原。
实施例8
选取新鲜的小牛皮组织0.5kg,水清洗至无肉眼可见异物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷冻过夜;切片机切片,切片厚度约1mm,备用;
称取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡0.5h,纯化水浸泡清洗5次,沥去多余水分备用。再将切片组织清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸钠溶液中,浸泡6h。纯化水清洗至ph为8,然后用0.7%生理盐水浸泡约2h,沥去多余水分,2~8℃组织捣碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:组织切片为1:150的比例称取酸性蛋白酶,蛋白酶效价为1:3000,溶解到摩尔浓度为0.01mol/l的4000ml盐酸溶液中,搅拌均匀。调溶液ph为3。
将捣碎组织分散进酶解液中,最终定容到5000ml。4℃环境酶解72h;酶解完毕后,氢氧化钠溶液调ph值至9,4℃静置10h;
100目滤网过滤,去除未酶解物;40%(w/v)氯化钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为生理盐水水平,获得多型胶原,最后将多型胶原混合物分散至水中,调ph值至4,100目滤网过滤,去除析出物,将滤液用40%(w/v)氯化钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为纯化水水平,得目的胶原。
实施例9
选取新鲜的小牛皮组织0.5kg,水清洗至无肉眼可见异物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷冻过夜;切片机切片,切片厚度约1mm,备用;
称取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡0.5h,纯化水浸泡清洗5次,沥去多余水分备用。再将切片组织清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸钠溶液中,浸泡6h。纯化水清洗至ph为8,然后用0.8%生理盐水浸泡约16h,沥去多余水分,2~8℃组织捣碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:组织切片为1:150的比例称取酸性蛋白酶,蛋白酶效价为1:10000,溶解到摩尔浓度为0.02mol/l的4000ml盐酸溶液中,搅拌均匀。调溶液ph为3。
将捣碎组织分散进酶解液中,最终定容到5000ml。35℃环境酶解48h;酶解完毕后,氢氧化钠溶液调ph值至12,4℃静置16h;
100目滤网过滤,去除未酶解物;20%(w/v)氯化钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为生理盐水水平,获得多型胶原,最后将多型胶原混合物分散至水中,调ph值至5,100目滤网过滤,去除析出物,将滤液用20%(w/v)氯化钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为纯化水水平,得目的胶原。
实施例10
选取新鲜的小牛皮组织0.5kg,水清洗至无肉眼可见异物;用剪刀剔除脂肪,水洗后,-20℃冷冻过夜;切片机切片,切片厚度约1mm,备用;
称取100g切片,浸泡在0.05%的醋酸氯己定溶液中浸泡30min,纯化水浸泡清洗5次,沥去多余水分备用。再将切片组织清洗浸泡在0.3%(w/v)的碳酸钠溶液中,浸泡6h。纯化水清洗至ph为8,然后用0.7%生理盐水浸泡约2h,沥去多余水分,2~8℃组织捣碎;
配制酶解液,按酸性蛋白酶:组织切片为1:150的比例称取酸性蛋白酶,蛋白酶效价为1:5000,溶解到摩尔浓度为0.02mol/l的4000ml盐酸溶液中,搅拌均匀。调溶液ph为4。
将捣碎组织分散进酶解液中,最终定容到5000ml。4℃环境酶解72h;酶解完毕后,氢氧化钠溶液调ph值至10,4℃静置10h;
100目滤网过滤,去除未酶解物;20%(w/v)硫酸钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测硫酸根离子浓度为生理盐水水平,获得多型胶原,最后将多型胶原混合物分散至水中,调ph值至3,100目滤网过滤,去除析出物,将滤液用20%(w/v)氯化钠溶液盐析,收集固形物,装入透析袋透析,检测氯离子浓度为纯化水水平,得目的胶原。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案,并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。