海藻酸盐衍生物纯度与取代度的高效定量新方法：推动生物医学材料研发的质量控制革新

（编辑推荐）本研究创新性地将高温1H NMR与扩散排序光谱（DOSY）联用，建立了非破坏性检测海藻酸盐衍生物取代度（DS）和纯度的标准化方法，解决了传统技术需水解样本、无法区分共价结合分子与残留杂质的痛点，为生物医学材料研发提供了关键质量控制工具。

　　

Highlight

我们通过结合高温¹H NMR直接定量取代度（DS）与一维DOSY核磁快速纯度评估，开发了化学修饰海藻酸盐的非破坏性检测方案。该整合方案解决了现有技术无法区分共价结合基团与小分子残留的关键问题。高温¹H NMR技术克服了由粘度引起的谱线增宽效应，无需水解步骤即可保持功能基团完整性，从而准确获取用于DS计算的信号积分值。

Materials

试剂购自Sigma-Aldrich（特殊标注除外）。超纯海藻酸钠（Pronova UP MVG，平均分子量250 kDa，67%古洛糖醛酸）购自NovaMatrix；营养级海藻酸钠（Protanal LF 20/40，平均分子量300 kDa，古洛糖醛酸含量>60%）购自FMC/Dupont Nutrition and Health。NH₂-PEG-N₃购自Lumiprobe公司，DBCO-Cy7和DBCO-磺酸胺购自同渠道。

Synthesis and purification of alginate derivatives

本研究采用高温¹H NMR开发了海藻酸盐衍生物DS定量直测法。通过碳二亚胺化学法（基于其高效性和本团队丰富经验）合成系列不同DS值的衍生物，包括叠氮化物、DBCO和PEG修饰产物。所有产物经透析纯化后冻干，并通过DOSY验证无小分子污染物。

Conclusions

该工作流程的创新性在于：① 首次实现DS与纯度同步分析；② 高温条件使未水解样本分辨率提升3倍；③ DOSY可检测低至0.5%的残留杂质。对含30% PEG的衍生物检测显示，与传统元素分析法误差<1.5%，证实了方法的工业级精度。