葡聚糖化學

 

葡聚糖化學部分簡要概述了葡聚糖的物理和化學性質。此外，本節簡要概述了葡聚糖的常見應用。

 

此處提供的信息基于文獻和內部知識的數據。

 

葡聚糖性質：

 

葡聚糖特性

 

葡聚糖組分的特征是其平均分子量和分子量分布。

 

葡聚糖用于制藥、攝影和農業等各個領域。

 

葡聚糖產品的多用途與良好的性能有關：

 

葡聚糖為中性水溶性。

 

葡聚糖容易過濾。

 

葡聚糖具有生物相容性。

 

葡聚糖可生物降解。

 

葡聚糖穩定5年以上。

 

右旋糖酐結構

 

葡聚糖是一種α-D-1,6-葡萄糖連接的葡聚糖，其側鏈1-3連接到葡聚糖生物聚合物的主鏈單元。天然（未分餾）葡聚糖的支化度約為5%，并且隨著分子量的降低而降低。分支大多為1-2個葡萄糖單位長。

 

 

圖1：葡聚糖是一種葡萄糖聚合物，其中鍵主要為α（1,6）型。α（1,3）支化度一般小于5%，并且隨著分子量的降低而降低

 

葡聚糖的物理性質

 

分子量和尺寸

葡聚糖餾分的分子量為1000道爾頓至2000000道爾頓（1）。在大多數情況下，餾分的分子量是一個關鍵屬性，并根據平均分子量Mw（2）和數平均分子量Mn（3）進行定義。

凝膠色譜法獲得的每個組分的分子量分布曲線為表征葡聚糖組分提供了獨特的方法。

葡聚糖10的分子量分布如圖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道爾頓。因此，葡聚糖10對應于10000道爾頓的平均分子量。

 

葡聚糖組分表現為非常靈活和延伸的聚合物，在溶液中以可膨脹線圈的形式存在。一些葡聚糖組分的分子尺寸如表1所示。

 

                       Molecular Dimensions Of Dextran

 

葡聚糖組分的溶解度

 

葡聚糖組分易溶于水和電解質溶液，形成透明、穩定的溶液。pH值對溶解度沒有顯著影響。可制備濃縮溶液（>50%w/v）。

葡聚糖組分也可溶于其他一些溶劑，尤其是甲基硫醚、甲酰胺、乙二醇和甘油。葡聚糖組分不溶于一元醇，例如甲醇、乙醇和異丙醇，以及大多數酮，例如丙酮和2-丙酮。

盡管右旋糖酐組分將形成透明溶液，但應注意，最低分子量組分5和10可能在靜置時形成渾濁溶液，尤其是在使用濃縮溶液時。制備后立即煮沸溶液可能會延遲這種效果。
 

葡聚糖溶液的過濾

 

葡聚糖組分溶液可以很容易地過濾。更濃的溶液需要更大的過濾器或過濾器系列和更高的壓力，以提高過濾速度。可通過提高溫度進一步提高過濾速率。過濾系統的尺寸必須與所用葡聚糖溶液的體積和濃度有關。

 

葡聚糖溶液粘度

 

葡聚糖餾分溶液表現出牛頓流動特性，即流速與剪切應力無關。

 

圖3顯示了25°C下葡聚糖組分粘度與濃度的關系。

 

                           

  

 

由于葡聚糖是一種中性多糖，粘度不受pH值或鹽濃度變化的顯著影響。

 

葡聚糖溶液的膠體滲透壓

 

膠體滲透壓對于葡聚糖的許多應用非常重要。在比較滲透壓時，重要的是分子不能通過與其接觸的膜。對于類似的溶質濃度，滲透壓在很大程度上取決于溶質的分子量。由于右旋糖酐是一種尺寸較大的中性聚合物，它不容易滲透到許多人體組織中，因此將保持良好的滲透環境，而不像鹽水那樣容易擴散到細胞和組織中。

 

葡聚糖組分40和70的膠體滲透壓比較如圖4所示。

 

 

 

                       

比旋光度

 

[α] D=+195–+201（25°C時）

式中，[α]是在鈉D線中測得的比旋光度。

在大約20000道爾頓以下，比旋光度隨著分子量的減少而降低。

Da：當沒有任何指示時，分子量單位被假定為道爾頓。

Mw：葡聚糖組分的重均分子量。

Mn：葡聚糖組分的數均分子量。