[医学]第十二章 糖类药物
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第十二章 糖类药物
第一节 糖类药物的类型及生物活性简介 第二节 糖类药物来源与分离纯化 第三节 常用糖类药物的生产工艺 第四节 糖类药物的发展前景
第一节 糖类药物的类型及生物活性简介
在细胞表面的大量受体分子几乎都是糖蛋白 或糖脂类，因此糖类作为信息分子，是细胞 表面的识别标志，参与生物体内许多生理和 病理过程，如：炎症反应中白细胞和内皮细 胞的粘连，细菌、病毒对宿主细胞的感染， 抗原、抗体的免疫识别等。
（1）多糖的提取
提取多糖时，一般需先进行脱脂，以便多 糖释放。方法：将植物材料粉碎，用甲醇或乙 醇一乙醚(1︰1)混合液，加热搅拌温浸1～3h， 也可用石油醚脱脂。动物材料可用丙酮脱脂、 脱水处理。
①热水提取
适用于难溶于冷水和乙醇，易溶于热水 的多糖。提取时材料先用冷水浸泡，再用热 水(80～90 ℃)搅拌提取，提取液除蛋白质， 离心，得清液。透析或用离子交换树脂脱盐 后，用乙醇沉淀的多糖。
• 醇液经活性炭脱色，浓缩，冷却，滴加乙醚，或置于硫酸 干燥器中旋转，析出结晶
• 单糖或小分子寡糖也可以在提取后，用吸附层析法或离子 交换法进行纯化。
2.多糖的分离与纯化
多糖药物的原料来源和性质各不相同，因此常选用 不同的分离方法。常规的分离法包括提取、除脂、脱 色、除蛋白、醇沉淀、柱分离纯化、透析等基本步骤。 • 许多植物的种子或动物样品中需去脂溶性杂质； • 用85%乙醇可除去单糖、低聚糖等干扰成分； • 含色素较高的植物根、茎、叶、果实等需先进行脱色 处理。
效方法。
提取方法依照不同种类的多糖的溶解性质而定。
• 昆布多糖、果聚糖、糖原易溶于水
• 壳多糖与纤维素溶于浓酸
• 直链淀粉易溶于稀碱
• 酸性黏多糖常含有氨基己糖、己糖醛酸以及硫酸 基等多种结构成分，且常与蛋白质结合在一起， 提取分离时，通常先用蛋白酶或浓碱、浓中性盐 解离蛋白质与糖的结合键后，用水提取，再将水 提取液减压浓缩，以乙醇或十六烷基三甲基溴化 铵(CTAB)沉淀酸性多糖，最后用离子交换色谱法 进一步纯化。
一、糖类药物的分类
糖类药物按其聚合的程度分为单糖、寡糖和多糖等。 （1）单糖及其衍生物 如葡萄糖、果糖、木聚糖、山梨
糖、甘露醇、氨基葡萄糖、6-磷酸葡萄糖、1，6-二磷 酸果糖等。 （2）寡糖 有2～10个单糖以糖苷键相连组成的聚合物， 如麦芽乳糖、乳果糖、水苏塘等。 （3）多糖 有10个以上单糖聚合而成的醛糖或酮糖组成 的大分子物质，如香菇多糖、右旋糖酐、肝素、硫酸软 骨素、人参多糖和刺五加多糖等。
渗透压
第二节 糖类药物来源与分离纯化
一、糖类药物的来源
糖种类繁多，广泛存在于动物、植物、微生物 （细菌和真菌）、海藻中。 1. 动物糖类
动物糖类来源于动物结缔组织、细胞间质，是 研究最多、临床应用最早、生产技术最成熟的糖 类，重要的有肝素、透明质酸和硫酸软骨素等。
2. 植物糖类
植物糖类来源于植物的各种组织，从各种 中草药中都可以提取分离出药用糖类。 3. 微生物糖类 依生物来源分为细菌多糖、真菌多糖和藻类多 糖 按分泌类型又分为胞内多糖和胞外多糖。如香 菇多糖、云芝多糖。
二、糖类药物的生理活性
(1)调节免疫功能 (2)抗感染作用 如甲壳素 (3)促进细胞DNA、蛋白合成可促进细胞增殖和生长。 (4)抗辐射损伤作用 如茯苓多糖、紫菜多糖、透明质酸
等 (5)抗凝血作用 如肝素、甲壳素、芦荟多糖、黑木耳多
糖等均具有类似的抗凝血作用。 (6)降血脂、抗动脉粥样硬化作用 如硫酸软骨素 (7)其他作用 如：右旋糖酐可以代替血浆蛋白以维持血液
②分级沉淀法
不同多糖在不同浓度的甲醇、乙醇或丙酮 中的溶解度不同，因此可在不同浓度的有机溶 剂分级沉淀分子大小不同的黏多糖。在Ca2+、 Zn2+等二价金属离子的存在下，采用乙醇分 级分离黏多糖可以获得最佳效果。
③季铵盐络合法
黏多糖与一些阳离子表面活性剂如十六烷 基三甲基溴化铵(CTAB)和十六烷基氯化吡啶 (CPC)等能形成季铵盐络合物。这些络合物在 低离子强的水溶液中不溶解，在离子强度大时， 这种络合物可以解离，溶解，释放。使其溶解 度发生明显改变的无机盐浓度(临界盐浓度)主 要取决于聚阴离子的电荷密度。
二、糖类药物的理化性质
游离单糖及小分子寡糖易溶于冷水及温 乙醇，可以用水或在中性条件下以50％乙醇 为提取溶剂，也可以用80％乙醇，在70～ 78℃下回流提取。溶剂用量一般为材料的 20倍，需多次提取。
植物体内含有水解多糖及其衍生物的酶， 必须抑制或破坏酶的作用后，才能制取天然 形式存在的多糖。供提取多糖的材料必须新 鲜或及时干燥保存，不宜久受高温，以免破 坏其原有形式，或使多糖受到内源酶的作用 而分解。速冻冷藏是保存提取多糖材料的有
③黏多糖的提取
大多数黏多糖可用水或盐溶液直接提 取，但因大部分黏多糖与蛋白质结合于细 胞中，需用酶解法或碱解法裂解糖一蛋白 间的结合键，促使多糖释放。
（2）多糖的纯化
①乙醇沉淀法
乙醇沉淀法是制备黏多糖的最常用手段。乙 醇的加入，改变了溶液极性，导致糖溶解度下 降。
一般只要黏多糖浓度不太低，并有足够 的盐存在，加入4～5倍乙醇后，黏多糖可完 全沉淀。可以使用多次乙醇沉淀法使多糖脱盐， 也可以用超滤法或分子筛法(Sephadx G-10 或G-15)进行多糖脱盐。加完酒精，搅拌数小 时，以保证多糖完全沉淀。沉淀物可用无水乙 醇、丙酮、乙醚脱水，真空干燥即可得疏松粉 末状产品。
②稀碱液提取
主要用于难溶于冷水、热水、可溶于稀碱 的多糖。此类多糖主要是一些胶类。如木聚糖、 半乳聚糖等，提取时可先用冷水浸润材Fra Baidu bibliotek，使 其溶胀后，再用0.5 mol/LNaOH提取，提取 液用盐酸中和、浓缩后，加乙醇沉淀多糖。如 在稀碱中不易溶出者，可加入硼砂，如甘露醇 聚糖、半乳聚糖等能形成硼酸配合物，用此法 可得到相当纯的产品。
三、糖类药物的分离纯化 1.单糖、低聚糖及其衍生物的分离纯化
一般提取流程：粉碎植物材料，乙醚或石油醚脱脂，拌 加碳酸钙，以50%乙醇温浸，浸液合并，于40～45℃减 压浓缩至适当体积
• 用中性醋酸铅去杂蛋白及其他杂质，铅离子可通H2S除去， 再浓缩至黏稠状
• 以甲醇或乙醇温浸，去不溶物(如无机盐或残留蛋白质等)
第一节 糖类药物的类型及生物活性简介 第二节 糖类药物来源与分离纯化 第三节 常用糖类药物的生产工艺 第四节 糖类药物的发展前景
第一节 糖类药物的类型及生物活性简介
在细胞表面的大量受体分子几乎都是糖蛋白 或糖脂类，因此糖类作为信息分子，是细胞 表面的识别标志，参与生物体内许多生理和 病理过程，如：炎症反应中白细胞和内皮细 胞的粘连，细菌、病毒对宿主细胞的感染， 抗原、抗体的免疫识别等。
（1）多糖的提取
提取多糖时，一般需先进行脱脂，以便多 糖释放。方法：将植物材料粉碎，用甲醇或乙 醇一乙醚(1︰1)混合液，加热搅拌温浸1～3h， 也可用石油醚脱脂。动物材料可用丙酮脱脂、 脱水处理。
①热水提取
适用于难溶于冷水和乙醇，易溶于热水 的多糖。提取时材料先用冷水浸泡，再用热 水(80～90 ℃)搅拌提取，提取液除蛋白质， 离心，得清液。透析或用离子交换树脂脱盐 后，用乙醇沉淀的多糖。
• 醇液经活性炭脱色，浓缩，冷却，滴加乙醚，或置于硫酸 干燥器中旋转，析出结晶
• 单糖或小分子寡糖也可以在提取后，用吸附层析法或离子 交换法进行纯化。
2.多糖的分离与纯化
多糖药物的原料来源和性质各不相同，因此常选用 不同的分离方法。常规的分离法包括提取、除脂、脱 色、除蛋白、醇沉淀、柱分离纯化、透析等基本步骤。 • 许多植物的种子或动物样品中需去脂溶性杂质； • 用85%乙醇可除去单糖、低聚糖等干扰成分； • 含色素较高的植物根、茎、叶、果实等需先进行脱色 处理。
效方法。
提取方法依照不同种类的多糖的溶解性质而定。
• 昆布多糖、果聚糖、糖原易溶于水
• 壳多糖与纤维素溶于浓酸
• 直链淀粉易溶于稀碱
• 酸性黏多糖常含有氨基己糖、己糖醛酸以及硫酸 基等多种结构成分，且常与蛋白质结合在一起， 提取分离时，通常先用蛋白酶或浓碱、浓中性盐 解离蛋白质与糖的结合键后，用水提取，再将水 提取液减压浓缩，以乙醇或十六烷基三甲基溴化 铵(CTAB)沉淀酸性多糖，最后用离子交换色谱法 进一步纯化。
一、糖类药物的分类
糖类药物按其聚合的程度分为单糖、寡糖和多糖等。 （1）单糖及其衍生物 如葡萄糖、果糖、木聚糖、山梨
糖、甘露醇、氨基葡萄糖、6-磷酸葡萄糖、1，6-二磷 酸果糖等。 （2）寡糖 有2～10个单糖以糖苷键相连组成的聚合物， 如麦芽乳糖、乳果糖、水苏塘等。 （3）多糖 有10个以上单糖聚合而成的醛糖或酮糖组成 的大分子物质，如香菇多糖、右旋糖酐、肝素、硫酸软 骨素、人参多糖和刺五加多糖等。
渗透压
第二节 糖类药物来源与分离纯化
一、糖类药物的来源
糖种类繁多，广泛存在于动物、植物、微生物 （细菌和真菌）、海藻中。 1. 动物糖类
动物糖类来源于动物结缔组织、细胞间质，是 研究最多、临床应用最早、生产技术最成熟的糖 类，重要的有肝素、透明质酸和硫酸软骨素等。
2. 植物糖类
植物糖类来源于植物的各种组织，从各种 中草药中都可以提取分离出药用糖类。 3. 微生物糖类 依生物来源分为细菌多糖、真菌多糖和藻类多 糖 按分泌类型又分为胞内多糖和胞外多糖。如香 菇多糖、云芝多糖。
二、糖类药物的生理活性
(1)调节免疫功能 (2)抗感染作用 如甲壳素 (3)促进细胞DNA、蛋白合成可促进细胞增殖和生长。 (4)抗辐射损伤作用 如茯苓多糖、紫菜多糖、透明质酸
等 (5)抗凝血作用 如肝素、甲壳素、芦荟多糖、黑木耳多
糖等均具有类似的抗凝血作用。 (6)降血脂、抗动脉粥样硬化作用 如硫酸软骨素 (7)其他作用 如：右旋糖酐可以代替血浆蛋白以维持血液
②分级沉淀法
不同多糖在不同浓度的甲醇、乙醇或丙酮 中的溶解度不同，因此可在不同浓度的有机溶 剂分级沉淀分子大小不同的黏多糖。在Ca2+、 Zn2+等二价金属离子的存在下，采用乙醇分 级分离黏多糖可以获得最佳效果。
③季铵盐络合法
黏多糖与一些阳离子表面活性剂如十六烷 基三甲基溴化铵(CTAB)和十六烷基氯化吡啶 (CPC)等能形成季铵盐络合物。这些络合物在 低离子强的水溶液中不溶解，在离子强度大时， 这种络合物可以解离，溶解，释放。使其溶解 度发生明显改变的无机盐浓度(临界盐浓度)主 要取决于聚阴离子的电荷密度。
二、糖类药物的理化性质
游离单糖及小分子寡糖易溶于冷水及温 乙醇，可以用水或在中性条件下以50％乙醇 为提取溶剂，也可以用80％乙醇，在70～ 78℃下回流提取。溶剂用量一般为材料的 20倍，需多次提取。
植物体内含有水解多糖及其衍生物的酶， 必须抑制或破坏酶的作用后，才能制取天然 形式存在的多糖。供提取多糖的材料必须新 鲜或及时干燥保存，不宜久受高温，以免破 坏其原有形式，或使多糖受到内源酶的作用 而分解。速冻冷藏是保存提取多糖材料的有
③黏多糖的提取
大多数黏多糖可用水或盐溶液直接提 取，但因大部分黏多糖与蛋白质结合于细 胞中，需用酶解法或碱解法裂解糖一蛋白 间的结合键，促使多糖释放。
（2）多糖的纯化
①乙醇沉淀法
乙醇沉淀法是制备黏多糖的最常用手段。乙 醇的加入，改变了溶液极性，导致糖溶解度下 降。
一般只要黏多糖浓度不太低，并有足够 的盐存在，加入4～5倍乙醇后，黏多糖可完 全沉淀。可以使用多次乙醇沉淀法使多糖脱盐， 也可以用超滤法或分子筛法(Sephadx G-10 或G-15)进行多糖脱盐。加完酒精，搅拌数小 时，以保证多糖完全沉淀。沉淀物可用无水乙 醇、丙酮、乙醚脱水，真空干燥即可得疏松粉 末状产品。
②稀碱液提取
主要用于难溶于冷水、热水、可溶于稀碱 的多糖。此类多糖主要是一些胶类。如木聚糖、 半乳聚糖等，提取时可先用冷水浸润材Fra Baidu bibliotek，使 其溶胀后，再用0.5 mol/LNaOH提取，提取 液用盐酸中和、浓缩后，加乙醇沉淀多糖。如 在稀碱中不易溶出者，可加入硼砂，如甘露醇 聚糖、半乳聚糖等能形成硼酸配合物，用此法 可得到相当纯的产品。
三、糖类药物的分离纯化 1.单糖、低聚糖及其衍生物的分离纯化
一般提取流程：粉碎植物材料，乙醚或石油醚脱脂，拌 加碳酸钙，以50%乙醇温浸，浸液合并，于40～45℃减 压浓缩至适当体积
• 用中性醋酸铅去杂蛋白及其他杂质，铅离子可通H2S除去， 再浓缩至黏稠状
• 以甲醇或乙醇温浸，去不溶物(如无机盐或残留蛋白质等)