葡聚糖化学

葡聚糖化学

 

葡聚糖化学部分简要概述了葡聚糖的物理和化学性质。此外，本节简要概述了葡聚糖的常见应用。

 

此处提供的信息基于文献和内部知识的数据。

 

葡聚糖性质：

 

葡聚糖特性

 

葡聚糖组分的特征是其平均分子量和分子量分布。

 

葡聚糖用于制药、摄影和农业等各个领域。

 

葡聚糖产品的多用途与良好的性能有关：

 

葡聚糖为中性水溶性。

 

葡聚糖容易过滤。

 

葡聚糖具有生物相容性。

 

葡聚糖可生物降解。

 

葡聚糖稳定5年以上。

 

右旋糖酐结构

 

葡聚糖是一种α-D-1,6-葡萄糖连接的葡聚糖，其侧链1-3连接到葡聚糖生物聚合物的主链单元。天然（未分馏）葡聚糖的支化度约为5%，并且随着分子量的降低而降低。分支大多为1-2个葡萄糖单位长。

 

 

图1：葡聚糖是一种葡萄糖聚合物，其中键主要为α（1,6）型。α（1,3）支化度一般小于5%，并且随着分子量的降低而降低

 

葡聚糖的物理性质

 

分子量和尺寸

葡聚糖馏分的分子量为1000道尔顿至2000000道尔顿（1）。在大多数情况下，馏分的分子量是一个关键属性，并根据平均分子量Mw（2）和数平均分子量Mn（3）进行定义。

凝胶色谱法获得的每个组分的分子量分布曲线为表征葡聚糖组分提供了独特的方法。

葡聚糖10的分子量分布如图2所示。

   

    

 

             

葡聚糖分子量

 

葡聚糖5、10等表示平均分子量除以1000道尔顿。因此，葡聚糖10对应于10000道尔顿的平均分子量。

 

葡聚糖组分表现为非常灵活和延伸的聚合物，在溶液中以可膨胀线圈的形式存在。一些葡聚糖组分的分子尺寸如表1所示。

 

                       Molecular Dimensions Of Dextran

 

葡聚糖组分的溶解度

 

葡聚糖组分易溶于水和电解质溶液，形成透明、稳定的溶液。pH值对溶解度没有显著影响。可制备浓缩溶液（>50%w/v）。

葡聚糖组分也可溶于其他一些溶剂，尤其是甲基硫醚、甲酰胺、乙二醇和甘油。葡聚糖组分不溶于一元醇，例如甲醇、乙醇和异丙醇，以及大多数酮，例如丙酮和2-丙酮。

尽管右旋糖酐组分将形成透明溶液，但应注意，最低分子量组分5和10可能在静置时形成浑浊溶液，尤其是在使用浓缩溶液时。制备后立即煮沸溶液可能会延迟这种效果。
 

葡聚糖溶液的过滤

 

葡聚糖组分溶液可以很容易地过滤。更浓的溶液需要更大的过滤器或过滤器系列和更高的压力，以提高过滤速度。可通过提高温度进一步提高过滤速率。过滤系统的尺寸必须与所用葡聚糖溶液的体积和浓度有关。

 

葡聚糖溶液粘度

 

葡聚糖馏分溶液表现出牛顿流动特性，即流速与剪切应力无关。

 

图3显示了25°C下葡聚糖组分粘度与浓度的关系。

 

                           

  

 

由于葡聚糖是一种中性多糖，粘度不受pH值或盐浓度变化的显著影响。

 

葡聚糖溶液的胶体渗透压

 

胶体渗透压对于葡聚糖的许多应用非常重要。在比较渗透压时，重要的是分子不能通过与其接触的膜。对于类似的溶质浓度，渗透压在很大程度上取决于溶质的分子量。由于右旋糖酐是一种尺寸较大的中性聚合物，它不容易渗透到许多人体组织中，因此将保持良好的渗透环境，而不像盐水那样容易扩散到细胞和组织中。

 

葡聚糖组分40和70的胶体渗透压比较如图4所示。

 

 

 

                       

比旋光度

 

[α] D=+195–+201（25°C时）

式中，[α]是在钠D线中测得的比旋光度。

在大约20000道尔顿以下，比旋光度随着分子量的减少而降低。

Da：当没有任何指示时，分子量单位被假定为道尔顿。

Mw：葡聚糖组分的重均分子量。

Mn：葡聚糖组分的数均分子量。