Application of sialic acid/polysialic acid in the drug delivery systems

The properties of modified biomaterial are gaining more and more importance in drug delivery systems.Sialic acid(SA)and polysialic acid(PSA)serve as endogenous substances,which are non-immunogenic and biodegradable.At the same time,SA modification of the drugs/carriers can enhance the uptake of tumor cell and retention in brain;PSA modifi-cation can reduce the immunogenicity of the proteins or polypeptides and increase circulation time of the modified drugs/carriers in the blood,thus achieving active targeting effect.These properties offer a variety of opportunities for applications in drug delivery systems.This article summarizes the biological functions of SA and PSA and presents the technologies of SA/PSA modified small molecule drugs,proteins and carriers in drug delivery systems.

β⁃胡萝卜素纳米乳的制备及处方工艺优化研究

目的探讨聚唾液酸修饰的β⁃胡萝卜素纳米乳制剂的优缺点并使用星点设计效应面法探究最优化处方。方法以β⁃胡萝卜素的溶解度为指标筛选最优油相条件;然后以离心稳定常数、包封率与药物载药量等为考察指标,采用星点设计效应面法筛选出最优化处方以及制备工艺,采用马尔文电位仪测定粒径和电位,考察纳米乳制剂的释放度和热稳定性,并以此类指标对纳米乳制剂进行表征。结果得到聚唾液酸修饰的β⁃胡萝卜素纳米乳制剂最优化处方为:0.4%(w)β⁃胡萝卜素、25%(w)中链甘油三酸酯(MCT)、4%(w)聚唾液酸⁃十八胺(PSA⁃C18)、0.4%(w)司盘80(Span 80),该纳米乳制剂具有较小且均一的粒径,较高的Zeta电位,以及显著的缓释作用。研究初步证明聚唾液酸修饰的纳米乳能够高效装载β⁃胡萝卜素,并且能够有效提高β⁃胡萝卜素的热稳定性。结论通过对聚唾液酸修饰的β⁃胡萝卜素纳米乳的处方工艺进行优化研究,将为β⁃胡萝卜素纳米乳制剂的开发和应用提供理论依据和技术支持。

聚唾液酸修饰的白藜芦醇亚微乳的制备与优化

目的制备白藜芦醇亚微乳制剂并采用星点设计效应面法对处方进行优化,获得最优处方。方法以中链甘油三酸酯(MCT)为油相,聚唾液酸-十八胺(PSA-C18)为乳化剂,大豆卵磷脂(SPC-98A)为助乳化剂,采用超声法制备白藜芦醇亚微乳。并采用星点设计效应面法,以离心稳定常数(Ke)与药物总含量(Con)为考察指标作响应面,通过粒径、Zeta电位和透射电子显微镜的测定,筛选出最佳处方和制备工艺。结果制备的白藜芦醇亚微乳制剂离心稳定常数相对较小,药物总含量相对较高,且制备的白藜芦醇乳剂具有较高稳定性。确定最优处方为:1%白藜芦醇、5%MCT、0.5%PSA-C18、0.1%SPC-98A。白藜芦醇亚微乳的平均粒径为(93.7±3.5)nm,多分散指数(PDI)为0.295,Zeta电位为(-36.7±2.7)mV。

基于多聚唾液酸的药物递送系统研究进展

多聚唾液酸(PSA)是一种由N-乙酰神经氨酸单体通过α-2,8和(或α-2,9糖苷键连接的同聚物。PSA作为一种内源性多糖,具有良好的生物相容性、可生物降解性、高度亲水性、非免疫原性、长效循环性、易修饰性以及与选择素特异结合的靶向性。在药物递送研究领域,PSA既可以与小分子药物、活性多肽或蛋白连接,也可以与聚合物接枝或静电交联,构建多种药物递送系统,如纳米凝胶、聚合物胶束和脂质体等。在肿瘤、炎症疾病和神经系统疾病等多种疾病模型的治疗中显示出巨大的潜在价值。本文综述了PSA的生物学功能、基于PSA的药物递送系统的分类方式及应用进展,以期为PSA的进一步应用研究提供参考。

地聚合物

地聚合物是一类新型的高性能无机聚合物材料 ,是碱激活胶凝材料中最具前途的一类。由于其特殊的无机缩聚三维氧化物网络结构 ,使得地聚合物材料在众多方面具有比高分子材料、水泥、陶瓷和金属更高的高温性能和机械性能 ;另一方面 ,地聚合物材料制造过程中的能耗和三废排放量都非常低 ,材料对环境友好并且可以很好地被回收再利用 ,是一种可持续发展的“绿色环保材料”。本文结合本研究室在改性方面的工作 ,比较全面地论述了地聚合物材料的发展历史、反应机理、结构与性能关系、生产工艺及其特点、理化性能及其应用和性能缺点及其改性等方面的基础理论和最新研究进展。

多聚唾液酸转移酶研究进展

多聚唾液酸(polysialic acid,PSA)是一类线性、均一多聚α2,8连接唾液酸的独特碳水化合物,它主要通过典型的N-连接糖苷键附着在脊椎动物神经系统神经黏附分子(neural cell adhesion molecule,NCAM)上。PSA通过改变NCAM的黏附性调节神经细胞发育、神经导向以及突触形成,从而在神经发育中起关键作用。PSA表达的调节具有时间和结构依赖性,NCAM的唾液酸化是由两种多聚唾液酸转移酶(polysialyltrans ferases)-ST8Sia II(STX)和ST8Sia IV(PST)所催化,它们都属于6个基因编码的α2,8唾液酸转移酶家族。STX和PST都可将多个唾液酸残基转移到含有NeuNAcα2-3(或6)Galβ1-4GlcNAcβ1-R结构的N糖链受体上;两种酶共同作用时远远大于一种酶形成的PSA量。总之,多聚唾液酸转移酶可调节PSA的合成并参与了脊椎动物的神经发育。

聚唾液酸与唾液酸的研究进展

唾液酸是一族神经氨酸(Neuraminic acid)的衍生物。聚唾液酸(Polysialic acid)是唾液酸(Sialic acid)单体以α-2,8或α-2,9键连接的直链同聚物,是一些哺乳动物细胞中糖蛋白的组成部分和少数几种细菌的胞外多糖组分。综述了唾液酸和聚唾液酸的结构、性质、生物学功能、生物合成和生产应用。

聚唾液酸的发酵动力学研究

对以大肠杆菌K2 35发酵法生产聚唾液酸的动力学特性进行了研究 ,提出了细胞生长动力学、基质消耗动力学、聚唾液酸生成动力学模型 ,通过对实验数据的计算 ,模型的模拟结果较好地和实验值吻合 ,正确地反映了聚唾液酸的发酵过程及其动力学机制。

NTG对E.coli突变株聚唾液酸产量的影响

在不同的 pH条件下 ,用NTG连续处理E .coli,得到突变菌株JYⅡ 74 ;摇瓶培养 ,发酵液中聚唾液酸产量达 2 80 0mg/L ,比出发菌株提高了 130 0mg/L ,提高幅度为 72 .5 % ,且生产能力稳定 .提取发酵液中的聚唾液酸 ,红外光谱鉴定其纯度 ,13C核磁共振图谱表明 ,该多糖是一种α 2 ,8糖苷键连接的唾液酸同聚物 .

大肠杆菌产生的聚唾液酸的结构

研究了大肠杆菌产生的聚唾液酸的分子结构,对聚唾液酸的分子基团特征进行了红外光谱分析,研究了聚唾液酸糖苷键的连接方式和构型.发酵液中的聚唾液酸经超滤浓缩、有机沉淀和离子交换层析处理,得到高纯度的聚唾液酸.经13C-NMR分析和比较,表明所得到的聚唾液酸是一种-α2,8糖苷键连接的同聚物.

多聚唾液酸(PSA)及其修饰的神经粘附分子(PSA-NCAM)对肿瘤及细胞信号通路的影响

神经粘附分子(Neural cell adhesion molecule,NCAM)是免疫球蛋白家族中的一员,在细胞粘附和细胞通信,尤其是神经系统的生长和塑型中起重要作用。而多聚唾液酸(Polysialic acid,PSA)则是控制NCAM粘附能力形成与神经系统分化的重要因素。研究发现,多种肿瘤细胞中存在PSA以及多聚唾液酸化的神经粘附分子(PSA-NCAM)再表达的现象,预示PSA及PSA-NCAM与多种肿瘤细胞的粘附性、迁移性和侵袭性等特性密切相关,影响肿瘤细胞的生长与转移,并通过介导多种细胞信号通路影响癌症的发生与发展。文章综述了NCAM以及PSA对癌症的发生与发展、预后的作用及其功能对细胞下游信号传导的影响。

pH值对聚唾液酸分批发酵的影响及补料发酵

研究了不同 pH值对聚唾液酸发酵过程中菌体生长和产聚唾液酸的影响 .发酵初期pH自然下降时有利于菌体生长 ,菌体生长对数期较长 ,最大菌体干重可达 6.9g/L ;发酵中后期pH控制在 6.4时有利于聚唾液酸的延续合成 ,合成对数期比其它 pH条件下的合成对数期延长了 1 1h .动力学特性表现为部分相关模式 ,而在其它 pH条件下 ,动力学特性表现为相关模式 .对聚唾液酸的流加补料发酵进行了初步研究 ,最终使菌体干重达到 1 1 .1 6g/L ,聚唾液酸产量达到 2 .60 6g/L .

神经细胞粘连分子和多聚唾液酸在神经发育和再生中的作用

神经系统的形成依赖于细胞间的互相粘连。本文综述了神经细胞粘连分子（ＮＣＡＭ）及其多聚唾液酸（ＰＳＡ）组份对神经发育和再生的作用。ＮＣＡＭ的基本功能是介导细胞粘连，ＰＳＡ则由于其特殊的分子结构而降低细胞间的粘连。研究表明，鸡胚的发育过程中，ＰＳＡ含量在三个关键时期表达的高低决定了运动神经元能否准确地识别和支配肌肉。成年大鼠周围神经损伤后，肌肉内ＮＣＡＭ含量的高低决定于该肌肉的神经支配状况。成年大鼠脑内，切断内嗅皮层与海马的神经联系，发现齿回外分子层ＰＳＡ含量显著增加，并至少可持续６０天。已有的研究资料提示在去神经靶区域ＰＳＡ的重新表达可能有利于移植神经元轴突的生长并与宿主重建突触联系。

大肠杆菌CCTCC M208088发酵生产聚唾液酸的pH控制策略

研究了不同pH值控制策略对大肠杆菌CCTCC M208088发酵生产聚唾液酸的影响。采用高浓度磷酸盐培养基(20g/L磷酸氢二钾)缓冲pH值,聚唾液酸产量达到1.9g/L,但大量磷酸盐残留在发酵液中,影响聚唾液酸的后提取处理。把培养基中磷酸盐的质量浓度降至2.5g/L,同时流加2mol/L氢氧化钠溶液控制pH,聚唾液酸产量提升至2.3g/L,但是NH4+在发酵前期16h即消耗完毕。进一步采取氨水流加控制pH策略,聚唾液酸产量提升至3.2g/L,同时菌体浓度大幅增加至12.5g/L,导致40g/L初始山梨醇在20h耗尽。最后,在氨水控制pH的同时,向发酵体系中流加山梨醇,聚唾液酸产量和生产强度分别达到了4.8g/L和0.16g/(L.h),比优化前(高浓度磷酸盐发酵)分别提高了152%和188%。

基于发酵液特性的聚唾液酸提纯工艺的研究

为了从发酵液中提纯制备聚唾液酸,作者对聚唾液酸特性和发酵液中主要杂质的去除方法进行了研究。结果表明,聚唾液酸具备一定的热稳定性和抗碱性分解能力,并且在一定条件下,可以被乙醇和阳离子表面活性剂氯代十六烷基吡啶(CPC)沉淀。发酵液中的主要杂质可以在一定条件下利用以珍珠岩助滤的方式除去。最终构建了聚唾液酸提纯工艺,利用该工艺得到的产品纯度达到了(98.1±1.6)%,回收率为(56.1±1.7)%。

聚唾液酸的摇瓶工艺

研究了突变株JYL 11(Escherichiacoli)的摇瓶发酵工艺条件:在山梨醇40g/L,K2HPO420g/L,NH4Cl4g/L,MgSO40.9g/L,蛋白胨1.5g/L,起始pH值7.8,装液量35mL(250mL的三角瓶中),转速250r/min,培养温度37℃,接种量为4%(体积分数)的条件下,聚唾液酸产量达到3.5mg/mL,比优化前提高了1.0mg/mL,提高幅度为40%.

神经细胞粘附分子的唾液酸化作用对小鸡记忆的影响

神经细胞粘附分子的多聚唾液酸化不仅影响发育阶段神经元之间的相互作用，而且在学习记忆过程中也起着重要的作用。实验中将特异切割神经细胞粘附分子和多聚唾液酸之间ａ－２，８键的内神经氨酸苷酶ｅｎｄｏｎｅｕｒａｍｉｎｉｄａｓｅＮＥ定位注射到一日龄小鸡脑ＩＭＨＶ内，此酶明显破坏小鸡对一次性被动回避反应的记忆保持。这种破坏作用与酶的剂量有关，小于４μｇ的内神经氨酸苷酶对小鸡的记忆没有明显的影响。对胚胎第２０天的暗孵化小鸡同时注射内神经氨酸苷酶和皮质酮，发现内神经氨酸苷酶能明显阻断皮质酮对这些小鸡记忆的促进作用。这些结果说明，多聚唾液酸可能参与了小鸡的记忆和胚胎期脑的发育过程。

离子交联法制备聚唾液酸/壳聚糖纳米粒

以聚唾液酸和壳聚糖为原料,多聚磷酸钠为交联剂,采用离子交联法制备聚唾液酸/壳聚糖纳米粒。结果表明:当聚唾液酸质量浓度为1.25 mg/mL,壳聚糖质量浓度为1.00 mg/mL,壳聚糖与聚唾液酸质量比为2∶1,多聚磷酸钠质量浓度为0.15 mg/mL,滴加速度为1滴/s时,所制备的聚唾液酸/壳聚糖纳米粒粒径最小,平均粒径为217.2 nm,纳米粒粒径分散指数为0.236。以牛血清白蛋白(BSA)为模型药物,包封率为(44.95±1.22)%,载BSA率为(28.90±0.78)%。离子交联法制备聚唾液酸/壳聚糖纳米粒操作简单快捷,不使用有机溶剂,所得纳米粒粒径较小,有望成为蛋白类药物的载体。

N^+注入对产聚唾液酸菌株的影响

通过N+注入对聚唾液酸生产菌株研究发现:突变株JYL-11比出发菌株提高了300ug/mL, 且遗传稳定性良好。对JYL-11进行15L自动发酵罐的分批发酵放大实验表明:突变株的聚 唾液酸产量达到3100ug/mL,比化学诱变前的出发菌株高了1850ug/mL,提高幅度为148％。

大肠杆菌^(60)Co诱变育种及其发酵生产聚唾液酸条件

对产聚唾液酸菌株大肠杆菌WX J11进行6 0 Co诱变 ,筛选出高产突变株WX J4 ,其聚唾液酸产量可达 10 0 1mg/L ,通过优化发酵条件即在 2 50mL的摇瓶中 ,2 50r/min转速下 ,37℃恒温培养 6 5h ,起始 pH值为 7.8,装液量为 4 0mL ,使聚唾液酸的产量提高到 150 0mg/L .聚唾液酸在菌体生长停止后释放到培养基中 ,动力学上表现为次级代谢产物 .此外 ,还对聚唾液酸的提取、水解和唾液酸的纯化作了初步研究 .