第五章 糖类药物

第一节 概 述 糖的定义:糖（saccharides）是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物的总称。大多数糖分子中氢和氧的比例是2：1，因此，具有Cx（H2O）y的通式，所以，糖又称为碳水化合物（carbohydrates），但有的糖分子组成并不符合这个通式，如鼠李糖（rhamnose）为C6H12O5。

2、存在：在自然界中，糖的分布极广，无论是在植物界还是动物界。糖可分布于植物的各个部位，植物的根、茎、叶、花、果实、种子等大多含有葡萄糖、果糖(fructose)、淀粉和纤维素(cellulose)等糖类物质。 3、主要生物活性：糖类化合物多具有抗肿瘤活性（香菇多糖）或具有增强免疫功能（黄芪多糖）

糖类药物:以糖类为基础的药物 最重要特点是，它们中间的大多数是作用于细胞表面，不进入细胞内部，因此，对整个机体的干扰少，副作用小。糖药物不仅可以作药物，还可作为保健食品。 糖药物的发展有赖于糖库的建立。糖类的一些特性也可用于药物的靶向定位和寿命的调节。

二、糖类药物的结构与分类 依据其结构特点分：

（一）单糖 单糖—不能水解的糖

1、常见的单糖及其衍生物 （1）五碳醛糖：D-木糖（D-xylose，xyl）、L-阿拉伯糖（L-arabinose，ara）。 （2）甲基五碳糖：L-夫糖（L-fucose，fuc）、D-鸡纳糖（D-quinovose）、L-鼠李糖（L-rhamnose，rha）。 D-木糖　　　 　L-阿拉伯糖 　L-鼠李糖

（3）六碳醛糖：D-葡萄糖（D-glucose，glc）、D-甘露糖（D-mannose，man）、D-半乳糖（D-galactose，gal）。 D-葡萄糖　　　　D-甘露糖　　 D-半乳糖 （4）六碳酮糖：D-果糖（fructose，fru）

（5）糖醛酸：D-葡萄糖醛酸（D-glucuronic acid）、D-半乳糖醛酸（D-galacturonic acid）等。

（7）其他： ①去氧塘：在单糖的2,6位失去氧，就成为2,6-二去氧糖，主要存在于强心苷等成分中。 ②氨基糖：单糖的伯或仲羟基被置换为氨基，就成为氨基糖。天然氨基糖存在于动物和菌类中较多。自然界亦发现一些有分支碳链的糖，如D-芹糖。

（二）低聚糖 按组成低聚糖的单糖基数目，低聚糖分为二糖、三糖、四糖等。常见的二糖有蔗糖、麦芽糖(maltose)、乳糖（lactose）龙胆二糖(gentiobiose)、芸香糖(rutinose)、蚕豆糖(vicianose)、槐糖(sophorose)等。 二糖—由两分子单糖脱水缩合而成的糖。

葡萄糖 葡萄糖 麦芽糖： C12H22O11

果糖 葡萄糖 C12H22O11 蔗糖：

葡萄糖 半乳糖 乳糖 C12H22O11 麦芽糖、蔗糖、乳糖都能提供能量

环状糊精Cyclodextrin（CD）

（三）多糖 多糖分子量较大，一般由几百个甚至几万个单糖分子组成，已失去一般单糖的性质，一般无甜味，也无还原性。 分为直链和支链两种，多带有负电荷，水合度较大，水溶液具有一定的黏度。 多被酸或酶水解变成单糖和低聚糖或其他组成多糖的成分。 由一种单糖组成的多糖为均多糖（homosaccharides） 由二种以上单糖组成的为杂多糖（heterosaccharides）。 糖类药物研究的最多是多糖类药物

按照其来源不同分： Txt5 Text4 Text3 Text1 海藻 植物 微生物 动物 Text6

1．植物多糖 （1）淀粉(starch) 淀粉是葡萄糖的高聚物，作为储能物质存在于植物细胞内 淀粉在制剂中常用作赋形剂，在工业上常用作生产葡萄糖 的原料。 （1）淀粉(starch)

（2）纤维素（cellulose） 细胞壁 棉 麻 构成细胞的主要成分，由3000～5000分子的D-葡萄糖通过1→4苷键以反向连接聚合而成的直链葡聚糖，分子结构直线状，不易被稀酸或碱水解。 细胞壁 棉 麻

淀粉 糖原 纤维素

（3）粘液质(mucilage):是植物种子、果实、根、茎和海藻中存在的一类粘多糖。粘液质可溶于热水，冷后呈胶冻状。 （4）树胶(gum):是植物在受伤害或毒菌类侵袭后分泌的物质，干后呈半透明块状物。如中药没药内含64％树胶，是由D-半乳糖(4份)、L-阿拉伯糖(1份)和4-甲基-D-葡萄糖醛酸(3份)组成的酸性杂多糖。

2．菌类多糖 （1）猪苓多糖：能显著提高荷瘤小鼠巨噬细胞的吞噬能力，促进抗体形成，是良好的免疫调节剂，具有抗肿瘤转移和调节机体细胞免疫功能的作用。此外，对慢性肝炎也有良好的疗效。 （2）茯苓多糖：本身无抗肿瘤活性，若切断其所含的1β→6吡喃葡聚糖支链，成为单纯的1β→3葡聚糖（称为茯苓次聚糖pachymaran）则具有显著的抗肿瘤作用。 （3）灵芝多糖:具有抗乙肝病毒活性。

3．动物多糖 （1）肝素（heparin） 是一种含有硫酸酯的粘多糖，肝素广泛分布于哺乳动物的内脏、肌肉和血液里，作为天然抗凝血物质受到高度重视，国外用于预防血栓疾病，并已形成了一种肝素疗法。 （2）甲壳素（chitin） 是组成甲壳类昆虫外壳的多糖，不溶于水，对稀酸和碱稳定。甲壳素经浓碱处理，可得脱乙酰甲壳素（chitosan）。甲壳素及脱乙酰甲壳素应用非常广泛，可制成透析膜、超滤膜，用作药物的载体具有缓释，持效的优点，还可用于人造皮肤、人造血管、手术缝合线等。

粘多糖的特点： 粘多糖：是指含有氨基糖与糖醛酸或它的衍生物的多糖。 粘多糖在结构上的特点： 1. 粘多糖基本上是由特殊的重复双糖单位构成，在此双糖单 位中包括一个 N - 乙酰氨基己糖 2. 粘多糖的组成结构单位中有两种糖醛酸 , 即： D 葡萄糖醛酸 和 L 艾杜糖醛酸；有两种氨基己糖，即：氨基 葡萄糖和 氨基 半乳糖 3. 粘多糖中还有若干其它单糖作为附加成分，如半乳糖等

粘多糖的连接方式：

几种粘多糖的重复单位 甲壳素 软骨素 4-硫酸软骨素 6-硫酸软骨素 硫酸乙酰肝素 硫酸角质素 透明质酸 硫酸皮肤素

纯多糖:右旋糖酐、甘露聚糖(酵母)、果聚糖、香菇多糖、茯苓多糖、淀粉等 杂多糖:肝素、硫酸软骨素、透明质酸等。

多糖在细胞内存在方式 游离型: 结合型:糖蛋白，如人参多糖、黄芪多糖等 脂多糖，如胎盘脂多糖、细菌脂多糖等。

单糖 二糖 多糖 种类 分布 功能 糖原 五碳糖 六碳糖 核糖 脱氧核糖 组成DNA的成分 葡萄糖 主要的能源物质 果糖 植物细胞中 细胞中都有 组成RNA的成分 脱氧核糖 细胞中都有 组成DNA的成分 葡萄糖 细胞中都有 主要的能源物质 果糖 植物细胞中 提供能源 半乳糖 动物细胞中 提供能源 蔗　糖　 甘蔗、甜菜中丰富 二糖 都能提供能源 麦　芽　糖 发芽的小麦等谷粒 乳　糖 人和动物乳汁 淀 粉 储存能量 种子、变态茎或根 多糖 纤 维 素 植物细胞壁 支持保护细胞 肝糖原 动物的肝脏 糖原 储存能量 肌糖原 肌肉组织

糖类的主要功能是 主要的能源物质 细胞的构成物质

多糖的结构 空间结构 四级结构 三级结构 二级结构 一级结构

多糖的构效关系

多糖类药物的药理活性 抗 辐射 损伤 抗 氧化 调节 免疫 功能 调节血糖血脂 抗 肿瘤 抗 病毒 抗 突变 抗 衰老 抗 溃疡 抗 凝血

免疫调节作用 是多糖最主要和最重要的生物活性之一。目前己发现100多种中药多糖具有免疫促进作用。这些多糖通过对机体的细胞免疫、体液免疫和对补体系统、细胞因子的影响而产生免疫调节作用。香菇多糖体内给药能诱生IFN。柴胡多糖、刺五加多糖、羧甲基茯苓多糖、平盖灵芝多糖和银耳多糖等都能诱生干扰素。莪术多糖、三七多糖可诱导巨噬细胞分泌TNF-a。云芝多糖可提高小鼠腹腔巨噬细胞中TNF-a基因的表达。

抗肿瘤活性 大量的研究表明，中药多糖具有肯定的抗肿瘤作用，且几乎没有毒性。香菇多糖、裂褶菌多糖、猪苓多糖、云芝多糖等一批质量稳定、疗效确切、毒性和不良反应小的多糖类药物已用于临床。香菇多糖除对移植癌的生长有抑制作用外，对原发性自身癌的生长有强抑制作用，对化学致癌及病毒致癌也有抑制效果。对于不能手术或再发性胃癌患者，与氟脲嘧啶并用，可延长生存期。目前临床上使用的均为从菌类等低等植物中提取的多糖。近年来，越来越多的具有抗肿瘤作用的高等植物多糖也被发现，如:苦楝多糖、桔梗多糖、库拉索芦荟多糖、黄皮树多糖，海枣多糖等。

降血糖活性 研究表明，一些多糖能够促进胰岛分泌胰岛素，影响糖代谢酶的活性，抑制糖异生，而产生降血糖作用。薏苡仁多糖能显著降低正常小鼠及四氧嘧啶和肾上腺素所致的高血糖小鼠的血糖。人参多糖有降血糖作用。香菇胞外多糖可显著降低链脲菌素诱导的糖尿病大鼠血浆中的Glc、总胆固醇和二酰甘油水平。

抗病毒活性 硫酸葡聚糖、角叉菜胶、肝素、硫酸软骨素等对艾滋病病毒(HIV)具有抑制作用，这些多糖大都含有硫酸基。1987年，德国Bayer公司研制的木聚糖硫酸酯对爱滋病有较好的疗效。科学家们还进一步发现硫酸化多糖能从多个环节和步骤干扰HIV对宿主细胞的侵袭，并对HIV有很高的选择性抑制作用。甘草多糖对牛艾滋病毒BIV、腺病毒、柯萨奇病毒均有较明显的抑制作用。中药夏枯草中分离出来的硫酸化多糖具有显著抗HIV的作用。

抗衰老活性

由于多糖类化合物可以增强机体的免疫功能，可作为自由基清除剂，在一定程度上延缓衰老，防治老年病。如刺五加多糖可延长果蝇平均寿命11 由于多糖类化合物可以增强机体的免疫功能，可作为自由基清除剂，在一定程度上延缓衰老，防治老年病。如刺五加多糖可延长果蝇平均寿命11.7-30%；枸杞多糖可延长家蚕五龄期寿命14%。此外，具有抗衰老作用的还有香菇、银耳、黑木耳、猴头菌、波叶大黄、黄芪、红芪、人参等生药中的多糖。

防治动脉粥样硬化作用 研究发现，多种多糖具有抗凝血和降血脂的活性，可使动脉粥样硬化病程减慢、病变减弱、已形成的病变停止发展，起到防治动脉粥样硬化的作用。 (1)降血脂：南瓜多糖可升高正常及糖尿病小鼠的高密度脂蛋白。茶叶多糖可增强卵磷脂胆固醇酰基转移酶的活性，有利于胆固醇的清除。枸杞多糖对实验性高脂血症大鼠的血脂有明显影响，可显著降低血清胆固醇、甘油三酯含量，而对高密度脂蛋白有升高作用。 (2)抗凝血：多种硫酸多糖，如藻酸、昆布多糖、海带多糖等具有抗凝血作用。这些多糖可通过抑制凝血蛋白酶原转变为凝血酶，产生抗凝血作用。 (3)降血压：皮果衣多糖、褐藻多糖具有降压作用。

多糖的抗肿瘤作用机理 免疫调节作用 人参多糖能增强吞噬细胞能力，并诱导机体效应细胞IL-1, IL-2, INF　mRNA的表达，增强LAK细胞、NK细胞和CTL细胞的活性，提高机体抗肿瘤的能力。巴戟天多糖能促进小鼠体内效应细胞释放TNF-a ,IL-1、IFN-Y, IL-10等细胞因子，与阿霉素、顺铂、5一氟脲嘧啶及长春新碱等化疗药物合用能明显提高荷瘤小鼠的存活率和生存时间。云芝多糖能诱导1L-2, IFN等的产生和T细胞增殖，减少转化生长因子的产生。在体内外均有抑制食道癌、胃癌、肺癌等细胞增殖的作用，减轻患者化疗并发症，对由环磷酰胺引起的白细胞减少和迟发型超敏反应有抑制作用。

对肿瘤细胞的直接抑制或杀伤作用 改变肿瘤细胞周期　茯苓多糖使乳腺癌细胞MCF-7细胞生长阻滞于细胞周期G1期，此作用与下调细胞周期素(cyclin) D 1和cyclin E的表达有关。枸杞多糖作用于人肝癌细胞QGY7703后，可使肿瘤细胞的生长明显阻滞于S期。此外，桑黄多糖可使人结肠癌SW480细胞的生长阻滞于G2/M期。

诱导细胞凋亡　茯苓葡聚糖可诱导人乳腺癌MCF-7细胞的凋亡；桑黄多糖可诱导人结肠癌SW480细胞的凋亡，且随着剂量的增加，凋亡率明显提高；枸杞多糖可明显诱导人肝癌QGY7703细胞的凋亡；此外，羊栖菜多糖可诱导大肠癌lovo细胞凋亡，银杏多糖可诱导肝癌细胞SMMC-7721的凋亡，分枝石蕊多糖可诱导人白血病K562和HL-60细胞的凋亡。

对细胞生化代谢的影响 (１)对细胞膜组分的影响　刺五加多糖、茯苓多糖和牛膝多糖对肉瘤S-180细胞增殖有抑制作用。研究发现，这两种多糖不仅使细胞膜表面唾液酸SA含量明显升高，而且还引起膜磷脂、花生四烯酸和豆蔻酸降低。 (２)对磷脂酰肌醇((PI)转换的影响　刺五加多糖、茯苓多糖均有抑制肿瘤细胞K562 PI转换的作用。

对肿瘤细胞端粒酶的影响 发现黄芪多糖能抑制HL-60细胞的增殖，降低HL-60细胞的端粒酶活性，且这两种作用均呈浓度和时间依赖性。分枝石蕊多糖可剂量依赖性的降低人白血病HL-60的端粒酶活性，对肿瘤细胞的生长产生抑制作用。

对癌基因的影响 地黄多糖可明显增加Lewis肺癌细胞p53基因的表达，与抗肿瘤药物环磷酰胺诱导的肺癌组织内p53基因表达水平相似。分枝石蕊多糖对HL-60细胞可明显增加Bax, Fas和FasL的表达，对Bcl-2的表达无明显影响。另外，桑黄多糖具有诱导人结肠癌S W480细胞凋亡的作用，此作用与其抑制原癌基因Bcl-2表达有关。

清除自由基作用 海带硫酸多糖能激活小鼠腹腔巨噬细胞，提高腹腔巨噬细胞的过氧化物酶活性及其吞噬功能，从而抑制小鼠肉瘤S-180的生长。给予虫草多糖的H22移植瘤小鼠，其肝、脑及血清中的SOD活性，肝、脑中的谷胱甘肽过氧化物酶活性较模型组明显升高;而其肝、脑及血清中的丙二醛－脂质过氧化反应的终产物水平较模型组明显降低。通过以上作用虫草多糖可明显抑制H22移植瘤的生长。

抑制肿瘤组织血管生成与肿瘤的侵袭、转移 云芝蛋白多糖可抑制小鼠肝细胞癌MH134诱导的血管生成，从而抑制其转移。樟芝中的多种多糖组分能抑制血管内皮细胞生长因子(VEGF)与VEGF-2受体的结合，从而抑制肿瘤血管的生长，具有抗肿瘤的作用。硫酸化磷酸甘露戊糖PI-88通过抑制肝素酶能够将乳腺癌细胞13762MAT注入大鼠后形成的肺癌降低90 % ，还能将原发性肿瘤的血管供应降低30 %。给小鼠皮下注射昆布多糖后再静脉注入黑色素瘤细胞或乳腺癌细胞，对肺扩散转移的抑制达80-90 %。

多糖结构与抗肿瘤作用的关系 抗肿瘤活性与一级结构的关系 有抑瘤活性的葡聚糖的结构都是以(1→3)-β-D-葡聚糖为主链，并沿主链随机分布着(1→6)-β-D-葡聚糖支链。研究发现:(1)它们的抑瘤活性与支链的分支度和长度有很密切的关系。(2)它们的抑瘤活性与分子大小有关。(3)侧链的取代基与抑瘤活性有密切的系。当然，一些平均分子量小，分支度低的的(1→3)-β-D-葡聚糖也显示出很强的抗肿瘤活性。除葡聚糖外，甘露聚糖，半乳聚糖也有一定程度的抗肿瘤活性；许多杂多糖也具有抗肿瘤活性。

抗肿瘤活性与高级结构的关系 一般认为，多糖的高级结构对于多糖活性的影响比初级结构对其影响更大。 (1→3)-β-D-葡聚糖的抗肿瘤活性是其主链上的单螺旋结构或是三股螺旋结构赋予的，但最重要的是亲水性基团(多羟基)位于螺旋体的表面，而(1→6)-β-D-葡聚糖具有一种带状的单链构象，沿着纤维轴伸展而不是呈螺旋状，所以不具有抗肿瘤活性。具有三股绳状螺旋型立体结构的香菇多糖抗肿瘤作用最强，如果加入尿素、DMSO，使分子的立体构型发生改变，活性也就消失。

化学修饰对多糖抗肿瘤活性的影响 硫酸化和羧甲基化的茯苓多糖的体内外抗肿瘤活性增强。因此可用化学修饰的方法来改造一些没有活性或活性很低的多糖组份，使其产生更好的抑瘤作用。目前常用的改性方法有Smith裂解、高碘酸氧化、碘酸化、羧甲基化等。淀粉和半纤维素均没有抑瘤活性，但将其羧甲基化后，便能得到具有抗肿瘤活性的羧甲基淀粉，羧甲基直链淀粉和羧甲基变性半纤维素。

其它影响因素 多糖的抑瘤活性与理化性质如黏度等也有一定关系。裂褶菌多糖是很有应用前景的抗肿瘤药物，起初因为黏度太大，无法供临床使用，后来通过部分降解，使其相对分子量降低，黏度也减小，但由于其基本重复结构不变，仍保持抗肿瘤活性，己供临床使用。

多糖“活性中心”的假设 1988年，Goldman研究发现多糖成分可与巨噬细胞 表面的受体结合，活化巨噬细胞使其分泌细胞活性因子，增 强淋巴细胞等免疫细胞的功能。这一研究结果对于阐明多糖 的作用机理具有重要的意义，同时也引发了对多糖结构与活 性研究的思考。 1999年，田庚元教授等提出多糖分子中可能存在一个 或几个寡糖片段的“活性中心“。目前这种推测己被越来越 多的研究结果所证实。如有报道认为分子量为50万的香菇 多糖，其分子中的七糖重复单元是它的“活性中心”，肝素 的抗凝血活性仅取决于一个五糖片段。

国内已经上市的部分多糖药物 产品名称 生产单位 产品类别 适应症 香菇多糖 灵孢多糖注射液 紫芝多糖片 猪苓多糖注射液 人参多糖注射液 金陵药业股份有限公司福州梅峰制药厂 中药 恶性肿瘤的辅助治疗 灵孢多糖注射液 北京协和药厂 化学药品 用于治疗神经官能症、多发性肌炎、皮肌炎、萎缩性肌强直与进行性肌营养不良以及因免疫功能所致的各种疾病。 紫芝多糖片 江西大茅制药有限责任公司 用于神经衰弱，白细胞和血小板减少症，电离辐射及职业性造血损伤及肿瘤患者放、化疗后白细胞下降等症。 猪苓多糖注射液 中国中医科学院实验药厂 调节机体免疫功能，对慢性肝炎、肿瘤有一定疗效 人参多糖注射液 沈阳双鼎制药有限公司 增强机体免疫功能，可克服肿瘤化疗和放射治疗引起的副作用。 注射用灵杆菌多糖 保定三九济世生物药业有限公司 用于各种原因引起的白细胞减少症，乙型肝炎及急慢性盆腔炎等疾病的辅助治疗 多糖蛋白片 福州海王金象中药制药有限公司 化学药 用于白细胞减少症,传染性肝炎,神经衰弱等症的辅助治疗 云芝多糖胶囊 上海复星朝晖药业有限公司 肿瘤辅助治疗 黄芪多糖 天津华隆医药保健品有限公司 广泛应用于各种病毒，细菌性疾病的防治 茯苓多糖口服液 湖南兰靖茯苓高科技开发有限公司 用于肿瘤患者放化疗脾胃气虚证者

第二节 糖类药物制备的一般方法 一：单糖及其衍生物的制备 游离单糖及小分子寡糖易溶于冷水及温乙醇。 可以用水或中性条件下以50%乙醇为提取溶剂，也可以以82%乙醇，在70-80摄氏度下回流提取。 杂蛋白用硫酸铅除去，然后用通H2S除去。 提取后用吸附层析或离子交换法进行纯化

单糖及其衍生物的一般提取方法

多糖分离纯化的一般方法

多糖的纯化主要包括多糖的脱色、蛋白质的分离、多糖分级 a.多糖的脱色方法有H2O2法、活性炭法和离子交换树脂法 b.多糖的蛋白质分离的方法有Sevag法、三氟三氯乙烷法、三氯醋酸法 c.多糖的分级 经过多糖除色和蛋白质分离后得到的是多糖的混合物，主要分级方法有分级沉淀法、凝胶柱层析法及超滤分离法

脱色方法比较 H2O2法可能影响多糖的生物降解；活性炭吸附脱色脱色效果一般，对多糖的吸附较多，为现在常用方法；离子交换树脂法一般采用DEAE纤维素，价格昂贵，工业化不适用。 蛋白质分离法比较 Sevag法、三氟三氯乙烷法、三氯醋酸法都含有有机溶剂如氯仿、三氟三氯乙烷，易挥发，容易造成环境污染。 多糖的分级 分级沉淀是利用多糖分子大小和溶解度不同而分离；凝胶柱层析价格昂贵且处理量小；超滤法按分子量和分子大小分离，适合工业生产。

多 糖 提 取 分 离 与 纯 化 流 程 图 原料 蛋白多糖 总多糖 色谱柱洗脱，苯酚-硫酸法测 定糖含量，根据结果合并流分 多糖流分 水煎醇沉 蛋白多糖 中性酶法、Sevag法除蛋白 总多糖 色谱柱洗脱，苯酚-硫酸法测 定糖含量，根据结果合并流分 多糖流分 透析膜透析 滤液 冷冻干燥 多糖组分

植物体内含有水解多糖衍生物的酶，必须抑制或破坏酶的作用后，才能制取天然存在形式的多糖 速冻冷藏是保存提取多糖材料的有效方法。 提取方法依照不同种类的多糖的溶解性质而定

（－）多糖的提取 预处理：提取多糖时，一般先需进行脱脂，以便多糖释放。方法是将材料粉碎，用甲醇或1∶1乙醇乙醚混合液，加热搅拌1～3小时，也可用石油醚脱脂。动物材料可用丙酮脱脂、脱水处理。用85％ 乙醇除去单糖、低聚糖及苷类等干扰性成分。 提取：多糖通常用水作溶剂来提取。还可利用混合溶剂提取法对植物中不同的多糖进行分离。根据多糖的溶解性可以用超滤离心分离法提取多糖。对于蛋白多糖，可利用加酶提取法提取多糖。

（1） 水提法 用水作溶剂来提取多糖是最常用的方法之一，可以用热水浸煮提取，也可以用冷水浸提。 水提取的多糖多数是中性多糖。 　　用水作溶剂来提取多糖是最常用的方法之一，可以用热水浸煮提取，也可以用冷水浸提。 水提取的多糖多数是中性多糖。 一般植物多糖提取多数采用热水浸提法，该法所得多糖提取液可直接或离心除去不溶物；或者利用多糖不溶于高浓度乙醇的性质，用高浓度乙醇沉淀提纯多糖；但由于不同性质或不同相对分子质量的多糖沉淀所需乙醇浓度不同，它也可以用于样品中不同多糖组分的分级分离。

（2） 酸提法 　　有些多糖适合用稀酸提取，并且能得到更高的提取率。

（3） 碱提法 与酸提类似，有些多糖在碱液中有更高的提取率，尤其是提取含有糖醛酸的多糖及酸性多糖。 　　与酸提类似，有些多糖在碱液中有更高的提取率，尤其是提取含有糖醛酸的多糖及酸性多糖。 采用稀碱提取：多为0.1mol/L氢氧化钠、氢氧化钾，为防止多糖降解，常通以氮气或加入硼氢化钠或硼氢化钾。

1、难溶于冷水、热水，可溶于稀碱液者 多糖的提取方法主要有以下几种： 这一类多糖主要是不溶性胶类，如木聚精、半乳聚糖等。用冷水浸润材料后用0.5mol／L NaOH提取，提取液用盐酸中和、浓缩后，加乙醇沉淀得多糖。 如在稀碱中仍不易溶出者，可加入硼砂，对甘露聚糖、半乳聚糖等能形成硼酸络合物的多糖，此法可得相当纯的物质。 2、易溶于温水、难溶于冷水和乙醇者 材料用冷水浸过，用热水提取，必要时可加热至80～90℃搅拌提取。

3、粘多糖 提取液用正丁醇与氯仿混合液除去杂蛋白（或用三氯乙酸除杂蛋白），离心除去杂蛋白后的清液，透析后用乙醇沉淀得多糖。 有些粘多糖可用水或盐溶液直接提取，但因大部粘多糖与蛋白质结合于细胞中，因此需用酶解法或碱解法使糖-白质间的结合键断裂，促使多糖释放

一般组织中存在多种粘多糖。需要对粘多糖进行分离纯化。 （1）碱解法 多糖与蛋白质结合的糖肽键对碱不稳定，故可用碱解法使糖与蛋白质分开。 但若硫酸基与邻羟基处于反式结构或硫酸基在C-3或C-6，此时易发生脱硫作用。这类多糖不宜用碱解法提取。 （2）酶解法 理想的工具酶是专一性低的、具有广泛水解作用的蛋白酶。鉴于蛋白酶不能断裂糖肽键及其附近的肽键，为除去长肽段，常可与碱解法合用。 常用的酶制剂有胰蛋白酶、木瓜蛋白酶和链霉菌蛋白酶及枯草杆菌蛋白酶。

多糖的分离 除蛋白：传统上有Sevag法、三氟三氯乙烷法及三氯乙酸－正丁醇法等。 另外，也可以在多糖的水提液中加入中性蛋白酶和糜蛋白酶，与有机溶剂结合进行脱蛋白。 除蛋白的效果可以用茚三酮反应检测，结果呈阴性；同时在200～280nm处测定除蛋白后样品的紫外吸收曲线来检测效果，除掉蛋白质的多糖溶液一般在260～280 nm的紫外吸收峰会消失，说明多糖不含有蛋白。

除色素：可以用食品级粉末状活性炭吸附；也可以用双氧水对色素的有色基团产生破坏而除去色素；还可以用大孔吸附树脂柱层析脱去色素，这个方法还可以使多糖混合组分初步分离。

多糖含量测定：测定还原性多糖的方法有3，5－二硝基水杨酸盐(DNS)比色法和Somogyi－Nelson法。 另一类测定方法是利用多糖在强酸性条件下脱水生成糠醛或其衍生物，然后再与酚类或胺类化合物缩合，生成有特殊颜色的物质这一性质进行测定，这类方法有地衣酚－硫酸法、苯酚－硫酸法和蒽酮－硫酸法。 苯酚－硫酸法是用得较多的方法。

多糖的纯化技术　 （1） 分级沉淀法 分步沉淀法是根据不同多糖在不同浓度低级醇、酮中具有不同溶解度的性质，从小到大按比例加入甲醇或乙醇或丙酮进行分步沉淀。 盐析法是根据不同多糖在不同盐浓度中溶解度不同而将其分离的一种方法。 常用的盐析剂有氯化钠、氯化钾、硫酸铵等，以硫酸铵最佳。 金属络合物法是利用多糖能与铜、钡、钙、铅离子形成络合物而沉淀。

（2）柱层析法 最常用的纯化多糖的方法是色谱法，包括离子交换色谱如DEAE－纤维素和凝胶色谱如葡聚糖凝胶(Sephadex)、琼脂糖凝胶(Sepharose)。 实验中常将粗多糖经色谱柱，以不浓度的盐溶液和缓冲溶液作为洗脱剂，按洗脱曲线的不同峰收集不同的组分，从而分级得到各个均一多糖成分，但不适宜粘多糖的分离。 一般生药提取物得以分离多用Sepharose、DEAE—Toyopearl、Sephacryl、Sepha2dex精制得到各种多糖。如灵芝多糖、附子多糖、白术多糖、山药多糖等。

纯度鉴定　 测定方法有功能团分析、比旋光度、纸色谱和高效液相色谱(HPLC)、高压电泳、超滤离心分析法等，其中色谱法和电泳法较常用，其中色谱法常用的有柱色谱和HPLC等。电泳鉴定纯度的方法有聚丙烯酰胺凝胶电泳、玻璃纤维纸电泳和醋酸纤维膜电泳等。若为纯品，则在色谱柱中洗脱后得单一对称峰，电泳后会得单一斑点。

多糖的结构分析 相对分子质量测定　常用的方法有凝胶色谱法、蒸汽压渗透计法、端基法、粘度法、光散射法、渗透压法和超滤法等。凝胶色谱法是比较常用的方法，用已知分子量样品作标准，建立标准曲线，求得待测多糖的相对分子质量。多糖相对分子质量只代表相似链长的平均而不是确切的分子大小。往往用不同的方法会得到不同的相对分子质量。

化学分析方法 酸水解 鉴定多糖的单糖组成常用的方法。 化学分析方法　 酸水解　鉴定多糖的单糖组成常用的方法。 甲基化法　阐明单糖的连接方式(键型)、重复结构中某种单糖的数目、末端糖的性质及分支点的位置等。 过碘酸氧化　确定多糖中各种单糖的键型及其比例。 Smith降解　阐明多糖中单糖的部分连接顺序和键型。

物理分析方法 紫外光谱法 检测多糖中是否含有蛋白质、核酸、多肽类。 红外光谱法 确定吡喃糖的苷键构型及常规观察其他官能团。 物理分析方法　 紫外光谱法　检测多糖中是否含有蛋白质、核酸、多肽类。 红外光谱法　确定吡喃糖的苷键构型及常规观察其他官能团。 气相色谱法　分析多糖水解后单糖的组成及比例。 核磁共振光谱法　主要用于确定多糖结构糖苷键的构型以及重复结构中单糖的数目。 质谱法　鉴定各种甲基衍生物的碎片、确定各种单糖残基的连接位置。电喷雾电离质谱、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱和快原子轰击质谱还可以测定糖链的相对分子质量及糖链的一级结构。

生物学方法　 酶学方法　即利用各种特异性糖苷酶水解多糖分子得到寡糖片段，再与其他定性、定量方法联用推测多糖的结构。 免疫学方法　根据多糖抗原与蛋白质抗体的特异性，制备对抗未知多糖的抗体，来阐明未知多糖的结构

“糖链”——三种使用途径 ① ② ③ 已经实用化 接近实用化 设想阶段 糖链作为DDS等的工具使用 糖链作为标靶使用 直接使用 透明质酸 治疗流行性感冒用药 “达米福尔”“利连扎” 蘑菇多糖类提取物 干扰素等 墨角藻聚糖 抗凝固剂 “Idraparinux”等 糖链修饰 促红细胞生成素 “Aranesp” （美国Amgen公司、日本麒麟啤酒公司临床试验中） 抗癌药 候补自身免疫疾患治疗药 稳定化半乳糖凝集素Gallecutin 9 (galfamer进行临床试验前准备)等 (法国Sanofi-Aventis 公司临床试验中) 下一代的化妆品 新型诊断药 糖医药品 （Asa糖等） 新一代蛋白质医药 抗病毒药 抗菌药 糖链修饰胰岛素、 抗体医药等 抗癌药 （抑制癌转移药等）

糖链作为工具使用（使用途径② ）

糖链作为标靶使用（使用途径③ ）

第三节 单糖类药物

一、甘露醇生产工艺 1、化学结构和性质 白色晶形粉末，无臭，略有甜味，不潮解，易溶于水，微溶于低级醇类和低级胺类、不溶于有机溶剂。在无菌溶液中较稳定，不易为空气中的氧所氧化。 海藻和海带中的含量较高，在海藻的洗液里含量可达2％，海带的洗液里约含1.5％，是提取甘露醇的好原料。用葡萄糖为原料，经电解、脱盐、精制等制备。电解转化率为98％～99．6％。还可采用微生物直接发酵法制得。

2、工艺路线

3、制剂 20%甘露醇注射液：称取结晶甘露醇，用适量注射用水90℃搅拌溶解，加1%活性炭，加热50分钟过滤，检测pH（4.5-6.5）和含量，合格后，澄清过滤，装入50ml、100ml、250ml输液瓶中，蒸汽灭菌40分钟，即得甘露醇注射液。 4、检验 （1） pH， 用电位法；（2）含量测定，碘量法。 5、作用与用途 降颅压、眼压

二、葡萄糖酸锌的制备 通过葡萄糖酸钙与等摩尔的硫酸锌发生如下 Ca(C6H11O7)2+ZnSO4==Zn(C6H11O7)2+ CaSO4↓

1、粗品的制备： 量取40mL蒸馏水置烧杯中，加热至80~90℃,加入6.7gZnSO4·7H2O使完全溶解，将烧杯放在90℃水浴中，再逐渐加入10g葡萄糖酸钙，并不断搅拌。在90 ℃水浴中静止保温20min。趁热抽滤（滤渣为CaSO4，弃去） ，滤液移至蒸发皿中，并小火加热浓缩至粘稠状，（如浓缩过程中产生沉淀，需过滤）。滤液冷至室温，加20mL95%乙醇（降低葡萄糖酸锌的溶解度），并不断搅拌，此时有大量的胶状葡萄糖酸锌析出，充分搅拌后，用倾泻法去除乙醇液。于胶状沉淀上，再加20mL95%乙醇，充分搅拌后，沉淀慢慢转成晶体状，抽滤至干，即得葡萄糖酸锌粗品（母液回收）。

2、重结晶： 将粗品加10mL水，加热（90℃）至溶解，趁热抽滤，滤液冷至室温，加20mL95%乙醇，充分搅拌后，抽滤至干，即得精品，在50℃烘干。

3、样品中锌含量的测定 准确称取0.8g葡萄糖酸锌，溶于20mL水中（可微热），加10mLNH3—NH4Cl缓冲溶液，加铬黑T指示剂4滴，用0.1mol·L-1EDTA-2Na标准溶液滴定至溶液呈蓝色。样品中锌的含量计算如下：

第四节 多糖类药物 一、肝素 二、低分子肝素 三、香菇多糖

一、肝素（Heparin）

心脑血管疾病是人类的头号疾病杀手。随着人们生活水平提高带来的营养过剩、全球环境的恶化、生活节奏加快、人口老龄化加剧，致使全球心脑血管疾病的发病率和死亡率正逐年增高，肝素的出现为众多心脑血管疾病患者创造了生命的奇迹。

目前肝素是世界上最有效和临床用量最大的抗凝 血药物，主要应用于心脑血管疾病和血液透析治 疗，其中，其在血液透析治疗中是唯一有效的特 效药物。 临床应用及研究显示，肝素除具有抗凝血作用外， 还具有其他多种生物活性和临床用途，包括降血 脂作用、抗中膜平滑肌细胞（SMC）增生、促进 纤维蛋白溶解等作用。 此外，低分子肝素是由肝素原料药作为原料进一 步加工成的一大类抗血栓的药物，具有更为广泛 的临床医学用途，成为治疗急性静脉血栓和急性 冠脉综合症（心绞痛、心肌梗塞）等疾病的首选 药物。

肝素是世界上迄今为止已知的分子结构最复杂的化 合物，短期内无法人工化学合成，目前只有来源于 猪小肠粘膜的肝素能够用于临床治疗。 肝素原料药的原料是肝素粗品，其提取只能源自健 康生猪的小肠粘膜，由于含有大量杂质蛋白、杂质 核酸、微生物等杂质，需经过物理和化学提取分离 过程，定向获取天然结构基团完整的肝素，从而制 成肝素原料药。 肝素钠原料药是标准肝素制剂的唯一有效成分和低 分子肝素原料的生产起点，目前肝素制剂只有按照 注射给药方式用于临床，这使得肝素原料药需要有 很高的纯度，方可保证制剂的用药安全。

中国生猪屠宰量占全球50%以上，拥有全球最丰富的肝素原料资源，我国是全球肝素粗品和肝素原料药的主要生产国，也是全球最大的肝素原料药出口国，拥有美国FDA认证或欧盟CEP认证标准的肝素原料药已呈现供不应求的局面，成为全球下游生产企业青睐的重要资源。 2009年上半年，肝素原料药在我国西药类重点产品出口金额排序中跻身第二位，仅次于维生素C，并超过了扑热息痛、青霉素工业盐等传统出口重点品种。

三硫酸双糖与二硫酸双糖以2：1比例在分子中连结。 三硫酸双糖中是L-艾杜糖醛酸，二硫酸双糖中是D-葡萄糖醛酸 1、化学结构 含硫酸基的酸性粘多糖 三硫酸双糖与二硫酸双糖以2：1比例在分子中连结。 三硫酸双糖中是L-艾杜糖醛酸，二硫酸双糖中是D-葡萄糖醛酸

性质 白色或灰白色粉末，无臭无味，有吸湿性，钠盐易溶于水，不溶乙醇、丙酮、二氧六环等有机溶剂。是一种含有硫酸基的酸性黏多糖，其分子具有由六糖或八糖重复单元组成的线状链状结构。

药物功能 1.治疗各种疾病并发的播散性血管内凝血早期。 2.预防动、静脉血栓和肺栓塞。 3.治疗动、静脉血栓和肺栓塞，缺血性脑卒中，不稳定型心绞痛（减轻症状、预防心肌梗死），急性心肌梗塞（防止早期再梗塞和梗塞区延展，降低病死率）。 4.人工心肺、腹膜透析或血液透析时作为抗凝血药物。 5.作为溶血栓疗法的维持治疗。 6.用于输血时预防血液凝固及血库保存鲜血等体外抗凝剂。 7小剂量时用于防治高血脂症和动脉粥样硬化。

肝素制备工艺的分离原理

离子交换树脂的分离纯化原理

2、酶解—树脂法

（2）工艺过程 ① 原料处理：将新鲜的猪肠黏膜用清水仔仔细清洗去除内外污物和外部皮肤脂肪后，绞碎成糜状，并在充分搅拌下，加入等量的水混合后，再加入少许浓度为0.01%的防腐剂混合均匀。

② 酶解：取100kg新鲜肠黏膜加苯酚0. 2％。在搅拌下加入绞碎胰0. 5％～1％，用40％氢氧化钠液调节pH8 ② 酶解：取100kg新鲜肠黏膜加苯酚0.2％。在搅拌下加入绞碎胰0.5％～1％，用40％氢氧化钠液调节pH8.5—9，升温至40～45℃，保温2～3h,pH8，再加5％粗食盐升温至90℃，用6M盐酸调节pH6.5，保温20 min,以布袋过滤，得酶解滤液。

③ 吸附、洗涤、洗脱：取滤液冷至50℃以下，用6M氢氧化钠调节pH7,加入5kg D—254强碱性阴离子交换树脂，搅拌5h左右，交换完毕，弃去液体，用清水充分漂洗，干净后，再用大约一倍的1.2mol/L氯化钠溶液对洗涤好的D-254树脂进行洗脱：第一次洗脱液为树脂体积的1.5倍左右，大约洗脱4小时，第二次洗脱为树脂体积的0.5倍左右 ，洗脱时间为1小时。滤干树脂，将洗脱液与滤液予以合并。 捞除浮于液面的油脂薄片层 新树脂的用量一般为料液的2.55-3%，用过后的再生熟知应酌情加大其用量。

④ 沉淀、脱水、干燥：精细调节合并后的洗脱液至pH=6. 0-6. 5，加入1

⑤脱色、沉淀、干燥：将所得肝素钠粗品用2%的氯化钠溶液完全溶解，制成其溶度大约为8%的溶液，在此过程中可适当的升温助溶。 将上述料夜用5mol/L氢氧化钠溶液精细地调节pH=8.0-8.2，升温至78-80度，按照每一亿单位加入0.15-0.2mol/L高锰酸钾溶液至紫红色不再褪色时即为第一次氧化操作的终点；再加入少许饱和的亚硫酸钠溶液以红色刚好褪尽时为宜。

以滑石粉作助滤剂过滤，收集滤液。将滤液用少许饱和的氢氧化钠溶液调节pH=10. 5-11 以滑石粉作助滤剂过滤，收集滤液。将滤液用少许饱和的氢氧化钠溶液调节pH=10.5-11.0，在充分搅拌下，缓慢的加入少量的3%-5%过氧化氢溶液，在25-27度下进行第二次氧化，时间为16-24小时，当氧化过程结束后，将料液用“除菌过滤器”过滤，滤液用少许盐酸调节至pH=5.8-6.5，加入0.9倍量的95%乙醇，于5-10度条件下沉淀处理24小时。

收集上述沉淀物，用少量10%氯化钠溶液溶解后，再加上3-4倍的95%乙醇进行沉淀，收集沉淀物（乙醇加以回收、蒸馏、脱水后，可循环套用）。沉淀物经无水乙醇脱水，研细，再经丙酮脱水，研细，再经丙酮脱水，远红外线真空烘干（50-60度），即得肝素钠精品。 肠黏膜换算成总固体7％计，收率20000U/kg，最高效价141.6U/mg。

3、注解 ①D—254为聚苯乙烯二乙烯苯三甲胺季铵型强碱性阴离子交换树脂，机械强度和耐磨性能差，易破碎，细碎粒易漂浮而流失。解决办法采用负压吸气气泡翻滚搅拌法，利用减压和虹吸将液体吸入或排出反应罐，使树脂始终在罐内，减少破碎和流失，提高收率。 ②肝素是聚阴离子(He-)，肝素·蛋白质用He-Pr+表示，为可溶性。酸性蛋白质，pI以6计，如果pH选择8.5—9，Pr-浓度比Pr+浓度大很多，则酸性蛋白与肝素的复合物完全可离解；若碱性蛋白质，pI为10，选择pH8.5—9不能促进蛋白与肝素复合物的离解。必须选择pH11．5—12，才能完全离解。

③洗脱肝素要控制盐的阳离子，其反应：   氯化钠的浓度越大，R+Cl—的浓度越小，有利于He-Na+的生成，宜用动态洗脱。因R+He-结合较牢，交换需要相当高的盐浓度，氯化钠常用2M、3M，能使He-近100％地洗脱下来。

④ 氧化作用能除去热原、脱色．配合调pH和加热，除去杂质，提高肝素的效价。有机杂质少时，氧化时间短，否则反之。由于高锰酸钾氧化作用较强，破坏肝素和增加K+的含量，故改用加入总量4％的过氧化氢，分两次加、好于单用高锰酸钾，不增加水溶液的新成分。1977年国内研究成功的过氧化氢—高锰酸钾组合氧化工艺，克服了单用高锰酸钾氧化破坏肝素的缺点。具体操作是先用低浓度的过氧化氢，在碱性介质中室温进行氧化，由于条件温和，可长时间放置。剩下难氧化的杂质，逐渐升温氧化，至80℃时，再加高锰酸钾最后氧化．即可完成。

4、盐解—树脂法

5、CTAB（十六烷基三甲基溴化胺）提取法

6、以牛肺为原料的提取法

二、低分子肝素

小分子肝素

几种LMWH的主要特点

第五节 食用菌多糖提取的原理和方法

食用菌多糖提取的原理 利用深层液体发酵培养香菇菌丝体后，从发酵液中提取菌丝体，从而得到胞内香菇菌丝体，再从菌丝体中，利用它在酒精和水，及酶液的不同溶解度来提取胞内多糖。将菌丝体抽提、浓缩、离心，取上清液脱色透析，透析液再浓缩、离心，最后用溶液沉淀、洗涤干燥而成。

食用菌速冻工艺 工艺流程 离心得菌丝体 沸水浸提 沸水浸提 醇提 得粗多糖

一、原料准备 天然香菇子实体 人工培养的香菇子实体 发酵培养的菌丝体和发酵液 从香菇子实体中提取香菇多糖的生产成本高，价格昂贵，实验室常用。香菇子实体粉碎粒度直接影响多糖得率。 通过香菇深层发酵法来生产的香菇多糖，周期短、成本低，适合工业生产。 原料预处理：根据多糖的存在形式及提取部位的不同决定在提取之前是否作预处理，含脂高的原料，一般采用丙酮、乙醚、乙醇等进行预处理，目的是脱脂。

方法1： 将香菇发酵液过滤，洗涤滤渣（菌丝体），再将香菇菌丝体于95~100℃下烘干，然后粉碎成小块。称取菌丝体（干）30g，加600mL水，于96~100℃水浴2.5H，离心（4000r/min，10min钟），收集上清夜；

沉淀物加水600mL，于96~100℃再次水浴浸提2.5h，离心收集上清夜，合并2次的离心上清夜，真空浓缩至4~5mL，加20mL无水酒精混匀，静置过夜，弃上清夜后，用85%酒精洗涤2次，再弃上清夜，晾干沉淀物即为香菇多糖。30g菌丝体经该工艺提取，可得480mg香菇多糖，收率为1.6%。

方法2： 香菇发酵液经离心（3000r/min，10~15min钟），弃上清夜得菌丝体。取菌丝体2Kg（湿重），用沸水（90~100℃）浸提3次，合并3次的热水提取液，加入3倍体积的96%酒精，充分混合，置于4℃下静置沉淀，弃上清夜，沉淀晾干后为棕色无定形粉末，即KS-2粗品。