透明质酸的制备及应用现状

透明质酸的制备及应用现状

摘要：透明质酸是由Myer和Palmer于1934年从牛眼的玻璃体中最先分离出此物质并加以命名的。它是生物体内普遍存在的酸性粘多糖类物质，化学本质为(1．13-4)D．葡糖醛酸和(1．B．3)N一乙酰基-D．氨基葡糖组成的双糖单位重复连接构成的大分子糖胺聚糖。透明质酸主要分布于动物的结缔组织中，但不同来源的透明质酸化学结构完全相同，仅存在相对分子量的差异，而没有种属特异性。由于特殊的生理作用，独特的流变学特性和极强的持水保湿能力，透明质酸在化妆品工业，医学研究，临床治疗等领域有着广泛的应用。目前，透明质酸的生产方法逐渐由动物组织提取法转向微生物发酵法。细茵发酵法生产透明质酸具有产量不受原料资源限制，成本低，产量高，有较高的相对分子量，分离纯化工艺简便，易于大规模生产等特点成为透明质酸生产的发展方向，应当进一步深入研究。关键词：透明质酸；制备方法；应用

Abstract:Hyaluronic acid was first discovered through the vitreous body of the cattle eyes in 1934 by Myer and Palmer.Hyaluronic acid is comprised of linear,unbranching,polyanionic disaccharide units consisting of D-glucuronic acid and N-acetyl glueosamine joined altemately by beta 1-3 and 1-4 glycosidic bonds.Hyaluronic acid is mainly isolated from the intercellular matfix of aninal connective tissues.The chemical composition of hyalttronic acid from different sources is completely same oppositing to the molecular weigh and specific characteristics between genuses ate not existed.Because of its special physiological action,extraordinary theology character and moister-holding function,hyaluronic acid is extensively applied to areas including medical research,clinical therapy and cosmetic industry.Today,traditional hyaluronic acid producing method by extration of animal tissues has began to turn to microbial route.Because of sufficient sources.low cost,high output,relatively high molecular weigll and easy purification,hyaluronic acid by bacterial fermentation should be paid more attenfion and studied furtherly. Key words: Hyaluronic acid;

1透明质酸简介

透明质酸（Hyaluronic acid、HA）又名玻尿酸，是由N-已酰氨基葡萄糖及D-葡萄糖醛酸的重复结构组成的线形多糖结构。分子式：(C14H20NNaO11)n 结构式如图：

HA具有许多天然粘多糖共有的性质：呈白色、为无定形固体、无臭无味、具有强烈的吸湿性、溶于水、不溶于有机溶剂。由于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型，柱的内侧由于存在大量的羟基而产生强烈的亲水性；同时羟基的连续定向排列，又在分子链上形成高度的憎水区，HA分子的亲水和憎水特性，使得浓度低于l‰的HA也能形成连续的三维蜂窝状网络结构，水分子则在网络内通过极性键和氢键与HA分子相结合，使得这些水在柱内固定不动，不易流失， HA亲和吸附的水分约为其本身重量的1000倍，这是其它粘多糖无法比拟的。透明质酸具有高相对分子质量和大分子体积的特性，其水溶液的比旋度为-70°—-80°，在氯化钠溶液中由于葡萄糖醛酸中的-COOH基团解离产生H+，使得HA呈现为酸性多聚阴离子状态，赋予了HA酸性粘多糖的性质。

1934年美国哥伦比亚大学眼科教授Meyer等首先从牛眼玻璃体中分离出该物质。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"（Natural moisturizing factor，NMF)，例如：2％的纯透明质酸水溶液能牢固地保持98％水分。

透明质酸是一种多功能基质，广泛分布于人体各部位。其中皮肤也含有大量的透明质酸。人类皮肤成熟和老化过程也随着透明质酸的含量和新陈代谢而变

化，它可以改善皮肤营养代谢，使皮肤柔嫩、光滑、去皱、增加弹性、防止衰老，在保湿的同时又是良好的透皮吸收促进剂。与其他营养成分配合使用，可以起到促进营养吸收的更理想效果。

2透明质酸的制备

(一) 动物组织提取法制备透明质酸的常用原料有鸡冠、脐带、眼玻璃体、猪皮等，主要工艺过程包括提取、除杂和分级分离。从动物组织中提取透明质酸的一般过程如下：先将组织匀浆，再用水和稀盐溶液提取；提取用氯代十六烷基吡啶或十六烷基三甲基溴化铵沉淀；将所得的沉淀溶解除渣后，用2～3倍乙醇沉淀所得粗品。纯化可用乙醇或季铵盐进行反复沉淀处理，或采用酶解、超滤、离子交换等技术进一步除杂质及蛋白质。不同组织透明质酸的提取纯化过程有一定的差别。鸡冠中脂肪成分少，透明质酸含量高，容易绞碎，经丙酮脱脂后可直接用蒸馏水反复提3次或40～50℃热提，透明质酸含量高达0.47 ％。脐带脂肪含量较鸡冠高，可用稀碱溶液(pH8) 6O℃热提数次，或用水一氯仿溶液(20：1 ) 提取并用等体积氯仿洗涤提取液进一步脱脂，脐带透明质酸产量约为0.2 ％。眼玻璃体透明质酸的提取多用NaCI溶液(0.1～ 1 M)，收率为0.6 4 —2.4 ％。猪皮中含脂肪较多，且韧性很大，不易绞碎，一般用NaOH溶液37℃保温使猪皮液化后用50％的乙醇调中性，猪皮透明质酸得率为0.7 ％。动物组织提取法是当今生产透明质酸最主要的方法，但存在浓度不高、效率低、成本高、原料来源受限制等缺点。随着透明质酸应用范围的不断扩大，该方法已不能满足医药和化妆品生产的需求，必将逐渐被发酵法所取代。

( 二) 微生物发酵法

利用微生物发酵生成透明质酸的含量和数量主要取决于三个方面：一是菌种的筛选；二是培养基的选配及发酵工艺的优化；三是分离提纯。生物发酵法具有产品不受原料资源限制、生产成本低、工艺简单等特点，是今后研究开发的方向。1 ．菌种的筛选。目前所用的菌种主要有兽疫链球菌、马疫链球菌和类马疫链球菌等『 2 J 。为使透明质酸不被酶所分解，提高透明质酸的产量，可在发酵培养基中添加透明质酸酶抑制剂，实际生产中更常用的方法是对原始菌种进行一定的诱变处理，以得到适应性强、生命力旺盛、透明质酸产量高的安全菌株， NT G( N 一甲基一 N一硝基一 N 一亚硝基胍 ) 是较有效