技术领域
本发明涉及一种新的赖氨酸接枝海藻酸盐（ALG-g-Lys）材料及合成方法。
背景技术
海藻酸钠（SodiumAlginate，简写成ALG）是从细菌或褐藻中提取出来的天然多糖，是 由β-D-甘露糖醛酸（M段）和α-L-古洛糖醛酸（G段）由α(1-4)糖苷键结合而成的无支链的阴 离子线性嵌段共聚物，在医药、食品、日用化学品工业中广泛应用。通过对海藻酸钠进行改 性，在海藻酸钠的分子链上引入新的官能团，有利于改性分子的后续运用。
L-赖氨酸（L-Lysine,简写成Lys）是一种α-氨基酸，是人体必需氨基酸之一，属于碱性氨 基酸，能促进人体发育、增强免疫功能，并有提高中枢神经组织功能的作用。赖氨酸有α-氨 基和ε-氨基两个氨基，适合作为接枝改性材料。Tiwari等运用Lys为中间桥梁将甘露糖接枝在 海藻酸钠上，制备了甘露糖接枝的海藻酸钠改性材料，药代动力学实验研究表明该材料有望 成为异烟肼靶向巨噬细胞的药物载体。也可直接将Lys分子接枝在大分子表面，如将Lys接枝 在聚氨酯的材料上，保持ε-氨基自由，利用此改性物质自由的ε-氨基进行溶解血栓的研究，结 果表明带有自由ε-氨基的表面材料有较好的溶解血栓的能力。
发明内容
为了赋予天然多糖海藻酸盐新的功能，本发明的目的在于将人体必需氨基酸——赖氨酸 接枝到海藻酸盐分子链上，从而生产一种新的赖氨酸接枝海藻酸盐（ALG-g-Lys）材料。
为实现本发明的目的，本发明的技术方案是：
一种赖氨酸接枝海藻酸盐（ALG-g-Lys）材料，其特征在于赖氨酸通过化学合成方法接枝 到海藻酸钠分子链上。
在本发明的较佳实施例中，该材料是采用碳化二亚胺活化海藻酸钠羧基，然后将赖氨酸 接枝到海藻酸钠分子链上。
前述的ALG-g-Lys材料的合成方法，包括2个步骤：
（1）在海藻酸钠溶液中加入1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳化二亚胺盐酸盐（EDC·HCl）， 搅拌均匀，调节pH为5-6；在上述溶液中加入N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），继续搅拌；加入 L-赖氨酸盐酸盐（Lys·HCl）；用锡箔纸包裹上述溶液，避光条件下磁力搅拌反应18-30小时；
（2）将前溶液转移至透析袋中，置于蒸馏水中透析18-30小时，后置于0.5-1.5mmol/L 的盐酸溶液中透析18-30小时，最后置于蒸馏水中透析60-100小时；将透析完成后的透析袋 连同溶液置于高浓度的聚乙二醇（PEG20000）内浓缩；将浓缩液真空冷冻干燥；收集干燥后 的材料，即为合成的ALG-g-Lys材料。
在本发明的较佳实施例中，步骤（1）中，反应物比例为n1:n2为1-2：1,n2:n3为1:1， n1:n4为1:1-2，其中n1表示海藻酸钠单体物质的量；n2表示EDC·HCl物质的量；n3表示NHS 物质的量，n4表示Lys物质的量。
在本发明的较佳实施例中，所述的高浓度聚乙二醇（PEG20000）浓度范围为15-20g/L。
在本发明的较佳实施例中，步骤（2）中，先将浓缩液置于-20℃冰箱预冻，后于-80℃ 真空冷冻干燥；收集干燥后的材料。
和背景技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明制备的赖氨酸接枝海藻酸盐（ALG-g-Lys）材料的特征在于：利用人体必需氨 基酸——赖氨酸为接枝材料，改性后的材料可生物降解，降解产物兼具营养作用与药理功效， 可在医药、食品等行业的应用中赋予新的功能。
2、本发明合成方法所需设备简单，原材料易得，成本低。
附图说明
图1为实施例1中，ALG和ALG-g-Lys的FTIR图谱；
图2为ALG-g-Lys的CHON元素含量；
图3为ALG-g-Lys与ALG的DTG曲线。
具体实施方式
实施例一：
（1）配制1.5%（w/v）海藻酸钠100mL。用电子天平称取1.5g海藻酸钠，再加入100 mL蒸馏水，置于磁力搅拌器上搅拌至海藻酸钠溶解完全。用正压过滤器过滤海藻酸钠 溶液，滤膜的孔径为0.8μm和0.45μm。
（2）加入EDC·HCl。称取EDC·HCl1.25g溶解于15mL蒸馏水中，加入到过滤后的 100mL海藻酸钠溶液中，搅拌均匀，调节pH为5.5。置于磁力搅拌器上搅拌30min。
（3）加入NHS。称取NHS0.38g溶解于10mL水中，加入到上述溶液，置于磁力 加热搅拌器上磁力搅拌30min。
（4）加入Lys·HCl。称取1.79gLys·HCl（nLys·HCl=1.5n1）溶解于30mL蒸馏水中， 之后加入到前溶液，用1mol/L的氢氧化钠调节溶液pH至7.5。
（5）用锡箔纸包裹上述溶液，避光条件下磁力搅拌反应24小时。
（6）将前溶液转移至提前处理好的透析袋中，置于10L的蒸馏水中透析24小时， 后置于10L的1mmol/L的盐酸溶液中透析24小时，最后置于10L的蒸馏水中透析72小 时。
（7）将透析完成后的透析袋连同溶液置于高浓度（15-20g/L）的PEG20000内浓缩。
（8）将浓缩液置于﹣20℃冰箱预冻，后于﹣80℃真空冷冻干燥。收集干燥后的材 料，即为合成的ALG-g-Lys材料。
将以上合成的ALG-g-Lys材料进行表征。数据结果见图1-3及表1，FTIR结果表明赖 氨酸以酯键形式接枝到了海藻酸钠分子链上；CHON元素分析、GPC分子量测定、DTG热性 能分析均证明赖氨酸成功接枝到了海藻酸钠分子上（见图1至图3）。
GPC测定条件：流动相成分0.1mol/LKNO3，流速0.7ml/min。柱温30℃，样品浓度0.3%， 进样量20微升。
表1ALG和ALG-g-Lys的分子量
实施例二：
（1）配制1.5%（w/v）海藻酸钠100mL。用电子天平称取1.5g海藻酸钠，再加入100 mL蒸馏水，置于磁力搅拌器上搅拌至海藻酸钠溶解完全。用正压过滤器过滤海藻酸钠 溶液，滤膜的孔径为0.8μm和0.45μm。
（2）加入EDC·HCl。称取EDC·HCl2.00g溶解于15mL蒸馏水中，加入到过滤后的 100mL海藻酸钠溶液中，搅拌均匀，调节pH为5.5。置于磁力搅拌器上搅拌30min。
（3）加入NHS。称取NHS0.60g溶解于10mL水中，加入到上述溶液，置于磁力 加热搅拌器上磁力搅拌30min。
（4）加入Lys·HCl。称取1.79gLys·HCl（nLys·HCl=1.5n1）溶解于30mL蒸馏水中， 之后加入到前溶液，用1mol/L的氢氧化钠调节溶液pH至7.5。
（5）用锡箔纸包裹上述溶液，避光条件下磁力搅拌反应24小时。
（6）将前溶液转移至提前处理好的透析袋中，置于10L的蒸馏水中透析24小时， 后置于10L的1mmol/L的盐酸溶液中透析24小时，最后置于10L的蒸馏水中透析72小 时。
（7）将透析完成后的透析袋连同溶液置于高浓度的PEG20000内浓缩。
（8）将浓缩液置于﹣20℃冰箱预冻，后于﹣80℃真空冷冻干燥。收集干燥后的材 料，即为合成的ALG-g-Lys材料。
将以上合成的ALG-g-Lys材料进行表征。FTIR结果表明赖氨酸以酯键形式接枝到了海 藻酸钠分子链上；CHON元素分析、GPC分子量测定、DTG热性能分析均证明赖氨酸成功接 枝到了海藻酸钠分子上。
实施例三：
（1）配制1.5%（w/v）海藻酸钠100mL。用电子天平称取1.5g海藻酸钠，再加入100 mL蒸馏水，置于磁力搅拌器上搅拌至海藻酸钠溶解完全。用正压过滤器过滤海藻酸钠 溶液，滤膜的孔径为0.8μm和0.45μm。
（2）加入EDC·HCl。称取EDC·HCl2.50g溶解于15mL蒸馏水中，加入到过滤后的 100mL海藻酸钠溶液中，搅拌均匀，调节pH为5.5。置于磁力搅拌器上搅拌30min。
（3）加入NHS。称取NHS0.75g溶解于10mL水中，加入到上述溶液，置于磁力 加热搅拌器上磁力搅拌30min。
（4）加入Lys·HCl。称取1.79gLys·HCl（nLys·HCl=1.5n1）溶解于30mL蒸馏水中， 之后加入到前溶液，用1mol/L的氢氧化钠调节溶液pH至7.5。
（5）用锡箔纸包裹上述溶液，避光条件下磁力搅拌反应24小时。
（6）将前溶液转移至提前处理好的透析袋中，置于10L的蒸馏水中透析24小时， 后置于10L的1mmol/L的盐酸溶液中透析24小时，最后置于10L的蒸馏水中透析72小 时。
（7）将透析完成后的透析袋连同溶液置于高浓度的PEG20000内浓缩。
（8）将浓缩液置于﹣20℃冰箱预冻，后于﹣80℃真空冷冻干燥。收集干燥后的材 料，即为合成的ALG-g-Lys材料。
将以上合成的ALG-g-Lys材料进行表征。FTIR结果表明赖氨酸以酯键形式接枝到了海 藻酸钠分子链上；CHON元素分析、GPC分子量测定、DTG热性能分析均证明赖氨酸成功接 枝到了海藻酸钠分子上。
实施例四：
（1）配制1.5%（w/v）海藻酸钠100mL。用电子天平称取1.5g海藻酸钠，再加入100 mL蒸馏水，置于磁力搅拌器上搅拌至海藻酸钠溶解完全。用正压过滤器过滤海藻酸钠 溶液，滤膜的孔径为0.8μm和0.45μm。
（2）加入EDC·HCl。称取EDC·HCl3g溶解于15mL蒸馏水中，加入到过滤后的100mL 海藻酸钠溶液中，搅拌均匀，调节pH为5.5。置于磁力搅拌器上搅拌30min。
（3）加入NHS。称取NHS0.90g溶解于10mL水中，加入到上述溶液，置于磁力 加热搅拌器上磁力搅拌30min。
（4）加入Lys·HCl。称取1.79gLys·HCl（nLys·HCl=1.5n1）溶解于30mL蒸馏水中， 之后加入到前溶液，用1mol/L的氢氧化钠调节溶液pH至7.5。
（5）用锡箔纸包裹上述溶液，避光条件下磁力搅拌反应24小时。
（6）将前溶液转移至提前处理好的透析袋中，置于10L的蒸馏水中透析24小时， 后置于10L的1mmol/L的盐酸溶液中透析24小时，最后置于10L的蒸馏水中透析72小 时。
（7）将透析完成后的透析袋连同溶液置于高浓度的PEG20000内浓缩。
（8）将浓缩液置于﹣20℃冰箱预冻，后于﹣80℃真空冷冻干燥。收集干燥后的材 料，即为合成的ALG-g-Lys材料。
将以上合成的ALG-g-Lys材料进行表征。FTIR结果表明赖氨酸以酯键形式接枝到了海 藻酸钠分子链上；CHON元素分析、GPC分子量测定、DTG热性能分析均证明赖氨酸成功接 枝到了海藻酸钠分子上。