CN101455642A

CN101455642A - 几丁聚糖纳米混悬剂及其制备方法

Info

Publication number: CN101455642A
Application number: CNA2008101620561A
Authority: CN
Inventors: 蒋玉燕; 房国坚; 毕忆群; 洪艳; 蒋建国; 陈勇
Original assignee: Zhejiang Academy of Medical Sciences
Current assignee: Zhejiang Academy of Medical Sciences
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2009-06-17

Abstract

本发明涉及一种新型生物材料，特别是用于保健食品、外用医用敷料等方面具有抗突变生物学效能的几丁聚糖纳米混悬剂及其制备方法。本发明所述的几丁聚糖纳米混悬剂包含纳米化的几丁聚糖、溶剂及土温－80稳定剂等。本发明是依据脱乙酰度和黏度之质量指标选择适宜的几丁聚糖，经乙酸溶液溶解、中和后，采用钴60－γ射线幅照降解，降解产物再经高温高压，超声波等后处理，最后加入土温－80稳定剂均质混匀，就可获得几丁聚糖纳米混悬剂。本方法操作简便、成本低廉、反应易控、无污染、产品品质高，降解后能得到均一性较好的几丁聚糖纳米颗粒。能作为保健食品、外用医用敷料等，并可进一步开展其它生物学功效的生物材料研究。

Description

几丁聚糖纳米混悬剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种生物材料，特别是用于保健食品、外用医用敷料等方面具有抗突变生物学效能的几丁聚糖纳米混悬剂及其制备方法。

背景技术

随着工农业的迅猛发展，化学致癌越来越得到人们的关注。据世界卫生组织报告，现在全世界每年死于癌症的病人约500万以上，21世纪初将速升至1000万以上，但值得注意的是引起绝大多数人类癌症除遗传外，主要由环境因素，尤其是化学因素引起的，包括合成的和天然的化合物。目前环境污染已成为人类生存健康的头号杀手，许多化学物质都具有极强的致突变作用，成为环境致突变剂。Ames等报道，大多数致癌剂是致突变剂，并指出致癌剂与致突变剂约有83％的相联关系，因此随着预防医学和肿瘤化学预防的发展，在癌症的一级预防对策中，研究、寻找一种具有抗突变作用的物质，对去除或降低环境致癌原极具现实意义。几丁聚糖是存在于自然界中少有的带正电荷可生物降解高分子材料，广泛存在于虾、蟹外壳及真菌细胞壁中。由于其独特的化学特性和生物学功能，倍受当今世界各国科学家的高度重视，目前研究的领域已涉及到工业、农业、医药、环保等，并不断深入和发展。在生物医学、医药方面人们已做了大量的研究，如：抗菌、促免疫、降血脂、促伤口愈合等。但迄今未见抗突变生物学功效的系统研究与报道。

几丁聚糖虽然具有多种生物学活性，但由于其分子量大，水溶性差，在应用领域和生物利用度上受到一定限制。众所周知，纳米科技最初原于对胶体微粒的研究，据此我们拟在几丁聚糖胶体物研究的基础上，运用物理和化学手段，对其进行纳米化研究，并应用于医学，是非常有现实意义的。根据尺寸和表面积效应，研制而成的纳米微粒，可能会发现一些新的生物学功效和新的理化性。据文献报道，目前纳米技术在生物医学领域中的专利占美国1998～2000专利总数的80％以上，足以说明纳米技术在医药领域中的广阔应用前景和可行性。

根据国内外最新研究成果，进行几丁聚糖纳米微粒的研制，并通过对多种强阳性诱变剂的抗突变作用的系统研究，确定其确切的抗突变生物学活性，不仅可提供一种非常好的生物活性材料，并可以此为技术平台，负载某些免疫蛋白、抗肿瘤蛋白等进行肿瘤预防、免疫调节、环境去突变剂等多领域研究和开发，产业化前景十分看好。对推动甲壳素资源开发和再利用，对阻断或降低环境化学致癌物，对肿瘤的化学预防提示了一种新的研究思路和基础工作，利国利民。

发明内容

本发明目的是提供一种具有抗突变生物学效应的几丁聚糖纳米混悬剂及其制备方法，使操作简便、成本低廉、反应易控、无污染、产品品质高，降解后能得到均一性较好的几丁聚糖纳米颗粒。制备的几丁聚糖纳米混悬剂可用于保健食品、外用医用敷料等方面，并可进一步开展其它生物学功效的生物材料研究。

本发明所述的几丁聚糖纳米混悬剂由纳米化的几丁聚糖、溶剂及土温-80稳定剂等组成。本发明实现的步骤是：依据脱乙酰度和黏度之质量指标选择适宜的几丁聚糖，经乙酸溶液溶解、中和后，采用钴60-γ射线幅照降解，降解产物再经高温高压，超声波等后处理，最后加入土温-80稳定剂均质混匀，就可获得几丁聚糖纳米混悬剂。

本发明是通过下述技术方案予以实现：

本发明几丁聚糖纳米混悬剂，包含几丁聚糖纳米颗粒、溶剂及稳定剂土温-80等。

本发明以几丁聚糖为起始原料，通过溶解、辐照降解，后处理等步骤制得几丁聚糖纳米混悬剂。附图1给出了本方法的工艺流程。

本发明将1.0～10.0％的几丁聚糖溶于0.5％～5％乙酸溶液，充分溶解后，用碳酸氢钠(NaHCO₃)节PH值5.0～7.0，过滤，然后再经钴60(⁶⁰Co)-γ射线幅照，剂量为10～100kGy(动态)，优选20～50kGy。高温高压，超声波处理，加入0.5％～10％土温-80，优选1％～5％，充分混匀。

本发明所述的几丁聚糖纳米混悬剂的制备工艺和方法简述如下：

(1)几丁聚糖溶液的制备

(2)几丁聚糖溶液⁶⁰Co-γ射线幅照

(3)对幅照后的几丁聚糖溶液用高温高压处理

(4)对高温高压处理后的几丁聚糖溶液用超声波处理

(5)加入0.5％～10％的土温-80，优选1％～5％。

具体步骤如下：

(1)几丁聚糖溶液的制备方法包括：将脱乙酰度大于80％的几丁聚糖置于80℃烘箱内烘2小时，冷却，按1.0～10.0％称量，用0.5％～5％乙酸将其搅拌溶解，搅拌速度60～300转/min，，时间5.0±2.0小时，放置24～72小时，溶液PH值3.0～5.0，用0.5％～1.5％碳酸氢钠溶液进行中和至PH值5.0～7.0，过滤、消泡。次日测定黏度为100～10000毫帕秒(mpa.s)。

(2)几丁聚糖溶液⁶⁰Co-γ射线幅照：将(1)中所制备的几丁聚糖溶液100ml，分装于100ml透明玻璃瓶内，用⁶⁰Co-γ射线幅照，剂量为10～100kGy(动态)，优选20～50kGy。

(3)高温高压处理：将经(2)处理的几丁聚糖溶液，置于高压蒸汽消毒锅内加热高压处理，其温度为115℃～125℃，时间1～3小时。

(4)超声波处理：将经(3)处理的几丁聚糖溶液，用超声波处理，超声强度500～1000W，超声时间3秒，间隔2秒，如此重复30次为一个超声单位，重复5～20个超声单位。

(5)最后加入体积比为0.5％～10％稳定剂土温-80，以1.0％～5.0％为优选，均质混匀，即可。

通过上述工艺步骤，即得到一种在室温条件下稳定存储，几丁聚糖颗粒粒径在200nm以下几丁聚糖纳米混悬剂。

研究制备的几丁聚糖纳米混悬剂，经80000倍透射电镜(TEM H600A日本日立公司)观察，大小均匀，拍摄的实物底片应用专业图像分析软件(Image-proplus)处理，计算结果为：n＝109，平均粒径＝20.18nm，S＝1.23，(n为颗粒样本数，s为标准差)，几丁聚糖纳米粒径(95％可信限)＝20.18±1.96×1.23nm，上限为23.59nm，下限为16.77nm，形貌为类球型(图2)。

图3表明，受检样品只有一个峰值，说明粒径分布比较均匀。

经动态光散射仪分析测定，不同尺寸纳米混悬剂在颗粒总数中分布及所占体积情况见表1及图3。

表1 不同尺寸纳米颗粒的分布

表1说明，制备的几丁聚糖纳米粒，99.1％的颗粒的粒径分布于19.9～31.5nm之间，平均粒径＝25.3nm，与透射电镜观察的绝对方法较吻合(平均粒径＝20.18nm)，其余0.9％的颗粒粒径为99.6～198.7nm。

本发明采用酸解、⁶⁰Co-γ射线幅照、高温高压、超声波等综合理化手段进行几丁聚糖纳米混悬剂的制备，该发明具有操作简便、成本低廉、反应易控、无污染、产品品质高等优点，降解后能得到均一性较好的几丁聚糖纳米颗粒。本方法制备的几丁聚糖纳米混悬剂具有抗突变生物学效应和多种用途，可作为保健食品、外用医用敷料等，并可进一步开展其它生物学功效的生物材料等方向的研究。本发明能用于少量实验室样品的制备，也可以工业化小批量生产。

附图说明

图1为几丁聚糖纳米混悬剂制备工艺流程图。

图2为透射电镜观察纳米颗粒形貌及尺寸表征。

图3为几丁聚糖纳米颗粒粒径分布图谱(动态光散射仪纳米颗粒尺寸和分布的表征)。图3表明，受检样品只有一个峰值，说明粒径分布比较均匀。

具体实施方式：

下面通过实施案例，进一步说明本发明之可行性。

实施例1

将精制的几丁聚糖(脱乙酰度DA为92.5％，黏度315毫帕秒，山东即墨甲壳质公司提供)置于80℃烘箱内2小时，冷却，制成1.5％(W/L)醋酸溶液，醋酸浓度为1.0％，25℃溶解48小时，取200ml分装于250ml生理盐水瓶，用⁶⁰Co-γ射线幅照剂量为25kGy(动态)，剂量率0.7kGyh^-1，幅照后经121℃高压2.5小时，然后再用超声波处理，超声强度600W，超声时间3秒，间隔2秒，如此重复35次为一个超声单位，重复10个超声单位，约35分钟。加入2.0％土温-80(终浓度)，混匀。透射电镜80000倍放大，拍摄的实物底片应用专业图像分析软件(Image-proplus)处理，计算结果为：n＝109，平均粒径＝20.18nm，S＝1.23，(n为颗粒样本数，s为标准差)，几丁聚糖纳米粒径(95％可信限)＝20.18±1.96×1.23nm，上限为23.59nm，下限为16.77nm，形貌为类球型(图2)。

实施例2

将精制的几丁聚糖(同实施例1)置于80℃烘箱内2小时，冷却，，制成2.0％(W)醋酸溶液，醋酸浓度为1.2％，25℃溶解60小时，取200ml分装于250ml生理盐水瓶，⁶⁰Co-γ射线幅照剂量为30kGy(动态)，剂量率0.83kGyh^-1，幅照后经121℃高压2.5小时，然后再用超声波处理，超声强度600W，超声时间3秒，间隔2秒，如此重复30次为一个超声单位，重复10个超声单位，约30分钟。加入1.5％土温-80(终浓度)，混匀。经动态光散射仪分析测定，平均粒径＝25.3nm，99.1％几丁聚糖纳米颗粒粒径分布于19.9nm～31.5nm之间(见表1和图3)。

实施例3

将精制的几丁聚糖(同实施例1)置于80℃烘箱内2小时，冷却，制成3.0％(W)醋酸溶液，醋酸浓度为2.0％，25℃溶解72小时，取200ml分装于250ml生理盐水瓶，⁶⁰Coγ射线幅照，剂量为50kGy(动态)，剂量率1.39kGyh^-1，。幅照后经121℃高压3.0小时，然后再用超声波处理，超声强度800W，超声时间3秒，间隔2秒，如此重复30次为一个超声单位，重复20个超声单位，约1小时。加入2.5％土温-80(终浓度)，混匀。经透射电镜80000倍放大检测，统学计算结果为：平均粒径＝59.5nm，形貌为类球型。

上述所列举的实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域人士在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所作出的各种变化，所有等同的技术方案也应属于本发明保护之范畴。

Claims

1、一种几丁聚糖纳米混悬剂，其特征是几丁聚糖纳米混悬剂由纳米化的几丁聚糖、溶剂及土温-80稳定剂等组成，依据脱乙酰度和黏度之质量指标选择适宜的几丁聚糖，经乙酸溶液溶解、中和后，采用钴60-γ射线幅照降解，降解产物再经高温高压，超声波处理，加入土温-80稳定剂均质混匀，制得几丁聚糖纳米混悬剂。

2、根据权利要求1所述的几丁聚糖纳米混悬剂，其特征在于所述的几丁聚糖纳米颗粒直径小于200nm，呈均匀混悬状。

3、根据权利要求1所述的几丁聚糖纳米混悬剂，其特征在于所述的几丁聚糖质量浓度为1％～10％，溶解时乙酸溶液浓度为0.5％～5％，时间为24～72小时，PH值3.0～5.0。

4、根据权利要求1所述的几丁聚糖纳米混悬剂，其特征在于所述的几丁聚糖脱乙酰度为大于80％，黏度100～500毫帕秒。

5、根据权利要求1所述的几丁聚糖纳米混悬剂，其特征在于所述几丁聚糖纳米混悬剂含有的土温-80稳定剂，浓度为0.5％～10％。

6、根据权利要求1所述的几丁聚糖纳米混悬剂的制备方法，其特征在于：

a)样品溶解：将1.0～10.0％的几丁聚糖溶于0.5％～5％乙酸溶液中，时间为24～72小时，用碳酸氢钠调节PH值5.0～7.0。

b)辐照降解：将步骤a得到的溶液，用钴60-γ射线幅照降解，辐照剂量为10～100kGy。

c)将步骤b幅照降解的几丁聚糖进行高温高压处理，温度为115℃～125℃，时间1～3小时。

d)将步骤c样品进行超声波处理，强度500～1000W，超声时间3秒，间隔2秒，如此重复30次为一个超声单位，重复5～20个超声单位。

e)在步骤d样品中加入0.5％～10％土温-80稳定剂，均质混匀，即可。