CN107260677B - 一种非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂囊泡及其制备方法 - Google Patents

一种非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂囊泡及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂囊泡及其制备方法，该囊泡由非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂构成，在水中自发形成。囊泡体系为均一稳定的体系，表面活性剂的浓度范围为0.02mmol/L～60mol/L，在极稀溶液中仍能够稳定存在，粒径约为50～600nm，常温下可稳定放置1年以上。本发明的囊泡表现出抗稀释性、选择渗透性和自复制能力，可用于药物载体、化妆品、生物膜模拟等领域。

Description

一种非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂囊泡及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂囊泡及其制备方法，属于囊泡技术领域。
背景技术
囊泡是双亲分子的闭合双分子层包裹微水相而构成的一种有序组合体，由于其独特结构，其潜在的应用价值很高，在生物细胞膜模拟、纳米颗粒合成和药物传输控释等领域有重要的应用前景。相对于机械力诱导制备囊泡法，自发形成的制备方法操作简单，且所得囊泡稳定性好，进而越来越受到人们的关注。但是，目前能够自发形成囊泡的两亲分子体系大都至少满足下列条件之一：具有双尾链结构；两种或两种以上表面活性剂复配；加入添加剂(助表面活性剂、盐、重金属离子等)。
对于只有单尾链结构的单一双亲分子单独自发形成囊泡的体系，除了传统脂肪酸以外，并无报道。此类囊泡相比于传统的复配表面活性剂或者双子表面活性剂囊泡体系具有更低的临界聚集浓度，更强的双层膜流动性和快速交换能力，以及更高的选择渗透性等。
发明内容
针对现有技术的不足，尤其是现有的自发形成的囊泡很难在其极稀溶液中维持囊泡核壳结构，本发明提供了一种非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂囊泡，且制备简单、稳定性好。
本发明的技术方案如下：
一种非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂囊泡，由非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂在水中自发形成。
根据本发明，优选的，所述的非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂为C8-C14链长的单链烷基硫酸酯、C8-C14链长的单链烷基磺酸酯或C8-C14链长的烷基苯磺酸酯。
根据本发明，优选的，所述的C8-C14链长的单链烷基硫酸酯为辛基硫酸酯、癸基硫酸酯、月桂基硫酸酯或肉豆蔻基硫酸酯；
优选的，所述的C8-C14链长的单链烷基磺酸酯为辛基磺酸酯、癸基磺酸酯、月桂基磺酸酯或肉豆蔻基磺酸酯；
优选的，所述的C8-C14链长的烷基苯磺酸酯为辛基苯磺酸酯、癸基苯磺酸酯、月桂基苯磺酸酯或肉豆蔻基苯磺酸酯；
根据本发明，所述的非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂囊泡可在其极稀浓度水溶液中自发形成，优选的，所述的表面活性剂的质量分数为0.15～20mmol/L。
根据本发明，优选的，所述的囊泡的粒径介于50～500nm之间，进一步优选粒径介于100～300nm之间，外观及物理化学性质都与传统囊泡相似。
根据本发明，优选的，所述的囊泡，其pH值介于2～5之间。
本发明的囊泡为均一稳定的体系，在常温下能稳定放置1年以上。
本发明所述的C8-C14链长的单链烷基磺酸酯可市场购得。
本发明所述的C8-C14链长的单链烷基硫酸酯的制备方法，包括步骤如下：
室温下配置C8-C14链长的单链烷基硫酸钠饱和水溶液，逐滴加入过量5wt％盐酸溶液，反应完全后，将反应液转移至分液漏斗中，用有机溶剂氯仿萃取八次，静置分层，取下层液体，旋转蒸发除去有机溶剂，冷冻干燥除去水分，最终研磨得到固体粉末状产物。
本发明所述的C8-C14链长的烷基苯磺酸酯的制备方法，包括步骤如下：
室温下配置C8-C14链长的单链烷基苯磺酸钠饱和水溶液，逐滴加入过量5wt％盐酸溶液，反应完全后，将反应液转移至分液漏斗中，用有机溶剂氯仿萃取八次，静置分层，取下层液体，旋转蒸发除去有机溶剂，冷冻干燥除去水分，最终研磨得到固体粉末状产物。
根据本发明，上述囊泡的制备方法，包括步骤如下：
室温下将非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂和水混合，搅拌均匀，即得囊泡。该制备方法简单、成本低。
具体操作时可先通过实验制作表面活性剂-水的二元相图，然后根据二元相图选择表面活性剂和水的比例。
本发明采用简单的合成方法，制备得到单尾链双亲分子烷基硫酸酯、烷基磺酸酯、烷基苯磺酸酯等，利用自发形成的制备方法成功制备出非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂囊泡，且此类囊泡表现出抗稀释性、选择渗透性和自复制能力，可用于药物载体、化妆品、生物膜模拟等领域。
与现有技术相比，本发明的技术特点和优良效果如下：
1、本发明首次提出了一类新型的非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂囊泡，粒径为50～500nm。
2、本发明的囊泡能够在极低表面活性剂浓度(>0.15mmol/L)下形成，其物理化学性质与传统脂肪酸类表面活性剂囊泡基本一致，且具有更低的临界聚集浓度，合成方法简单易行，并且具有电荷和尺度选择渗透性以及自复制的能力，可用于生物微反应器、药物载体、日用化工和生物膜模拟等领域。
3、本发明囊泡的制备方法简单，仅将所述的表面活性剂和水混合均匀即可自发形成囊泡。
附图说明
图1是实施例1合成得到的月桂基硫酸酯的核磁共振氢谱(1HNMR)。
图2是实施例1制得的囊泡样品的负染色透射电子显微(TEM)照片。
图3是实施例1制得的囊泡样品的激光扫描共聚焦荧光显微(LSCM)照片。
图4是动态激光光散射测得的实施例1制得的囊泡样品在不同浓度下的粒径分布图(DLS)。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1：
非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂选择月桂基硫酸酯，首先对其进行制备。
配置15wt％月桂基硫酸钠饱和水溶液100mL，逐滴加入15wt％盐酸溶液11ml，反应5h后，将反应液转移至分液漏斗中，用400mL氯仿萃取八次，静置分层，取下层液体，旋转蒸发除去氯仿，冷冻干燥除去微量水分，最终研磨得到白色粉末状产物6.5g(实际产量与理论产量之比为43.3％)。白色粉末产物的核磁共振氢谱证明所得产物为月桂基硫酸酯，如图1所示。
称取不同质量的月桂基硫酸酯，配置成0.35～15mmol/L不同浓度水溶液，摇均，可得到一系列囊泡样品。
囊泡样品的负染色TEM照片如图2所示，由图2可知，月桂基硫酸酯在水溶液中自发形成了囊泡，且其双层膜清晰可见；其粒径介于50～500nm之间。
囊泡样品的LSCM照片如图3所示，由图3可知，水溶性荧光染料钙黄绿素(绿色荧光)进入囊泡水相内核，而油溶性荧光染料尼罗红(红色荧光)增溶至囊泡双层膜疏水区域中，两者清晰地标记出囊泡的核壳结构。
月桂基硫酸酯配成浓度为0.35mmol/L、1mmol/L、3mmol/L、8mmol/L的水溶液形成的囊泡进行DLS分析，结果如图4所示，由图4可知，囊泡的水合动力学半径约为75～150nm，且随着表面活性剂浓度的增加而略有增大。
本实施例制得的囊泡临界聚集浓度为0.35mmol/L。
实施例2：
表面活性剂采用癸基硫酸酯，按如下方法制得：
配置25wt％癸基硫酸钠饱和水溶液100mL，逐滴加入15wt％盐酸溶液20ml，反应5h后，将反应液转移至分液漏斗中，用400mL氯仿萃取八次，静置分层，取下层液体，旋转蒸发除去氯仿，冷冻干燥除去微量水分，最终研磨得到白色粉末状产物8.4g。
称取制得的不同质量的癸基硫酸酯，配置成0.75～50mmol/L不同浓度水溶液，摇均，可得到一系列囊泡样品。粒径介于85～450nm之间
本实施例制得的囊泡临界聚集浓度为0.75mmol/L。
实施例3：
表面活性剂采用月桂基磺酸酯，月桂基磺酸酯是直接购买的到，未加提纯直接使用。
称取制得的不同质量的辛基磺酸酯，配置成0.30～100mmol/L不同浓度水溶液，摇均，可得到一系列囊泡样品。粒径介于95～400nm之间。
本实施例制得的囊泡临界聚集浓度为0.30mmol/L。
实施例4：
表面活性剂采用月桂基苯磺酸酯，按如下方法制得：
配置2wt％月桂基硫酸钠饱和水溶液200mL，逐滴加入15wt％盐酸溶液11ml，反应5h后，将反应液转移至分液漏斗中，用400mL氯仿萃取八次，静置分层，取下层液体，旋转蒸发除去氯仿，冷冻干燥除去微量水分，最终研磨得到白色粉末状产物2.4g。
称取制得的不同质量的月桂基苯磺酸酯，配置成0.25～50mmol/L不同浓度水溶液，摇均，可得到一系列囊泡样品。粒径介于95～580nm之间。
本实施例制得的囊泡临界聚集浓度为0.25mmol/L。
对比例1
表面活性剂选用烷基链大于14个碳的烷基硫酸酯，如正十六烷基硫酸酯，称取不同质量(0.3g～16g)的月桂基苯磺酸酯分散在100mL水溶液中，因为其链长增长，在水中的溶解度降低，常温下无法形成均一稳定的囊泡溶液，大量粒径在5～100μm的油滴析出。
对比例2
表面活性剂选用蛋黄卵磷脂，将0.1g蛋黄卵磷脂、0.0125g胆固醇溶解到12mL体积比1:1的氯仿和异丙醇的混合溶剂中，加入6mL去离子水，超声5min，形成油包水乳液，旋蒸除去有机溶剂直至形成凝胶状，再加入适量6mL水，继续蒸馏除尽有机溶剂，将所得溶液超声分散得到脂质体分散体。冷冻干燥后，得到固体样品。称取制得的不同质量的样品，配置成1～15g/L不同浓度水溶液，超声、震荡，可得到一系列脂质体囊泡样品。其粒径分布较宽，介于500nm～20μm之间。且制得的脂质体囊泡临界聚集浓度为25mmol/L，稳定性较差，室温下静置一个月就会有油相析出。
与之相比，本发明制得的非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂(如月桂基硫酸酯)囊泡制备方法简单易行，临界聚集浓度小(0.35mmol/L)，在极稀溶液中仍能保持其核壳结构，粒径分布更窄，表现出更好的稳定性(一年以上)。

Claims (4)

1.一种非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂囊泡，其特征在于，该囊泡由非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂在水中自发形成；所述的非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂为月桂基硫酸酯，所述的表面活性剂的质量分数为0.35 ~ 15 mmol/L，所述囊泡的pH值介于2 ~ 5之间。
2.根据权利要求1所述的囊泡，其特征在于，所述的囊泡的粒径介于50 ~ 600 nm之间。
3.根据权利要求1所述的囊泡，其特征在于，所述的月桂基硫酸酯按如下方法制备得到：
室温下配置月桂基硫酸钠饱和水溶液，逐滴加入过量15 wt%盐酸溶液，反应完全后，将反应液转移至分液漏斗中，用有机溶剂氯仿萃取八次，静置分层，取下层液体，旋转蒸发除去有机溶剂，冷冻干燥除去水分，最终研磨得到固体粉末状产物。
4.权利要求1所述囊泡的制备方法，包括步骤如下：
室温下将非脂肪酸类单尾链单一表面活性剂和水混合，搅拌均匀，即得囊泡。
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