專利名稱：改性的果膠材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性地涉及碳水化合物，更具體地，本發(fā)明涉及果膠衍生材料，最具體地，本發(fā)明涉及一組特定的，已發(fā)現(xiàn)具有醫(yī)療用途的化學(xué)改性的果膠。
背景技術(shù)：
正如于1993年3月1日公開的題目為“改性果膠”的美國專利申請?zhí)?8/024,487中所公開的(這里將其公開內(nèi)容通過參考文獻(xiàn)引入本發(fā)明)那樣，某些化學(xué)改性的果膠在治療和預(yù)防轉(zhuǎn)移性腫瘤癥中具有醫(yī)療用途。這些材料可用一般的方法制備，其中通過斷裂果膠的鼠李半乳糖醛酸(rhamnogalacturan)骨架和把中性糖側(cè)鏈裂解為更小的單元，可使果膠部分解聚。典型地，骨架在堿性條件下斷裂，中性糖側(cè)鏈在酸性條件下裂解。
按照本發(fā)明，制備并鑒定了具有醫(yī)療用途和特定結(jié)構(gòu)的具體的改性果膠。改性的果膠材料具有更短的鼠李半乳糖醛酸骨架，其連接有側(cè)鏈更短的中性糖鏈、另外發(fā)現(xiàn)，在優(yōu)選的材料中，絕大多數(shù)或所有的甲氧基被從骨架上去掉，而且改性果膠的分子量接近10,000。
發(fā)明概述這里公開了一種含有鼠李半乳糖醛酸骨架的改性果膠材料，該骨架含有兩個(gè)半乳糖醛酸單元后跟一鼠李糖單元的重復(fù)序列。改性的果膠還包括第一組和第二組通過鼠李糖單元連接于骨架的中性糖側(cè)鏈，這些鼠李糖單元之間被包含兩個(gè)半乳糖醛酸單元、一個(gè)鼠李糖單元和另外兩個(gè)半乳糖醛酸單元的中間序列分開。第一組側(cè)鏈包含直鏈的中性糖，第二組側(cè)鏈包含支鏈的中性糖。經(jīng)粘度測定，改性果膠的平均分子量大約為5,000-100,000。在一組優(yōu)選的材料中，平均分子量大約為10,000。
在具體的實(shí)施例中，第一組側(cè)鏈包含由3-8個(gè)相連的單糖單元組成的直鏈，而這些單元在某些情況下可以是半乳糖單元。在其它具體的實(shí)施例中，第二組側(cè)鏈包含多重支化的側(cè)鏈，該側(cè)鏈可以以阿拉伯糖單元為主體。在某些實(shí)施例中，多重支化的第二組側(cè)鏈包含10-40個(gè)相連的單糖單元。
在一類特別優(yōu)選的材料中，中性糖側(cè)鏈至少包含6％、最優(yōu)選至少包含10％重量的半乳糖。
在一種特定果膠中，第二組側(cè)鏈包含由阿拉伯糖單元組成的鏈，該鏈具有阿拉伯糖單元側(cè)鏈，而且側(cè)鏈以阿拉伯糖、半乳糖、阿魏?；?feruloyl)或葡萄糖結(jié)尾。在另外的例子中，果膠材料可以包含第三組中性糖側(cè)鏈，該側(cè)鏈包括一條通過半乳糖醛酸單元與骨架相連的由2-4個(gè)單糖組成的直鏈。一種特定的果膠材料包含大約28％的半乳糖醛酸、39％的阿拉伯糖醛酸和/或阿拉伯糖、12％的鼠李糖、10％的半乳糖和8％的葡萄糖。
附圖的簡要說明


圖1是本發(fā)明改性果膠材料的一般化分子結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明的詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明，發(fā)現(xiàn)可在醫(yī)療上使用的改性果膠包括一個(gè)含有兩個(gè)半乳糖醛酸單元后跟一個(gè)鼠李糖單元的重復(fù)序列的鼠李半乳糖醛酸骨架。中性糖側(cè)鏈通過鼠李糖單元與骨架相連。這些與側(cè)鏈相連的鼠李糖單元被5個(gè)中間單元分開，所述中間單元包含由2個(gè)半乳糖醛酸單元、一個(gè)鼠李糖單元和另2個(gè)半乳糖醛酸單元組成的序列。中性側(cè)鏈將包括含有直鏈的第一組中性糖側(cè)鏈和含有支鏈的第二組中性糖側(cè)鏈。另外，還可以有第三組側(cè)鏈，該側(cè)鏈將包含由相對小的、通過半乳糖醛酸單元與骨架相連的2-4個(gè)單糖組成的直鏈。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)半乳糖占中性糖的至少6％、優(yōu)選10％重量時(shí)，醫(yī)療效果最好。
側(cè)鏈的數(shù)量和種類可在一定程度上變化，盡管已經(jīng)發(fā)現(xiàn)改性果膠最優(yōu)選地具有大約5,000-50,000范圍的分子量，而且一種具體的優(yōu)選的材料具有大約10,000的平均分子量，然而本發(fā)明的材料將典型地具有5,000-100,000范圍分子量，平均分子量通過在25℃下用烏氏1號粘度計(jì)，使用20mM的磷酸六甲基酯鈉鹽(pH4.5)和0.2％的EDTA,0.9％的NaCl測量粘度而確定。還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用于把中性糖的側(cè)鏈裂解為更小單元的反應(yīng)條件(典型地為酸)改變時(shí)，側(cè)鏈的性質(zhì)也將發(fā)生變化。但是，只要具體的鼠李半乳糖醛酸骨架結(jié)構(gòu)不變和含有半乳糖的側(cè)鏈不變，治療效果就不變。因此，由于不想受推測的限制，申請人認(rèn)為治療效果主要依賴于骨架的構(gòu)象和構(gòu)成側(cè)鏈的中性糖中半乳糖的存在。
現(xiàn)在參照
圖1，其為表示了本發(fā)明的改性果膠分子的示意圖。正如圖中所示，骨架部分包含兩個(gè)半乳糖醛酸單元后跟一個(gè)鼠李糖單元的重復(fù)序列。從被至少5個(gè)中間單元分開的鼠李糖上分出中性糖側(cè)鏈，然而將會看到，不是每個(gè)能帶側(cè)鏈的鼠李糖單元都含有中性糖側(cè)鏈。
正如
圖1中所示，改性果膠包含直鏈的側(cè)鏈例如由4個(gè)半乳糖單元組成的鏈。該果膠還包含高度支化的側(cè)鏈，例如以阿拉伯糖為主的、帶支鏈的側(cè)鏈。一般，高度支化的側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)比相對直的鏈的結(jié)構(gòu)變化少。
圖1畫出了典型的支鏈的結(jié)構(gòu)和特征。將會注意到，有幾組葡萄糖用方括號標(biāo)出，這表示這些基團(tuán)是可有可無的。如上所述，也可以有其它相對小的直的側(cè)鏈，而且這些側(cè)鏈連接在半乳糖醛酸單元上。
圖1中示出了一個(gè)包含兩個(gè)半乳糖單元的這種鏈。雖然未改性的果膠一般包含重要百分比的甲氧基等，然而在本發(fā)明的優(yōu)選材料中，即使不是全部但也是絕大部分這樣的基團(tuán)都被去掉了。
許多特定的結(jié)構(gòu)將落在本發(fā)明的改性果膠的定義范圍內(nèi)。根據(jù)氣相色譜/質(zhì)譜的測定結(jié)果發(fā)現(xiàn)一種這樣的特定材料包括大約28％重量的半乳糖醛酸、39％重量的阿拉伯糖醛酸和/或阿拉伯糖、12％重量的鼠李糖、10％重量的半乳糖和8％重量的葡萄糖。
材料的制備一般地，本發(fā)明的材料是通過斷裂果膠的鼠李半乳糖醛酸骨架和裂解果膠的中性糖側(cè)鏈而制備的。在這種處理中，絕大部分甲氧基也從骨架上去掉了?？梢圆捎靡恍┚唧w的程序，在一種特定程序中，把包含10％的甲氧基的檸檬果膠(70-100千道爾頓，0.5％，由Sigma Chemical Company of St.Lowis,Missowi提供)溶解于蒸餾水中并在紫外線下消毒48小時(shí)，用苯酚-硫酸法測定總的碳水化合物的濃度。用3N NaOH把溶液的pH增大到10，維持30分鐘，然后用3N HCl把pH降低到3.0，溶液在pH3.0下維持大約10小時(shí)，然后中和到6.3。用70％乙醇洗滌溶液并用100％丙酮干燥，這樣得到的材料用氣相色譜/質(zhì)譜分析，得到上述的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。
也可以使用其它的方法和試驗(yàn)條件來制備本發(fā)明的改性果膠材料，條件是這些方法能使骨架解聚并減小上述的側(cè)鏈。本發(fā)明的材料具有新穎獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，其特征在于包括至少3個(gè)重復(fù)序列的鼠李半乳糖醛酸骨架，該重復(fù)序列由2個(gè)半乳糖醛酸單元后跟1個(gè)鼠李糖單元組成。在骨架中，這些序列線性連接，使得一個(gè)序列的鼠李糖單元與另一個(gè)序列的半乳糖醛酸單元偶合。該材料還包括兩組不同的從骨架分出的中性糖側(cè)鏈。第一組側(cè)鏈包含相對短的直鏈中性糖鏈，第二組側(cè)鏈包含高度支化的中性糖鏈。側(cè)鏈通過鼠李糖單元與骨架相連，并相互間被5個(gè)中間骨架單元(即一個(gè)由2個(gè)半乳糖醛酸單元、1個(gè)鼠李糖單元和另2個(gè)半乳糖醛酸單元組成的中間序列)分開。最優(yōu)選地，側(cè)鏈的中性糖含有至少6％、最優(yōu)選10％重量的半乳糖。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的材料的特定構(gòu)象提供了用于治療轉(zhuǎn)移性癌癥的醫(yī)療材料。
參考這里提供的公開內(nèi)容和理論，可以制備各種改性的果膠材料。前述的實(shí)施例和討論是對本發(fā)明具體方式的說明，并不以此來限制其應(yīng)用范圍，下列的權(quán)利要求書包括了所有的等同物，將定義本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1．一種改性果膠材料，包括一條由兩個(gè)半乳糖醛酸單元后跟一鼠李糖單元組成的重復(fù)序列構(gòu)成的鼠李半乳糖醛酸骨架；所說的改性果膠還包括與所說的骨架連接的第一組和第二組中性糖側(cè)鏈，所說的第一組和第二組側(cè)鏈通過相互間被一個(gè)中間序列分開的鼠李糖單元與所說的骨架相連，該中間序列包含2個(gè)半乳糖醛酸單元、1個(gè)鼠李糖單元和另外2個(gè)半乳糖醛酸單元；所說的第一組側(cè)鏈包含直鏈的中性糖，所說的第二組側(cè)鏈包含支鏈的中性糖；所說的改性果膠的平均分子量為5,000-100,000。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的一種改性果膠材料，其中所說的第一組側(cè)鏈?zhǔn)?-8個(gè)單糖單元的直鏈。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的一種改性果膠材料，其中所說的單糖單元是半乳糖單元。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的一種改性果膠材料，其中所說的第二組側(cè)鏈?zhǔn)怯卸鄠€(gè)支鏈的側(cè)鏈。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的一種改性果膠材料，其中所說的有多個(gè)支鏈的側(cè)鏈包含阿拉伯糖單元。
6．根據(jù)權(quán)利要求4的一種改性果膠材料，其中所說的有多個(gè)支鏈的側(cè)鏈包含10-40個(gè)單糖單元。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的一種改性果膠材料，其中所說的第二組側(cè)鏈包含一條阿拉伯糖單元鏈，從該阿拉伯糖單元鏈上又分支出阿拉伯糖單元側(cè)鏈，所說的側(cè)鏈以選自阿拉伯糖、半乳糖、阿魏酰基、葡萄糖及其組合的基團(tuán)結(jié)尾。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的一種改性果膠材料，還包括第三組中性糖側(cè)鏈，該第三組中性糖側(cè)鏈包含由2-4個(gè)單糖組成的直鏈，其通過骨架上的半乳糖醛酸單元與所說的骨架連接的直鏈。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的一種改性果膠材料，其中所說的第二條側(cè)鏈的分子量大于所說的骨架的分子量。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的一種改性果膠，包括大約28％的半乳糖醛酸、39％的阿拉伯糖醛酸和/或阿拉伯糖、12％的鼠李糖、10％的半乳糖和8％的葡萄糖。
11．根據(jù)權(quán)利要求1的一種改性果膠，其平均分子量大約為10,000。
12．根據(jù)權(quán)利要求1的一種改性果膠，其中半乳糖占所說的側(cè)鏈中性糖的至少6％重量。
13．根據(jù)權(quán)利要求1的一種改性果膠，其中半乳糖占所說的側(cè)鏈中性糖的10％重量。
14．一種改性的果膠材料，包括一條由兩個(gè)半乳糖醛酸單元后跟一鼠李糖單元組成的重復(fù)序列構(gòu)成的鼠李半乳糖醛酸骨架；與所說的骨架的第一個(gè)鼠李糖單元相連的第一條側(cè)鏈，所說的第一條側(cè)鏈包含一條由單糖單元組成的直鏈；與所說骨架的第二個(gè)鼠李糖單元相連的第二條側(cè)鏈，所說的第一個(gè)和第二個(gè)鼠李糖單元被所說骨架的5個(gè)中間單元所分開，所說的第二條側(cè)鏈包含一條有多個(gè)分支的單糖單元鏈；所說的改性果膠的分子量約為10,000。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的一種改性果膠材料，其中所說的第一組側(cè)鏈包含由半乳糖單元組成的直鏈。
16．根據(jù)權(quán)利要求14的一種改性果膠材料，其中所說的第二組側(cè)鏈包含其鏈上有側(cè)鏈的阿拉伯糖單元鏈。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的一種改性果膠材料，其中所說的側(cè)鏈包含由阿拉伯糖單元組成并以選自阿拉伯糖、半乳糖、阿魏?；⑵咸烟羌捌浣M合的基團(tuán)結(jié)尾的鏈。
18．根據(jù)權(quán)利要求14的一種改性果膠材料，其中所說的第二條側(cè)鏈的分子量大于所說骨架的分子量。
19．根據(jù)權(quán)利要求14的一種改性果膠，其中半乳糖占組成所說的第一條和第二條側(cè)鏈的單糖單元的至少6％重量。
20．根據(jù)權(quán)利要求14的一種改性果膠，其中半乳糖占組成所說的第一條和第二條側(cè)鏈的單糖單元的大約10％重量。
全文摘要
一種骨架為鼠李半乳糖醛酸、與骨架相連的側(cè)鏈為中性糖的改性果膠材料。第一組側(cè)鏈含有相對短的直鏈中性糖,第二組側(cè)鏈含有高度支化的中性糖鏈。優(yōu)選地,半乳糖至少占中性糖的6%重量,改性果膠材料的分子量為5,000—100,000,最優(yōu)選為10,000。
文檔編號A01N43/04GK1222913SQ97193969
公開日1999年7月14日 申請日期1997年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月18日
發(fā)明者D·普拉特 申請人:D·普拉特