海洋乌贼Sepia prashadi软骨制备硫酸化壳聚糖及其高效抗凝血活性研究

本研究针对传统抗凝血药物肝素(heparin)存在的出血风险及过敏问题，以海洋乌贼Sepia prashadi软骨为原料，通过氯磺酸磺化法制备硫酸化壳聚糖(chitosan sulfate)，采用FT-IR、FESEM、XRD进行表征，并通过APTT(116秒)和PT(75秒)测试证实其抗凝血活性显著优于肝素(156秒和98秒)，为开发安全、低成本的新型抗凝血剂提供了天然来源解决方案。

　　

在心血管疾病高发的当下，抗凝血药物如同生命赛道的"交通警察"，而肝素(heparin)长期占据着这个关键岗位。但这位"老警察"存在明显短板——需要频繁监测凝血指标，且可能引发严重出血或过敏反应。随着全球老龄化加剧，寻找更安全的替代品成为迫切的科学命题。壳聚糖(chitosan)这种自然界含量仅次于纤维素的生物多糖，因其独特的氨基多糖结构与肝素相似，且具备生物相容性、低毒和可降解等优势，被视作理想候选者。然而，天然壳聚糖溶解性差、抗凝活性有限，如何通过化学修饰解锁其潜能？来自保存牙科学院和医院的研究团队将目光投向了印度洋特有种Sepia prashadi的软骨。

研究团队采用三步策略：首先通过碱处理从乌贼软骨中提取甲壳素(chitin)，经脱乙酰化获得壳聚糖；随后使用氯磺酸在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中进行硫酸化修饰；最后通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)确认硫酸根基团引入，场发射扫描电镜(FESEM)观察表面形貌，X射线衍射(XRD)分析晶体结构。抗凝活性通过活化部分凝血活酶时间(APTT)和凝血酶原时间(PT)双指标评估，并与肝素对照。

制备工艺优化
Sepia prashadi软骨展现出19%甲壳素和37%壳聚糖的较高提取率，经硫酸化后产物得率达86%。FT-IR在1220 cm^-1
和810 cm^-1
处出现特征峰，证实-SO₃
^-
成功接入；FESEM显示硫酸化后表面形成多孔层状结构，XRD图谱中20°衍射峰消失表明结晶度降低，这些变化有利于生物活性提升。

抗凝机制突破
在标准血浆测试中，硫酸化壳聚糖使APTT延长至116秒（肝素组156秒），PT达75秒（肝素组98秒）。虽然绝对数值低于肝素，但研究者发现其通过双重途径发挥作用：既像肝素那样激活抗凝血酶III(AT III)，又能直接抑制凝血因子Xa，这种多靶点特性使其在安全性上更具优势。

结构-功能关系
研究指出，C-6位羟基的硫酸化程度与抗凝活性呈正相关，而Sepia prashadi来源的壳聚糖因初始分子量较低（约150 kDa），更易发生均匀磺化。这种结构与肝素相似的硫酸化多糖，还能通过清除羟基自由基(OH)发挥抗氧化作用，这对预防血栓形成后的氧化损伤具有附加价值。

这项发表于《Next Research》的工作证实，海洋乌贼Sepia prashadi是优质的壳聚糖来源，其硫酸化产物展现出"双效协同"的生物活性。尽管在效价上暂未超越肝素，但原料成本仅为后者的1/20，且无需复杂监测。研究者特别强调，该材料在牙科止血敷料、心血管支架涂层等领域有直接应用前景，但需进一步解析其构效关系——特别是硫酸基团取代度与抗凝活性的定量关系。这项研究为开发"海洋版肝素"提供了关键技术路径，也为可持续利用海洋生物资源开辟了新思路。