巴西姬松草多糖高碘酸盐氧化修饰及其对斑马鱼神经行为的影响与生物材料应用潜力

本研究针对传统多糖交联剂毒性高、稳定性差的问题，通过高碘酸盐(IO4 - )选择性氧化巴西姬松草多糖（理论氧化度10-50%），成功制备实际氧化度5.4-36.3%的改性多糖。FTIR/NMR证实醛基形成，材料呈现剪切稀化特性与负zeta电位（P50最显著），斑马鱼实验显示低急性毒性但存在神经调节作用（P0/P10组抗焦虑，P30/P50组镇静），为食品包装与生物支架开发提供新型安全交联剂。

　　

在生物医学和食品工业领域，天然多糖因其优异的生物相容性备受关注，但传统化学交联剂如甲醛、戊二醛的细胞毒性问题长期制约其应用。巴西姬松草（Agaricus blazei Murill）多糖具有独特的α(1→4)/β(1→6)葡聚糖结构，其抗炎、促伤口愈合特性已被证实，但如何通过可控化学修饰提升其功能仍待探索。高碘酸盐氧化能在多糖链上精准引入醛基，既能避免外源交联剂的毒性风险，又可通过希夫碱反应与含氨基生物分子（如壳聚糖、明胶）共价结合，为构建新型生物材料开辟道路。

来自国内研究机构的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表论文，系统研究了高碘酸盐氧化对巴西姬松草多糖的结构改造效应及其生物安全性。研究采用FTIR、NMR和热重分析表征氧化产物，通过流变学测试评估材料性能，并创新性地利用斑马鱼模型检测神经行为影响。实验所用蘑菇原料经SisGen认证（编号AC29F45），氧化过程控制理论氧化度梯度为10%、30%、50%（对应产物命名为P10/P30/P50）。

材料表征结果
FTIR在1730 cm^-1
处新出现的羰基特征峰与NMR中5.3 ppm醛基质子信号共同证实了糖环C2-C3位点氧化开环。实际氧化度（5.4-36.3%）低于理论值，归因于副反应消耗IO₄
^-
。氧化导致分子量从2.74×10⁶
Da骤降至5.78×10⁵
Da，P50组zeta电位达-27.4 mV，粒径缩小至30-135 nm，这种纳米级尺寸与表面电荷特性使其特别适合稳定Pickering乳液。

生物效应发现
斑马鱼实验显示96小时内无显著死亡率（无法计算IC₅₀
），但出现色素沉积异常、畏光和多动等亚急性症状。开放场实验揭示氧化度与神经活性的关联：未氧化组（P0）和低氧化组（P10）缩短中央区域停留时间（抗焦虑效应），而高氧化组（P30/P50）显著减少运动距离（镇静作用），暗示醛基含量可能穿透血脑屏障调节CNS功能。

结论与展望
该研究证实高碘酸盐氧化可精准调控巴西姬松草多糖的理化性质，其低急性毒性支持其在食品包装中替代甲醛类交联剂，而剪切稀化行为与乳化潜力在生物材料领域具双重价值。神经行为影响提示需深入研究醛基化多糖的血脑屏障穿透机制，未来工作应聚焦：建立氧化度-神经活性定量关系、开发pH响应型氧化工艺、探索其在骨修复支架中的应用。这项研究为"绿色"生物材料的开发提供了新范式，同时警示了多糖衍生物的中枢神经系统互作风险。