CN102666671B - 纳米尺寸的黑色素颗粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种纳米尺寸的黑色素颗粒及黑色素颗粒的制备方法，所述制备方法的特征在于，通过同时或依次进行下列步骤(1)和(2)生成黑色素，步骤(1)：在含有多巴胺·H+X-的水溶液(其中，H+X-是酸)中添加碱(base)，进行酸碱中和反应，以及步骤(2)：使多巴胺在空气中氧化的同时进行聚合反应(polymerization)。并且在添加所述碱时，通过将多巴胺·H+X-(a)和碱(b)的摩尔比例调节至a∶b＝1∶0.1～1，生成纳米尺寸的黑色素颗粒。根据本发明的制备方法可以在短时间内制备纳米尺寸的黑色素颗粒。而且，根据本发明制得的纳米尺寸的黑色素颗粒，与天然的黑色素或现有合成的黑色素不同，在溶剂中的分散性良好，从而可以应用于各种领域。

Description

纳米尺寸的黑色素颗粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种在溶剂中具有良好的分散性的纳米尺寸的黑色素颗粒、其制备方法及用于制备黑色素颗粒的中间体。
背景技术
黑色素是在植物、动物、原生生物等各种生物的各种部位存在的生物高分子(bio-polymer)，分为深棕色的真黑素(Eumelanin)和黄红色的褐黑素(pheomelanin)。真黑素源自L-3.4-二羟基苯丙氨酸(3，4-dihydroxy-L-phenylalanine，L-DOPA)或2-(3，4-二羟基苯基)乙胺[2-(3，4-dihydroxyphenyl)ethylamine，dopamine(多巴胺)]。存在含硫醇基(-SH)物质，例如半胱氨酸(cysteine)、谷胱甘肽(glutathione)等的条件下，所述褐黑素源自L-DOPA或多巴胺(dopamine)。众所周知，真黑素作为在哺乳动物中主要存在的黑色素，是含吲哚单元(indole units)的、结构不均匀的生物高分子。儿茶酚胺(catecholamine)氧化，引起邻醌(o-quinones)中的胺基(amine group)部分发生分子内插入(intramolecular addition)，从而形成吲哚单元(indole units)。
单纯作为色素，黑色素不仅可以阻挡超过一定量的紫外线，还具有多种生物学功能，因此，人们正积极地进行对黑色素本身、其制备方法及其应用领域的研究。
目前已知的黑色素的生物学功能有多种，包括吸收大面积电磁辐射(electromagnetic radiation)的光保护(photoprotection)功能，例如：光敏作用(photosensitization)、金属离子螯合(metal ion chelation)、抗生作用(antibiotic)、体温调节(thermoregulation)、自由基淬火(free radical quenching)等。这种黑色素用于光电池(photovoltaic cell)、传感器(sensor)、光电及能源存储(optoelectric and energy storage)、光敏及光保护材料(photoactive andphotoprotective materials)、抗氧化物质、生物医学(biomedical)、化妆品等各种应用领域中。
这种黑色素可以从现有的自然界中获得，也可以通过包括酶促反应或氧化反应的人工合成方法获得。
具体地，黑色素可以从生物体内获得。在生物体中，酪氨酸(tyrosine)是氨基酸的一种，通过酪氨酸酶(tyrosinase)被氧化，转换成二羟基苯丙氨酸(dihydroxy phenylalanine)后，二羟基苯丙氨酸通过一系列的氧化过程转变为黑色素。但是，至于从自然界获得的黑色素，不仅由于不易溶解于水等溶剂中而难以在各个领域中应用，而且生成的黑色素的量不稳定，另外，目前尚缺乏常规化的获得在生物体内生成的天然的黑色素的工艺。此外，至于用人工合成方法获得的黑色素，由于黑色素为不规则形状的物质，获得过程需要较长时间，不仅不溶解于水等溶剂中，而且在溶剂中也不能很好地分散，从而在各种领域的应用中具有局限性。
发明内容
发明要解决的技术问题
通过现有技术不能合成可以在水等溶剂中分散的纳米尺寸的颗粒状态的黑色素，即便是天然黑色素，在溶剂中也不能分散。
本发明人通过实验发现：含有多巴胺·H+X-的水溶液(其中，H+X-是酸)和碱(base)发生化学反应生成多巴胺，在氧化多巴胺的同时使其发生聚合反应(polymerization)，从而制备黑色素；在添加所述碱时，调节多巴胺H+X-和碱的摩尔比例，可以制备具有一定形状的颗粒状态的黑色素，而且，可以将颗粒尺寸调节为纳米尺寸。本发明以此为基础。
此外，本发明的目的在于通过利用标准还原电势约1.4～2的氧化剂，使多吧(3，4-dihydroxyphenylalanine，DOPA)进行聚合反应，制备黑色素颗粒。
而且，本发明的目的在于通过调节影响反应速度的各种合成条件，精确调节黑色素颗粒的尺寸和形状。
解决技术问题的技术手段
本发明提供一种黑色素颗粒的制备方法及根据所述方法制得的纳米尺寸的黑色素颗粒，其特征在于，通过同时或依次进行下列步骤(1)和(2)生成黑色素，步骤(1)：向含有多巴胺·H+X-的水溶液(其中，H+X-是酸)中添加碱(base)，进行酸碱中和反应；以及步骤(2)：使多巴胺在空气中氧化的同时进行聚合反应(polymerization)。并且在添加所述碱时，通过将多巴胺·H+X-(a)和碱(b)的摩尔比例调节至a∶b＝1∶0.1～1，生成纳米尺寸的黑色素颗粒。
此外，本发明提供一种制备黑色素颗粒方法及根据所述方法制得的黑色素颗粒。该方法为：在标准还原电势约1.4～2的氧化剂下，聚合反应多吧(DOPA)，从而制备黑色素颗粒。
此外，本发明提供一种纳米尺寸的黑色素颗粒。
此外，本发明提供一种用于制备黑色素颗粒的中间体，具体为：在将多巴胺·H+X-(a)和碱(b)的摩尔比例调节至a∶b＝1∶(0.1～1)的状态下，向含多巴胺·H+X-的水溶液(其中，H+X-是酸)中加入碱(base)，进行酸碱中和反应后，冷冻干燥，从而制得用于制备黑色素颗粒的中间体。
有益效果
根据本发明的制备方法可以在短时间内制备纳米尺寸的黑色素颗粒。
而且，根据本发明制得的纳米尺寸的黑色素颗粒，与天然的黑色素或现有合成的黑色素不同，在溶剂中的分散性良好，从而可以应用于各种领域。
附图说明
图1是实施例1中制得的黑色素颗粒和乌贼墨的TEM照片及SEM照片，(a)和(c)分别是乌贼墨和实施例1中制得的黑色素颗粒的TEM照片，(b)和(d)分别是乌贼墨和实施例1中制得的黑色素颗粒的SEM照片；
图2是示出在实施例1中获得的黑色素颗粒在水中具有优异的分散性的图片；
图3至图6分别示出在实施例1中获得的黑色素颗粒的CP/MAS 13C固态NMR、FT-IR、EPR及UV-VIS的波谱；
图7是在实施例1中制备黑色素颗粒的过程的概略图；
图8示出根据实施例2至实施例4制备黑色素颗粒时，随着含多巴胺·H+Cl-的水溶液和碱的混合比例的变化，反应时间及含多巴胺·H+Cl-的水溶液的pH的变化示意图；
图9至图14分别是实施例2、4至8中制备的黑色素颗粒的TEM照片；
图15的(a)至(c)分别示出在实施例1、10及11中制备的黑色素颗粒的TEM照片；
图16示出在实施例1中制备的黑色素颗粒与金属反应时是否保持黑色素颗粒的分散性的图片；
图17(a)是多巴胺·H+Cl-的1H-NMR(氢核磁共振)的波谱示意图，图17(b)是用于制备在实施例12中制得的黑色素颗粒的中间体(反应产物)的1H-NMR的波谱；
图18是示出在碱性条件下(pH为8～11)利用mPEG-Nu对黑色素颗粒进行表面处理时发生1，4-加成反应的概略图；
图19是示出根据实施例13至15经表面处理后的黑色素颗粒在磷酸盐缓冲溶液(PBS)中的分散过程的概略图；
图20至图22分别是在实施例13至实施例15中获得的经表面处理后的黑色素颗粒的TEM照片；
图23是在实施例13至实施例15中获得的经表面处理后的黑色素颗粒、在实施例1获得的黑色素颗粒及mPEG-SH的FT-IR的波谱示意图；
图24(a)是示出将在实施例1中获得的黑色素颗粒(未进行表面处理)分别分散在磷酸盐缓冲溶液(PBS)及胎牛血清(FBS)中的示意图，图24(b)是示出在实施例13中获得的黑色素颗粒分别分散在磷酸盐缓冲溶液(PBS)及胎牛血清(FBS)中的示意图；
图25是示出根据在实施例1中获得的黑色素颗粒和在实施例13获得的黑色素颗粒的添加量的DPPH自由基去除能力的示意图；
图26是示出根据在实施例1～实施例8中分别获得的不同尺寸的黑色素颗粒和作为对照组的抗坏血酸的添加量的DPPH自由基去除能力的示意图；
图27是示出根据实施例1的黑色素颗粒的添加量的ESR(electrom spinresonance，电子自旋共振)信号强度变化的示意图，其中，EN指的是真黑素纳米颗粒；
图28是示出根据实施例13的经表面处理后的黑色素颗粒的添加量的ESR(electrom spin resonance)信号强度变化的示意图，其中，PEN指的是由mPEG-SH表面处理的黑色素颗粒；
图29是测量在实施例1中制得的黑色素颗粒有无毒性的示意图；
图30是在实施例16中获得的黑色素颗粒的SEM照片；
图31是在实施例17中获得的黑色素颗粒的SEM照片；
图32是使DOPA相对于氧化剂KMnO4的含量变为0.1eq、0.3eq及0.5eq而获得的黑色素颗粒的SEM照片；
图33是使DOPA相对于氧化剂NaIO4的含量变为0.1eq、0.5eq及2eq而获得的黑色素颗粒的SEM照片。
具体实施方式
下文将详细描述本发明。
在本发明中，纳米尺寸的黑色素颗粒指的是平均粒径是纳米级的非常小的黑色素颗粒。
参照多巴胺(dopamine)氧化形成黑色素(melanin)的机理，多巴胺分子(dopamine molecule)失去两个氢原子变成醌型(qunone type)的步骤是速率确定步骤(rate determining step)，随后的环化步骤由于在能量方面有利而进行得非常快。影响总体的反应速度的因素为pH和反应温度、[氧气]、[多巴胺]等。
本发明人通过如图7所示的实验，用碱多巴胺·H+X-，使其自氧化(oxidation)的过程中，不仅可以通过调节多巴胺·H+X-相对于碱的量，制备黑色素颗粒，而且可以通过改变多巴胺·H+X-的浓度、及/或多巴胺·H+X-和碱的中和反应温度，控制黑色素颗粒的尺寸。此外，可以通过调节影响多巴胺氧化反应速度的因素，调节黑色素颗粒(melanin particle)的大小。
具体地，在通过多巴胺·H+X-和碱的中和反应生成黑色素颗粒时，随着多巴胺·H+X-与碱的摩尔比的变化，黑色素颗粒的尺寸发生改变(参照图9及10)。而且，随着碱的量的增加，颗粒(particle)的尺寸变小，但是，当碱含量超过多巴胺(dopamine)的摩尔数后，则没有形成规则形状的颗粒(particle)。随着多巴胺·H+X-的浓度增加，黑色素颗粒的尺寸增加(参照图11及12)，并且随着反应温度的增加，黑色素颗粒的尺寸减小(参照图13及14)。可以通过调整上述条件，调节黑色素颗粒的尺寸。当合成尺寸为400nm以下，优选为100nm以下时，由于能够以纳米颗粒的形状分散于中性水中，所以，有望在生物医学领域的各种领域中广泛应用。
以下将描述生成黑色素颗粒时同时或依次进行的各步骤。
步骤(1)：向含多巴胺·H+X-的水溶液中加入碱(base)，进行酸碱中和反应
本发明的特征在于，向含多巴胺·H+X-的水溶液中加入碱，进行酸碱中和反应时，通过将所述多巴胺·H+X-(a)和碱(b)的摩尔比例调节为a∶b＝1∶0.1～1，调节黑色素颗粒的尺寸和形状。
所述含多巴胺·H+X-的水溶液中包含多巴胺·H+
Figure BPA00001545830500061
H+及X-。若向这种含多巴胺·H+X-的水溶液加入碱，所述碱中和所述水溶液中的多巴胺·H+，将多巴胺·H+转换为多巴胺，同时生成水(H2O)及盐(例如氯化钠)。
本发明人发现，在加入所述碱时，根据多巴胺·H+X-与碱的使用比例，通过随后的多巴胺聚合反应可以制备成具有规则形状的颗粒状态的黑色素，而且，可以将黑色素颗粒的尺寸(平均粒径)调节为纳米尺寸。具体地，随着碱与多巴胺·H+X-的摩尔比例的增加，随后生成的黑色素颗粒的尺寸变小，并且当碱(b)与多巴胺·H+X-(a)的摩尔比例超过b/a＝1时，制得的黑色素不具有特定的形状。尤其是，在本发明中，可以通过将多巴胺·H+X-(a)和碱(b)的混合比例调节为a∶b＝1∶(0.1～1)的摩尔比例，制备具有规则形状(例如，球形)的、纳米尺寸(平均粒径约400nm以下，优选地约30～400nm，更优选地约50～100nm)的黑色素颗粒。
本发明中可用的含多巴胺·H+X-的水溶液为多巴胺被酸(H+X-)(例如盐酸)所酸化
Figure BPA00001545830500071
的溶液，所述H+X-中X-的非限制性示例为卤素离子、HSO4 -、NO3 -、H2PO4 -、CH3COO-等。
而且，只要所述碱是可以中和所述水溶液中的多巴胺·H+的物质，对此就没有特别的限制。这种物质的非限制性示例为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属的碳酸盐、碱土金属的碳酸盐、碱金属的碳酸氢盐、碱土金属的碳酸氢盐、碱金属的醋酸盐、碱金属的磷酸盐、碱金属醇盐(碳原子数为1～20)、氨气(NH3)、氨水(NH4OH)、胺等。优选的碱的示例为NaOH、NH4OH、KOH、Ca(OH)2、LiOH、K2CO3、甲胺、乙胺、二乙胺等，但不限于此。
同时，本发明的另一特征在于，除了上述的含有多巴胺·H+X-的水溶液和碱的混合比例之外，通过调节影响酸碱中和反应的速度的各种合成条件，例如，添加碱前后含有多巴胺·H+X-的水溶液的pH范围、含有多巴胺·H+X-的水溶液的摩尔浓度范围及酸碱中和反应的温度范围，精确调节黑色素颗粒的尺寸和形状。
具体地，限定参与酸碱中和反应的多巴胺·H+X-的量，并且因此限定由酸碱中和反应生成的多巴胺的量。因此，在酸碱中和反应的速度快的情况下，生成的多巴胺大部分用于生成黑色素颗粒的种子(seed)，黑色素颗粒的生长(growth)中使用的多巴胺的量相对较少，因此，可以获得尺寸虽小但大量的黑色素颗粒。另一方面，在酸碱中和反应的速度慢的情况下，相比生成黑色素颗粒的种子，生成的多巴胺相对而言主要用于黑色素颗粒的生长，因此，可以获得虽然尺寸大但数量少的黑色素颗粒。
此时，在本发明中，分别或总体调节添加碱前后含有多巴胺·H+X-的水溶液的pH范围、含有多巴胺·H+X-的水溶液的摩尔浓度范围及酸碱中和反应的温度范围，使得可以获得具有纳米颗粒尺寸的规则形状的黑色素颗粒。
例如，根据多巴胺·H+X-与碱的摩尔比例，刚添加碱后的含有多巴胺·H+X-的水溶液的pH范围出现差异，因此，反应速度也受到影响，此时，根据添加碱前的含有多巴胺·H+X-的水溶液的pH值，反应速度也不同。因此，在本发明中，为了获得颗粒尺寸(平均粒径)是纳米尺寸的黑色素颗粒，在调节多巴胺·H+X-与碱的摩尔比例的同时，通过调节添加碱前后的含有多巴胺·H+X-的水溶液的pH范围，控制酸碱中和反应的速度。此时，添加碱前的含有多巴胺·H+X-的水溶液的pH为约2～7的范围，优选地，约5～7的范围是合适的，并且刚添加碱后的含有多巴胺·H+X-的水溶液的pH为约8～11的范围是合适的。
而且，所述含有多巴胺·H+X-的水溶液的摩尔浓度越大，随后制得的黑色素颗粒的尺寸越大，但是，制得的黑色素颗粒的尺寸很大时，在溶剂中的分散性差。此外，所述含有多巴胺·H+X-的水溶液的摩尔浓度太低或太高时，随后制得的黑色素颗粒不具有规则形状。此时，在本发明中，通过调节所述含有多巴胺·H+X-的水溶液的摩尔浓度，调节黑色素颗粒的尺寸(平均粒径约30～400nm)及形状(例如，球形)。尤其是，通过调节黑色素颗粒的尺寸和形状，使得随后制得的黑色素颗粒可以在溶剂中较容易地长时间分散，为此，优选地，将所述含有多巴胺·H+X-的水溶液的摩尔浓度控制在1mmol/L(mM)至1mol/L(M)的范围内。
而且，在进行所述含有多巴胺·H+X-的水溶液和碱的酸碱中和反应时，反应温度越高，中和反应后的氧化及聚合速度越快，随后制得的黑色素颗粒的平均粒径越小。此外，随后的多巴胺的聚合反应温度影响黑色素颗粒的尺寸。因此，为了获得平均粒径约400nm以下、具有规则形状的黑色素颗粒，在所述含有多巴胺·H+X-的水溶液中添加碱最好在约20至100℃的范围的温度中进行。
同时，如果在存在含有硫醇基(thiol group，-SH)的化合物的情况下，进行上述含有多巴胺·H+X-的水溶液和碱的酸碱中和反应及/或多巴胺的聚合反应，则可以获得含有硫磺(sulfur)的黑色素。
所述含有硫醇基的化合物的非限制性示例是半胱氨酸(cysteine)、谷胱甘肽(glutathione)等。
优选地，所述含有硫醇基的化合物的使用量是根据其种类适当调节的。例如，将多巴胺·H+X-(α)、含有硫醇基的化合物(β)和碱(γ)以α∶β∶γ＝3∶1～3∶2～3的摩尔比例范围混合时，可以获得尺寸(平均粒径)约100至200nm的褐黑素。
而且，本发明在将多巴胺·H+X-(a)和碱(base)的摩尔比例调节至a∶b＝1∶0.1～1的状态下，通过在含多巴胺·H+X-的水溶液(其中，H+X-是酸)中添加碱，酸碱中和反应后进行干燥，可以提供用于制备黑色素颗粒的中间体。优选地，在所述干燥之前，可以通过过滤酸碱中和反应的产物去除盐。
但是，因为所述酸碱中和反应的反应产物多巴胺(dopamine)具有良好的反应性，因此，优选地，在约1至5℃的温度中进行中和反应后干燥，更优选地，在约1至5℃的温度中进行中和反应后冷冻干燥。
所述反应产物的过滤方法有萃取(extraction)等，但并不仅限于此。其中，萃取溶剂有甲醇、乙烷等。
步骤(2)：使生成的多巴胺进行聚合反应(polymerization)
此后，通过由上述含有多巴胺·H+X-的水溶液和碱的酸碱中和反应生成的多巴胺在空气中进行聚合反应，可以获得黑色素颗粒，此时，可以同时或依次进行酸碱中和反应和多巴胺的聚合反应。
与现有技术不同，所述多巴胺的聚合反应中，如果没有提供过量的氧气等氧化剂而通过添加碱生成的多巴胺被暴露在空气中，则所述多巴胺被自氧化(spontaneous oxidation)，进而开始所述多巴胺间的聚合反应，最后生成黑色素高分子。
同时，通过上述方法制得的黑色素颗粒是纳米尺寸的，例如，尺寸(平均粒径)在约30至400nm的范围内，优选地，可以在约50至100nm的范围内。与通过现有方法制得的黑色素颗粒不同，这种纳米尺寸的黑色素颗粒对水的分散性非常好，从而可以很容易地应用于各种领域。例如，本发明的黑色素颗粒或含有其的分散溶液可以用作金属清除剂(metal scavenger)、抗氧化物质、造影剂、光反应物质、光保护物质等，而且，可以用于金属检测装置或金属量化分析的装置、光发电元件、光电子和能量存储装置等，并且可以用于利用黑色素颗粒-金属离子螯合物的生物医学领域或化妆品等各种领域。
具体地，本发明的黑色素颗粒，由于羰基、胺、亚胺、苯酚、邻苯二酚等黑色素颗粒的官能基，易于金属螯合，从而可以和金属一起沉淀。因此，可以用作去除金属的金属净化剂(metal scavenger)。尤其是，根据本发明的黑色素颗粒用作金属净化剂时，可以根据在分散溶液中均匀分散的黑色素颗粒是否保持分散状态，间接地确认金属是否被去除。
此外，本发明的黑色素颗粒在金属检测装置内可用作金属检测部件，至于所述金属检测装置，如果在金属检测部件内黑色素颗粒检测到金属，与金属相互作用，则发生轻微振动，并且根据是否发生所述轻微振动，通过发出on/off等信号的部件，可以确认是否存在金属。
此外，本发明的黑色素颗粒与现有的黑色素颗粒一样，可以使电子激发态的染料分子(dye molecule)变成基态，而且，可以使活性放射族失去活性，并且可以使氧化还原活性状态的金属离子变成非活性状态，因此，可以用作生物系统中有效的抗氧化物质。
同时，本发明通过在存在标准还原电势约为1.4以上的氧化剂时进行多巴(3，4-dihydroxyphenylalanine，DOPA)的聚合反应，可以获得与现有的具有不规则形状的黑色素颗粒不同的、具有规则形状的黑色素颗粒。
所述氧化剂的标准还原电势约为1.4以上，优选地，在约1.4至2的范围内，更优选地，在约1.4至1.8的范围内。
所述氧化剂的非限制性示例为高锰酸钾(potassium permanganate，KMnO4)、高碘酸钾(potassium periodate，KIO4)、高碘酸钠(sodium periodate，NaIO4)等。
此外，考虑所使用的氧化剂的类型，适当调节所述氧化剂的含量，优选地，可以调节至相对于DOPA摩尔数约0.1～1的摩尔范围内。若氧化剂的量脱离了相对于DOPA摩尔数约0.1～1的摩尔范围，会使生成的黑色素的量变小，或不能生成球形的黑色素颗粒。
同时，根据本发明的黑色素颗粒可以通过表面改性用于各种领域。例如，所述黑色素颗粒可以利用在高分子末端部分含有硫醇基(-SH)的烷氧基聚乙二醇(烷氧基的碳原子数为1～50)进行表面处理。具体地，如果利用含有硫醇基的烷氧基聚乙二醇(烷氧基的碳原子数为1～50)表面处理黑色素颗粒，则作为亲核试剂的硫醇基的部分与黑色素的醌部分1，4-加成反应，所述烷氧基聚乙二醇与黑色素颗粒结合，从而可以使黑色素颗粒的表面改性(参照图18)。
如图19所示，所述黑色素颗粒的表面处理是通过包括下列步骤(1)和步骤(2)的方法进行的：步骤(1)：在使黑色素颗粒分散在水中获得的分散溶液中添加可以使所述分散溶液的pH从6～8变为9.5～11.5的碱；及步骤(2)：添加在末端部分含有硫醇基的烷氧基聚乙二醇(烷氧基的碳原子数为1～50)，但并不仅限于此。
所述分散溶液内黑色素颗粒(A)和含有硫醇基的烷氧基聚乙二醇(B)以A∶B＝1∶3～20的重量比例混合。
此外，优选地，所述含有硫醇基的烷氧基聚乙二醇的重量平均分子量在约1000～3000的范围内。
如上所述，表面处理后的黑色素颗粒可以在生物溶液中很容易地分解，而且，也可以在有机溶剂中很容易地分解，从而可以应用于各种领域，尤其是生物领域。
所述生物溶液的非限制性示例为磷酸盐缓冲溶液(phosphate buffer solution，PBS)、胎牛血清(fatal bovin serum，FBS)等。
下文，通过实施例更详细地描述本发明。但，实施例仅用于示例性说明本发明，并不限制本发明。
<实施例1>
将180mg盐酸多巴胺[(3，4-dihydroxyphenethylamine)HCl]溶解于90ml去离子水(D.I.water)中，制得摩尔浓度约为10.5mmol/L的含有多巴胺·HCl的水溶液(Ph＝6.8)。此后，如图7所示，在50℃的温度中将所述含有多巴胺·HCl的水溶液与760μL的1N的NaOH混合(多巴胺·HCl∶NaOH＝1∶0.8的摩尔比例)，进行中和反应的同时，在空气中搅拌5个小时内进行聚合反应。然后，将搅拌后获得的反应产物在常温下以约18000rpm的速度进行离心分离约约20分钟，以进行提纯，反复进行3次。此后，通过以约4000rpm的速度进行离心分离约10分钟，进行尺寸选择，从而获得分散在水中的黑色素颗粒70mg，此时，获得的黑色素颗粒的尺寸约为80～100nm。
其中，随着所述混合溶液自氧化，含有多巴胺·HCl的水溶液的pH在刚添加NaOH后从约6.8变为约9.25，然后逐渐变为中性，添加NaOH约5小时后，pH变为约6.6。此时，所述混合溶液的颜色变化为：透明→淡黄色→深棕色。
(1)图1的(c)和(d)分别示出上述获得的黑色素颗粒的透射式电子显微镜(transmission electron microscope，TEM)照片及扫描电子显微镜(scanningelectron microscope，SEM)照片。将这些照片与乌贼墨的TEM照片(图1(a))及SEM照片(图1(b))比较的结果为，在实施例1中获得的黑色素颗粒的形状与乌贼墨颗粒的形状类似，而且其形状为球形。
(2)而且，使上述获得的黑色素颗粒(浓度：约0.5mg/ml)分散在水中后，放置一个月，观察黑色素颗粒是否保持在水中的分散状态。观察结果为黑色素颗粒一个多月内稳定地分散在水中(参照图2)。
(3)此外，图3至图6分别示出上述获得的黑色素颗粒的CP/MAS 13C Solidstate NMR(交叉极化/魔角旋转13C固体核磁共振)、FT-IR(傅里叶变换红外)、EPR(Electro Paramagnetic Resonance，电子顺磁共振)及UV-VIS(紫外可见吸收光谱)的波谱示意图。
i)观察上述获得的黑色素颗粒的CP/MAS 13C Solid state NMR波谱，170ppm附近的醌型羰基C原子；145ppm附近的双酚苯氧基C原子；115～135ppm附近的芳烃及吲哚单元的C原子；104ppm附近的吲哚及吡咯单元C；33ppm及42ppm的脂肪族信号(aliphatic signals)与在之前的研究(参照Peter，M.G.；Forster，H.Angew.Chem.Int.Ad.1989，28，741.)中使多巴胺氧化获得的黑色素的波谱几乎相同(参照图3)。此外，从强度相对较小的104ppm附近的吲哚/吡咯单元的C信号及在33ppm和42ppm附近明显出现的脂肪族信号可以看出，在实施例1中获得的黑色素颗粒不仅包含吲哚单元(indole unit)，还包含脂肪族的吲哚满或多巴胺单元。但是，由于黑色素自身的多相的结构，不能确认更精确的结构。
ii)上述获得的黑色素颗粒(synthetic eumelanin，合成的真黑素)的FT-IR的波谱，与显示现有的黑色素(sepia eumelanin，乌贼墨真黑素)的官能基(funetional group)的特征波谱的形状几乎相同(参照图4)。即，在实施例1中获得的黑色素颗粒，具有从自然界中获得的真黑素的官能基(functionalgroup)，尤其具有黑色素的最大的特征之一的半醌(semiquinone)形、随机取向的π-电子自由基和类似的稳定自由基。
iii)通过电子顺磁共振，可以确认上述获得的黑色素颗粒中半醌的自由基的单峰(参照图5)，由此可以确认，在实施例1中获得的黑色素颗粒，具有吲哚单元及脂肪链的吲哚满或多巴胺单元的多相的结构及半醌的自由基特性。
iv)可以看出，上述获得的黑色素颗粒的总体UV-VIS吸收率在800～200nm波长中增加而没有特征峰，在200nm的波长中出现小高峰(参照图6)。而且，从所述黑色素颗粒的UV-VIS分光镜数据可以确认，示出与现有的研究(参照Meredith，P.；Powell，B.J.；Riesz，J.；Nighswander-Rempel，S.P.；Pederson，M.R.；Moore，E.G.Soft Mater.2006，2，37)中的黑色素的特征的宽带单一吸收(broad-band monotonic absorption)相同的形状的吸收。
<实施例2>～<实施例8>
如下列表1所示，除了分别改变含有多巴胺·HCl的水溶液(a)和NaOH(b)的混合摩尔比例(a∶b摩尔比例)、含多巴胺·HCl的水溶液(c)的摩尔浓度(mM，mmol/L)及含有多巴胺·HCl的水溶液和NaOH的酸碱中和反应的温度(℃)之外，利用与实施例1相同的方法制备黑色素颗粒。
【表1】
Figure BPA00001545830500131
Figure BPA00001545830500141
<实验例1>-根据反应条件黑色素颗粒的尺寸变化
根据本发明制备黑色素颗粒时，为确认影响颗粒尺寸的因素(factor)，进行下列实验。
(1)图8示出根据实施例2至实施例4制备黑色素颗粒时随着反应时间的推移变化的含有多巴胺·H+Cl-的水溶液的p H。而且，图9和图10分别示出在实施例2及实施例4中制得的黑色素颗粒的T E M照片。从图8中可以看出，根据多巴胺·H+Cl-和碱的混合比例的p H的差异影响黑色素颗粒的形状和尺寸。而且，相比实施例4中制得的黑色素颗粒(多巴胺·HCl(a)∶NaOH(b)＝1∶1的摩尔比例)[参照图10]，实施例2中制得的黑色素颗粒(a∶b＝1∶0.42的摩尔比例)[参照图9]最后制得的黑色素颗粒的尺寸大。由此可以得知，随着多巴胺·H+X-相对于碱的摩尔比例的增加，制得的黑色素颗粒的尺寸变小。
(2)图12示出在实施例5中制得的黑色素颗粒的TEM照片，并且图11示出在实施例6中制得的黑色素颗粒的TEM照片。观察这些照片，相比在实施例5中制得的黑色素颗粒(含有多巴胺·HCl的水溶液的摩尔浓度(mM)＝7mmol/L)[参照图12]，在实施例6中制得的黑色素颗粒(21.1mmol/L)[参照图11]最后制得的黑色素颗粒的尺寸大。由此可知，随着含多巴胺·H+X-的水溶液的摩尔浓度变高，制得的黑色素颗粒的尺寸增加。
(3)图13和图14分别示出在实施例7及实施例8中制得的黑色素颗粒的TEM照片。观察这些照片，相比在实施例8中制得的黑色素颗粒(T1＝70℃)[参照图14]，在实施例7中制得的黑色素颗粒(T1＝20℃)[参照图13]最后制得的黑色素颗粒的尺寸大(所述温度T1是多巴胺·HCl和NaOH的中和反应的温度)。由此可知，随着含有多巴胺·H+X-的水溶液和碱的反应温度增加，黑色素的尺寸减小。
从上述实验结果可知，制备黑色素颗粒时，通过调节反应条件，即，含多巴胺·H+X-的水溶液和碱的混合比例、含多巴胺·H+X-的水溶液的浓度及含多巴胺·H+X-的水溶液和碱的反应温度，可以调节黑色素颗粒的尺寸。
<实施例9>
将180mg盐酸多巴胺[(3，4-dihydroxyphenethylamine)HCl]及38mg半胱氨酸(cysteine)分别溶解于90ml去离子水(D.I.water)中，在获得摩尔浓度为0.94mM(mmol/L)的含有多巴胺·HCl的水溶液和摩尔浓度为0.3mM的含有半胱氨酸的水溶液后，混合这两种水溶液，以使多巴胺·HCl∶半胱氨酸的摩尔比例为3∶1摩尔比例。此后，在50℃的温度下在所述混合水溶液中添加0.78ml的1N的NaOH(多巴胺·HCl∶半胱氨酸∶NaOH＝3∶1∶2.4的摩尔比例)，在进行酸碱中和反应的同时，在空气中持续搅拌5小时，使得进行聚合反应。接着，将搅拌(聚合反应)后获得的反应产物在常温下以约18000rpm的速度进行离心分离约20分钟，以进行提纯，反复此过程3次。此后，通过以约4000rpm的速度进行离心分离约10分钟，进行尺寸选择，从而获得分散在水中的褐黑素颗粒70mg，此时，获得的褐黑素颗粒的尺寸约为80～100nm。此时，所述混合水溶液的颜色变化为，透明→淡黄色→红棕色。
<实施例10>
除了将多巴胺·HCl(a)、半胱氨酸(b)及NaOH(c)以3∶2∶2.4的摩尔比例混合，而不是以a∶b∶c＝3∶1∶2.4的摩尔比例混合以外，以与所述实施例9相同的方法制备黑色素颗粒。
图15(b)示出上述获得的黑色素颗粒的TEM照片。这张照片与在实施例1中制得的黑色素颗粒的TEM照片(参照图15(a))比较的结果为，在实施例10中获得的黑色素颗粒的形状与在实施例1中获得的黑色素颗粒的形状类似。
<实施例11>
除了将多巴胺·HCl(a)、半胱氨酸(b)及NaOH(c)以3∶3∶2.4的摩尔比例混合，而不是以a∶b∶c＝3∶1∶2.4的摩尔比例混合以外，以与所述实施例9相同的方法制备黑色素颗粒。
图15(c)示出上述获得的黑色素颗粒的TEM照片。这张照片与在实施例1中制得的黑色素颗粒的TEM照片(参照图15(a))比较的结果为，在实施例11中获得的黑色素颗粒的形状与在实施例1中获得的黑色素颗粒的形状类似。
<实验例2>-分析利用含有硫醇基(-SH)的化合物制得的黑色素颗粒
利用X射线光电子能谱仪(XPS)分析在实施例10及实施例11中分别制得的黑色素颗粒，下列表2中示出分析结果。此时，与根据实施例1制得的黑色素颗粒比较。
【表2】
Figure BPA00001545830500161
分析结果为，与在实施例1中制得的黑色素颗粒不同，在实施例10及实施例11中制得的黑色素颗粒在分子中存在硫原子。而且，相对多巴胺·HCl，随着半胱氨酸的摩尔比例的增加，分子中硫原子的比例也增加。
从这些结果可知，含有硫醇基的化合物参与多巴胺·H+X-和碱的反应中，成为黑色素颗粒中的一部分，而且，根据含有硫醇基的化合物的使用与否，可以生成不同的黑色素，即真黑素或褐黑素。
<实验例3>-关于黑色素是否能去除金属
用以下列方法确认利用在实施例1中制得的黑色素颗粒是否能去除金属。
在含有所述黑色素颗粒的分散溶液中添加作为顺磁性的金属的铁及钆和作为反磁性的金属的锌和铅，以10-8、10-7、10-6、10-5、10-4、10-3、10-2、10-1、1mmol分别添加各金属。此后，搅拌24小时，观察是否保持黑色素颗粒的分散性。图16中示出这些结果。
从观察结果可知，在都以2×10-2μmol/mg(与1mg黑色素相对的金属的量)以下的量添加顺磁性金属或反磁性金属时，保持分散溶液中黑色素颗粒的分散状态。而且，以约2μmol/mg(与1mg黑色素相对的金属的量)添加顺磁性金属Fe3+和Gd3+时，保持分散溶液中黑色素颗粒的分散状态，相反，以约2×10-2μmol/mg(每1mg黑色素金属的量)添加反磁性金属Zn2+和Pb2+时，不能保持分散溶液中黑色素颗粒的分散状态，而是与所述反磁性金属反应，进而沉淀。由此可知，根据本发明制得的具有良好分散性的黑色素可以用于去除某些金属。
<实施例12>
将189mg盐酸多巴胺[(3，4-dihydroxyphenethylamine)HCl]溶解于90ml去离子水(D.I.water)中，制得摩尔浓度约1mmol/L的含有多巴胺·HCl的水溶液(Ph＝6.8)。此后，将所述含有多巴胺·HCl的水溶液和1.1ml的1N的NaOH混合后(多巴胺·HCl∶NaOH＝1∶1.1的摩尔比例)，使所述混合溶液在1至5℃的低温中进行中和反应10分钟，从而获得反应产物。
将上述获得的反应产物冷冻干燥后，利用氢取代的甲醇(methanol d4)溶解，进而用过滤器(FEPT membrane filter)过滤后，测量1H-NMR，图17(b)示出所述反应产物的1H-NMR波谱示意图。
将所述反应产物的1H-NMR波谱[参照图17(b)]与上述添加NaOH前多巴胺·H+CI-的1H-NMR频谱[参照图17(a)]比较的结果为，多巴胺·H+CI-的1H-NMR频谱中，与胺基周边的碳原子(C)结合的质子(H)的峰值由于电负性大的Cl出现在低场中。与此相比，反应产物的1H-NMR频谱的质子(H)的峰值移动至相比多巴胺·H+CI-的1H-NMR频谱的质子(H)的峰值较高的高场。对此认为，因为随着在含有多巴胺·HCl的水溶液添加碱，使其进行反应，从多巴胺·HCl中分离HCl，所以反应产物的1H-NMR波谱的质子(H)的峰值移动至相比多巴胺·H+C1-的1H-NMR波谱的质子(H)的峰值较高的高场。
从这些结果可知，根据在含有多巴胺·H+X-的水溶液添加碱进行酸碱中和反应，生成黑色素。
<实施例13>
将5mg在实施例1中获得的黑色素颗粒分散于5ml的水中，在该分散溶液中添加NH4OH，获得第一混合溶液(pH约10.5)。将在所述第一混合溶液中添加在末端部分与硫醇基结合的甲氧基聚乙二醇(mPEG-SH)(M.W 2000)15mg(黑色素颗粒∶mPEG＝1∶3的摩尔比例)获得的第二混合溶液搅拌12小时。将搅拌后获得的混合溶液以19000rpm的速度离心分离约15分钟后，使其在水中再分散，反复进行离心分离及再分散3次后，以3800rpm的速度再次离心分离约10分钟，获得由mPEG-SH表面处理的黑色素颗粒(参照图19)。此时，图20示出获得的黑色素颗粒的TEM照片。
<实施例14>
除了添加30mg的mPEG-SH，将黑色素颗粒(a)及mPEG-SH(b)以a∶b＝1∶6的摩尔比例混合而不是如在实施例13中添加15mg之外，以与实施例13相同的方法获得由mPEG-SH表面处理的黑色素颗粒(参照图19)。此时，图21示出获得的黑色素颗粒的TEM照片。
<实施例15>
除了添加45mg的mPEG-SH，将黑色素颗粒(a)及mPEG-SH(b)以a∶b＝1∶9的摩尔比例混合而不是如在实施例13中添加15mg之外，以与实施例13相同的方法获得由mPEG-SH表面处理的黑色素颗粒(参照图19)。此时，图22示出获得的黑色素颗粒的TEM照片。
<实验例4>-是否表面处理黑色素颗粒
通过FT-IR确认在实施例13至实施例15中获得的黑色素颗粒是否被表面处理，在图23中示出这个结果。此时，对照组1使用含有硫醇基的甲氧基聚乙二醇(mPEG-SH)，对照组2使用在实施例1中获得的黑色素颗粒。
测量结果显示，与在实施例1中获得的黑色素不同，在实施例13～实施例15中获得的黑色素颗粒在2950cm-1及1100cm-1的波长中出现特定波峰，所述特定波峰也出现在mPEG-SH中。由此可知，在实施例13～实施例15中获得的黑色素颗粒的情况，mPEG-SH结合在黑色素颗粒的表面。
<实验例5>-表面处理后的黑色素颗粒在缓冲溶液中的分散性
为了确认根据表面处理与否的黑色素颗粒在缓冲溶液中的分散性，将在实施例1中制得的黑色素颗粒和在实施例13中制得的黑色素颗粒分别放入磷酸盐缓冲溶液(phosphate buffered saline，PBS)中并分散。此外，还将所述黑色素颗粒分别放入胎牛血清(Fatal bovin serum，FBS)后，使其分散。图24示出实验结果。
实验结果显示，在实施例1中制得的黑色素颗粒(未用mPEG-SH表面处理)的情况，在PBS中缓慢沉淀，并在一天之内完全沉淀，而且，在FBS中非常缓慢的沉淀(参照图24(a))。
另一方面，在实施例13中制得的黑色素颗粒(用mPEG-SH表面处理)的情况，在PBS中保持稳定的分散状态两周，而且，在FBS中保持稳定的分散状态近一个月(参照图24(b))。
从这些结果可知，表面处理后的黑色素颗粒在缓冲溶液中的分散性良好。
<实验例6>-黑色素颗粒的抗氧化效果
通过DPPH测定及电子自旋共振光谱，以如下方法分别确认在实施例1和实施例13中分别制得的黑色素的抗氧化效果。
(1)在0.1mM的95％乙醇中溶解DPPH(2，2-diphenyl-1-picrylhydrazyl，2，2-二苯基-1-苦基肼)，获得DPPH溶液。在4ml所述DPPH溶液中分别添加从10μg至180μg的未进行表面处理的黑色素颗粒(Bare Eumelanin Nanoparticles，裸真黑素纳米颗粒，尺寸：94±20nm)后，注意不要暴露在光中，同时放置约20分钟后，确认在516nm中的吸光度(absorbance)的减弱变化。而且，以同样的方式处理进行表面处理后的黑色素颗粒(尺寸＝107±24nm)。图25示出实验结果。
通常，以DPPH自由基(radical)的浓度是否减少50％为基准，确认去除自由基的能力程度，如图25所示，直至添加120μg的本发明的黑色素颗粒，黑色素颗粒的自由基去除率(Free Radical Scavenging Activity)增加至约85％。而且，根据本发明的由mPEG-SH表面处理后的黑色素颗粒，添加其至120μg时，黑色素颗粒的自由基去除量也增加至约79％(参照图25)。
从这种实验结果可知，本发明的黑色素颗粒具有良好的自由基去除能力，而且，与黑色素颗粒的表面处理与否无关，黑色素颗粒可以容易地去除自由基。
(2)此外，在4ml所述DPPH溶液中分别添加从10μg至180μg的尺寸为68±21nm的黑色素颗粒后，注意不要暴露在光中，同时放置约20分钟后，确认在516nm中的吸光度(absorbance)的减小变化。而且，以同样的方式进行尺寸为94±20nm的黑色素颗粒和尺寸为291±57nm的黑色素颗粒，对照组使用抗坏血酸(Asorbic acid)。图26示出实验结果。
如图26所示，随着黑色素颗粒的尺寸变小，黑色素颗粒的自由基的去除量增加。尤其是，尺寸为68±21nm的黑色素颗粒的自由基去除程度具有与知名的抗氧化物质抗坏血酸几乎相同的水平。
从这种实验结果可知，尺寸在约100nm以下的本发明的黑色素颗粒具有良好的自由基去除能力。
(3)此外，在4ml所述DPPH溶液中分别添加从10μg至180μg的尺寸为68±21nm的黑色素颗粒后，注意不要暴露在光中，同时放置约20分钟后，利用电子自旋共振确认是否去除自由基。图27及图28示出实验结果。
实验结果显示，在DPPH自由基(radical)中产生的磁场3320G中的ESR信号(signal)，随着黑色素颗粒的添加量的增加，其强度(intensity)减小，在黑色素颗粒的添加量为120μg时，其强度完全消失(参照图27)。同样，至于表面处理后的黑色素颗粒，当黑色素颗粒的添加量为120μg时，3320G中的ESR信号完全消失(参照图28)。
从这种实验结果可知，本发明的黑色素颗粒具有良好的自由基去除能力。
(4)从上述实验结果可以预料，根据本发明制得的黑色素颗粒具有良好的自由基去除能力，并且可以用作生物系统中良好的抗氧化物质。而且，从上述实验结果可知，与黑色素颗粒的表面处理与否无关，本发明的黑色素颗粒发挥良好的抗氧化效果，而且，随着黑色素颗粒的尺寸小于约100nm以下，发挥更好的抗氧化效果。
<实验例7>-黑色素颗粒的毒性测试
将在实施例13中获得的由mPEG-SH表面处理的黑色素颗粒的浓度从6.25μg/ml增加至100μg/ml，处理Hela细胞(海拉细胞)时，确认Hela细胞的存活率，图29示出其结果。
实验结果显示，利用浓度为100μg/ml的黑色素颗粒处理Hela细胞时，Hela细胞的存活率也为约85％以上。
由此可确认，根据本发明的表面处理后的黑色素颗粒几乎没有毒性。
<实施例16>
在存在标准还原电势约为1.5至1.7的氧化剂KMnO4时，将0.1mmol的DOPA溶解于10ml的水中后，在约50℃的温度中反应约5小时，获得尺寸约100～400nm的黑色素颗粒，所述黑色素颗粒的产量为40％以上。此时，以DOPA∶KMnO4＝3∶1的摩尔比例使用DOPA及KMnO4。图30示出上述获得的黑色素颗粒的SEM照片。
<比较例1>
无氧化剂，在空气中将0.1mmol的DOPA溶解于10ml的水中后，在约50℃的温度中进行聚合反应约3天，获得尺寸约100～300nm的黑色素颗粒，但是量非常少。
<实施例17>
代替实施例16中使用的KMnO4，使用NaIO4，此时，除了以DOPA∶NaIO4＝2∶1的摩尔比例使用DOPA及NaIO4之外，利用与实施例16相同的方法制备黑色素颗粒。图31示出上述获得的黑色素颗粒的SEM照片。
<实验例8>-根据DOPA相对于氧化剂的含量黑色素颗粒的形状变化
为了确认根据DOPA相对于氧化剂的含量变化黑色素颗粒的形状，分别进行下列步骤。
(1)以与实施例16相同的方法进行，使氧化剂KMnO4的含量变为0.1当量、0.3当量及0.5当量，制备黑色素颗粒。此时，图32示出获得的各黑色素颗粒的SEM照片。
(2)以与实施例16相同的方法进行，使氧化剂NaIO4的含量变为0.1当量、0.5当量及2当量，制备黑色素颗粒。此时，图33示出获得的各黑色素颗粒的SEM照片。
(3)如图32和图33所示，可以确认，可以通过将DOPA相对于氧化剂的使用含量调节至特定范围内，使黑色素颗粒的形状为球形。

Claims (20)

1.一种黑色素颗粒的制备方法，其特征在于：
通过同时或依次进行下列步骤（1）和（2）生成黑色素，
步骤（1）：向含多巴胺·H+X-的水溶液中加入碱，进行酸碱中和反应，其中，H+X-是酸；
步骤（2）：在空气中氧化生成的多巴胺，同时使多巴胺进行聚合；
其中，在加入所述碱时，通过调节多巴胺·H+X-（a）和碱（b）的摩尔比例至a:b=1:0.1～1，生成纳米尺寸的黑色素颗粒。
2.如权利要求1所述的黑色素颗粒的制备方法，其特征在于：
所述H+X-中的X-选自卤素离子、HSO4 -、NO3 -、H2PO4 -及CH3COO-。
3.如权利要求1所述的黑色素颗粒的制备方法，其特征在于：
所述碱选自碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱土金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、碱土金属碳酸氢盐、碱金属醋酸盐、碱金属磷酸盐、碱金属醇盐、氨气（NH3）、氨水（NH4OH）及胺，
其中，所述碱金属醇盐的碳原子数为1～20。
4.如权利要求1所述的黑色素颗粒的制备方法，其特征在于：
多巴胺·H+X-是盐酸多巴胺，所述碱是NaOH。
5.如权利要求1所述的黑色素颗粒的制备方法，其特征在于：
含多巴胺·H+X-的水溶液的pH为2至7。
6.如权利要求1所述的黑色素颗粒的制备方法，其特征在于：
所述含多巴胺·H+X-的水溶液中刚加入碱后pH变为8至11。
7.如权利要求1所述的黑色素颗粒的制备方法，其特征在于：
所述含多巴胺·H+X-的水溶液的摩尔浓度在1mmol/l(mM)至1mol/l(M)的范围内。
8.如权利要求1所述的黑色素颗粒的制备方法，其特征在于：
在20至100℃的温度下加入所述碱。
9.如权利要求1所述的黑色素颗粒的制备方法，其特征在于：
在存在含有硫醇基的化合物时，还进行所述酸碱中和反应步骤、聚合反应步骤或这两者。
10.如权利要求9所述的黑色素颗粒的制备方法，其特征在于：
所述含硫醇基的化合物（β）和多巴胺·H+X-（a）及碱（b）的混合比例是a:β:b=3:(1～3):(2～3)的摩尔比例。
11.如权利要求1所述的黑色素颗粒的制备方法，其特征在于：
所述黑色素颗粒的平均粒径在30nm至400nm的范围内。
12.如权利要求1所述的黑色素颗粒的制备方法，其特征在于：
所述黑色素颗粒为球形。
13.一种通过如权利要求1至12中任一项所述的制备方法制备的纳米尺寸的黑色素颗粒。
14.如权利要求13所述的黑色素颗粒，其特征在于：所述黑色素颗粒被分散在水中。
15.如权利要求13所述的黑色素颗粒，其特征在于：
所述黑色素颗粒被在端部含硫醇基的烷氧基聚乙二醇进行表面处理过，其中，所述烷氧基聚乙二醇的烷氧基的碳原子数为1～50。
16.如权利要求15所述的黑色素颗粒，其特征在于：
所述表面处理过的黑色素颗粒被分散在选自磷酸盐缓冲溶液、及胎牛血清中的生物溶液中。
17.如权利要求13所述的黑色素颗粒，其特征在于：
所述黑色素颗粒用作金属清除剂、抗氧化物质、金属检测部件、造影剂、光反应物质、光保护物质。
18.一种用于制备通过如权利要求1至12中任一项所述的制备方法制备的黑色素颗粒的中间体，所述用于制备黑色素颗粒的中间体是在将多巴胺·H+X-（a）和碱（b）的摩尔比例调节至a:b=1:(0.1～1)的状态下，通过在含有多巴胺·H+X-的水溶液中加入碱，酸碱中和反应后进行干燥而制得的；
其中，H+X-是酸。
19.如权利要求18所述的用于制备通过如权利要求1至12中任一项所述的制备方法制备的黑色素颗粒的中间体，其特征在于：
所述酸碱中和反应的温度是1至5℃。
20.如权利要求18所述的用于制备通过如权利要求1至12中任一项所述的制备方法制备的黑色素颗粒的中间体，其特征在于：
在进行所述干燥之前，过滤反应产物从而去除盐。
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