生物医用甲壳素衍生物中蛋白质含量的检测

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甲壳素及其衍生物具有非常好的生物相容性、生物可降解性、低毒性和多种生物活性,具有极大的研究和应用价值。近年来,具有温敏性的甲壳素衍生物受到广泛关注,例如温敏性羧甲基甲壳素(CMCH)和羟丙基甲壳素(HPCH)。它们可作为可注射水凝胶用于生物医用领域如微创原位给药、3D打印生物墨水、高端植入医疗器械和组织工程原位修复。然而,甲壳素及其衍生物中残留的少量异源蛋白质,进入人体后可能引起严重的免疫反应。因此,药品监管部门对医用甲壳素衍生物材料中蛋白质的含量提出不得高于0.2%的要求。但目前对甲壳素衍生物中蛋白质含量的测定方法研究的并不多,主要以比色法测定为主。本文以羧甲基壳聚糖(CMCS)、CMCH和HPCH生物医用甲壳素衍生物材料为对象,对其蛋白质含量进行测试和讨论,主要包括以下两个方面的内容:(1)对于采用考马斯亮蓝法测试CMCS和CMCH样品溶液时易产生沉淀的问题,通过对染料试剂中磷酸/盐酸配比、乙醇用量和孵化时间等条件的优化,提出改进措施,改良考马斯亮蓝法不仅可以避免沉淀问题,而且具有较高的灵敏度。该方法在蛋白质浓度为5-40 mg/L时具有良好的线性关系;加标回收率在95%-114%之间,相对标准偏差小于6%。然而研究发现CMCH与考马斯亮蓝分子之间可能因为存在相互作用而导致干扰的情况,这为后续研究提供了一定的实验和理论基础,但仍需更多的实验进行系统的分析和验证。(2)为HPCH样品中蛋白质的含量提供一个简单、可靠的检测方法,通过实验探索了考马斯亮蓝法、Lowry法和BCA法三种潜在方法的可行的。结果表明,HPCH会对考马斯亮蓝法造成干扰,表现为该方法测得的蛋白质含量与样品浓度之间不存在正比例关系。Lowry法在测定过程中出现明显的絮状沉淀现象,不适用于HPCH样品中蛋白质含量的测定。在BCA法测试HPCH样品中蛋白质含量的实验中,发现其适用于较低浓度的温敏性羟丙基甲壳素溶液(1-2 mg/m L),而较高浓度的温敏性羟丙基甲壳素溶液在测试条件下会产生一定的胶束化现象影响蛋白质含量测试结果。为了减少这种光散射可能造成的影响,利用吸收值的一阶导数进行相互抵消,提出了改良BCA法。研究结果表明,改良BCA法在蛋白质浓度为2-14 mg/L时线性关系良好;加标回收率在95%-105%之间;相对标准偏差小于5%;样品的检测限和定量限分别为0.91 mg/L和2.75 mg/L,均满足中国药典药品质量标准分析方法验证指南的要求。
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