CN107501576B - 一种食品酸/壳聚糖温敏型材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种食品酸/壳聚糖温敏型材料及其制备方法，将壳聚糖溶解于食品酸溶液混合均匀后即得水溶胶，无需加入其他试剂，所述食品酸溶液的浓度为1～1.5mol/L，所述水溶胶中壳聚糖的质量浓度为6～15％。通过研究首次发现，将盐酸溶液改为食品酸溶液，在不加入甘油磷酸钠的条件下，调节食品酸及壳聚糖的浓度制备出的水溶胶也具有溶胶‑凝胶改变的温敏特性。

Description

一种食品酸/壳聚糖温敏型材料及其制备方法
技术领域
本发明属于生物材料领域，涉及一种食品酸/壳聚糖温敏型材料及其制备方法。
背景技术
水凝胶是一种亲水性的高分子通过物理交联或化学交联形成的高分子网格体系，它具备吸收大量水或组织液溶胀的同时保持其三维网状结构的能力，生物相容性良好，正是由于水凝胶的独特性质，引起了很多科研工作者的兴趣。一直以来，壳聚糖作为一种来源广泛，价格低廉的天然碱性多糖，是制备水凝胶最为普遍的材料。壳聚糖具有生物组织相容性良好、易降解等优势，另外它是多羟基、氨基长链大分子，丰富的官能团可以作为反应活性的位点，使其具备原位智能型的特点。因此，壳聚糖是一种很有应用价值的制备智能水凝胶的原料。迄今为止，壳聚糖水凝胶已经被证明了，作为递送生物活性分子(乳胰岛素、生长因子)的运载体作用于组织活细胞非常有效。尤其是原位智能水凝胶在生物医学方面的应用，已有文章报道，利用微创技术在病灶部位形成凝胶，在保护药物或细胞的同时免受环境的影响。
但是，壳聚糖溶解度差的特性严重影响了其应用，对于未改性的壳聚糖，一般采用稀酸溶液去溶解，在凝胶的形成过程中不仅有良好的质子化环境，另外小分子酸可以接枝到壳聚糖主链上，更加丰富了壳聚糖的应用。朱·利等人通过自由基介导法将咖啡酸(CA)与壳聚糖接枝在一起，在改善了壳聚糖溶解性的同时增强了壳聚糖的抗氧化性能，活体小鼠实验结果表明，这种由CA诱导的壳聚糖可以显著增强老化小鼠的血清和肝脏中抗氧化酶的活性并降低丙二醛的水平。
Figure BDA0001404616180000011
利用丙烯酸对壳聚糖凝胶作用于皮肤的耐受性能做了改进，皮肤角质层局部实验显示，这种丙烯酸改性过的壳聚糖可以被角质层快速吸收并且没有毒副作用。
事实上，不仅小分子基团的改性会对壳聚糖凝胶的性质产生影响，对于物理型凝胶而言，由于其形成是离子键、氢键、分子间作用力以及分子间相互缠绕形成的“临时”凝胶的结果，该过程是可逆的，外在环境的变化一定会对其性质产生影响，因此物理型水凝胶通常对环境更敏感，其中对温度响应的水凝胶称之为温度敏感性水凝胶。
刘爱红等人采用壳聚糖和甘油磷酸钠很好制备成温敏凝胶，其在结论部分明确表示加入甘油磷酸钠能够使凝胶系统稳定在中性环境中且具有温敏特性。即只有在壳聚糖-甘油磷酸钠凝胶系统中，甘油磷酸钠既有物理交联剂的作用，又使凝胶系统具备温敏性能。
以上对于温敏凝胶的研究中可以发现，采用壳聚糖制备温敏凝胶，需要两个条件：1.交联剂稳定体系，2.提供温敏剂增加温敏性能。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种水溶胶在温敏材料中的应用，该水溶胶中无需添加传统温敏凝胶中常用的甘油磷酸钠交联剂、温敏剂，也具有温敏特性。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种水溶胶在温敏材料中的应用，所述水溶胶的制备方法为，将壳聚糖溶解于食品酸溶液混合均匀后即得水溶胶，无需加入其他试剂，所述食品酸溶液的浓度为1～1.5mol/L，所述水溶胶中壳聚糖的质量浓度为6～15％。
在壳聚糖-甘油磷酸钠凝胶系统的制备过程中，通常是将壳聚糖溶解于盐酸溶液中，然后添加甘油磷酸钠制备得到溶胶，然后经过升温凝胶化得到凝胶，其中的甘油磷酸钠既能有交联剂的作用，又有温敏性能。甘油磷酸钠含有磷元素，能够导致水体富营养化，污染环境，而对于人体而言，若长期使用会引起血磷、血钙浓度变化等不良反应。本申请发明人通过研究首次发现，将盐酸溶液改为食品酸溶液，在不加入甘油磷酸钠的条件下，调节食品酸及壳聚糖的浓度制备出的水溶胶也具有溶胶-凝胶改变的温敏特性。
本发明的目的之二是提供一种食品酸/壳聚糖温敏材料，所述温敏材料为上述应用中的水溶胶。
本发明的目的之三是提供一种食品酸/壳聚糖温敏材料的制备方法，采用上述应用中水溶胶的制备方法。
本发明的目的之四是提供一种上述温敏材料在制备药物载体中的应用。
本发明的有益效果为：
1.无需添加特定的物理交联剂及温敏剂，能够使制备的水溶胶具备溶胶-凝胶改变的温敏特性。
2.本发明的原料均为生物可降解材料，不会对环境及人体造成影响。
3.本发明的制备方法简单，原料易得，能够实现工业化大规模生产。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为各种样品体系的二元相图，其中，(a)为TA/CS体系，(b)为CA/CS体系，(c)为MA/CS体系，(d)为LA/CS体系；
图2为TA/CS体系四参数三项式拟合曲线；
图3为CA/CS体系四参数三项式拟合曲线；
图4为MA/CS体系四参数三项式拟合曲线；
图5为LA/CS体系四参数三项式拟合曲线；
图6为各样品体系的连续温度扫描谱图和内耗值的变化曲线，其中，(a)为TA/CS体系，(b)为CA/CS体系，(c)为MA/CS体系，(d)为LA/CS体系，各样品体系中的壳聚糖的浓度均为10％；
图7为参考粘度随壳聚糖百分含量的变化曲线；
图8为参考温度随壳聚糖百分含量的变化曲线；
图9为活化能随壳聚糖百分含量的变化曲线；
图10为不同温度下，各样品体系Tanδ与角频率曲线，其中，(a)为TA/CS体系，(b)为CA/CS体系，(c)为LA/CS体系，(d)为MA/CS体系；
图11为MA/CS体系的随温度变化的储能模量(G′)和损耗模量(G″)曲线，其中，(a)壳聚糖质量浓度为8％，(b)壳聚糖质量浓度为12％；
图12为LA/CS体系的随温度变化的储能模量(G′)和损耗模量(G″)曲线，其中，(a)壳聚糖质量浓度为11％，(b)壳聚糖质量浓度为12％。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本申请中所述的食品酸为从能够食品中提前的酸性化合物，例如酒石酸、柠檬酸、苹果酸、乳酸等。
本申请中所述的食品酸溶液为食品酸的水溶液。
正如背景技术所介绍的，现有技术制备的温敏凝胶材料均需要添加交联剂及温敏剂的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种食品酸/壳聚糖温敏型材料及其制备方法。
本申请的一种典型实施方式，提供了一种水溶胶在温敏材料中的应用，所述水溶胶的制备方法为，将壳聚糖溶解于食品酸溶液混合均匀后即得水溶胶，无需加入其他试剂，所述食品酸溶液的浓度为1～1.5mol/L，所述水溶胶中壳聚糖的质量浓度为8～15％。
在壳聚糖-甘油磷酸钠凝胶系统的制备过程中，通常是将壳聚糖溶解于盐酸溶液中，然后添加甘油磷酸钠制备得到溶胶，然后经过升温凝胶化得到凝胶，其中的甘油磷酸钠既能有交联剂的作用，又有温敏性能。甘油磷酸钠含有磷元素，能够导致水体富营养化，污染环境，而对于人体而言，若长期使用会引起血磷、血钙浓度变化等不良反应。本申请发明人通过研究首次发现，将盐酸溶液改为食品酸溶液，在不加入甘油磷酸钠的条件下，调节食品酸及壳聚糖的浓度制备出的水溶胶也具有溶胶-凝胶改变的温敏特性。
为了加快壳聚糖的溶解，本申请优选的，采用水浴加热加速溶解。为了防止水分蒸发，保证壳聚糖含量不变，本申请进一步优选的，采用多次加热，每次加热时间为1～5min。
为了使壳聚糖完全溶解并使壳聚糖与食品酸混合均匀，本申请优选的，采用低速离心机离去产物中的气泡。进一步优选的，低速离心机的转速为2000±10r/min。
本申请通过对水溶胶体系的活化能研究发现，随着壳聚糖含量的增加，水溶胶体系的活化能先升高再下降，而水溶胶的温敏性能与活化能有关，活化能越高，温度敏感性越强，因而本申请优选的，所述水溶胶中壳聚糖的质量浓度为8±0.5％。该质量浓度下的活化能处于峰值状态，温度敏感性最强。
本申请通过对不同种食品酸的温敏性能进行研究发现，不同的食品酸的温度敏感范围并不相同，而乳酸和苹果酸的响应温度均在37℃左右，符合人体温度，有利于水溶胶应用于药物的制备，所以本申请优选的，所述食品酸为乳酸或苹果酸。
本申请优选的，所述壳聚糖为脱乙酰度≥95％，粘度100～200mpa·s。
本申请的另一种实施方式，提供了一种食品酸/壳聚糖温敏材料，所述温敏材料为上述应用中的水溶胶。
本申请的第三种实施方式，提供了一种食品酸/壳聚糖温敏材料的制备方法，采用上述应用中水溶胶的制备方法。
本申请的第四种实施方式，提供了一种上述温敏材料在制备药物载体中的应用。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
材料
乳酸(LA)、苹果酸(MA)、柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)购自国药集团化学试剂有限公司；壳聚糖(CS，脱乙酰度≥95％，粘度100～200mpa·s)购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；水为二次蒸馏水。
不同浓度的壳聚糖及食品酸溶液混合得到的产物的制备方法及表征
分别称量一定质量的壳聚糖(CS)于不同的离心管中，按照壳聚糖的质量百分数以1％的梯度向各离心管中加入各种1mol/L的食品酸溶液，各离心管中壳聚糖与食品酸溶液的总质量均为5g。采用水浴加热方式加速溶解，为防止水的蒸发，保证壳聚糖含量不发生变化，每次加热时间不超过五分钟，采用低速离心机控制转速2000r/min，离去样品中的气泡。制备的各种样品体系相图如图1所示。
水凝胶的形成既依赖于食品酸提供的质子化环境，又需要足够的壳聚糖分子链缠绕，连结。溶解初期，壳聚糖分子链充分舒展，支链旋转，弯曲，成为不同构象，各分子长链之间相互排斥，形成壳聚糖水溶液。随着壳聚糖的增加，长链分子开始聚集、缠绕，分子间作用力减弱，内摩擦增强，体系粘度增加。随着壳聚糖浓度继续增加，壳聚糖分子链交织程度增加，体系逐渐形成三维网格状结构。如图1所示，根据体系的表观状态，每个体系可以分为四个相区，Ⅰ为流动性较强的水溶液区，Ⅱ为浓厚，稠密半流动的高分子溶胶区，Ⅲ为不流动的高分子凝胶区。Ⅳ相区中壳聚糖不能完全溶解，为不溶区。随着壳聚糖浓度增加，四种体系有着相似的变化。不同的是TA-CS体系不溶区较大，CA-CS体系水溶液区较大，他们相应的溶胶-凝胶转换区域较小。从图1中明显可以看出能够制备出水溶胶的溶胶区Ⅲ的壳聚糖与食品酸溶液的浓度范围是，壳聚糖的质量浓度为6～15％，食品酸溶液的浓度范围1～1.5mol/L，而当食品酸溶液的浓度范围大于1.5mol/L，壳聚糖无法溶解，而当食品酸的浓度小于1mol/L时，形成的溶胶区域与凝胶区域距离过大，溶胶-凝胶的转换不会很明显。
对制备的水溶胶的流变性能表征
表征条件为：使用Discovery DHR 2混合型流变仪(美国TA公司)测定样品的流变性质。geometry set参数设定：直径选择为20mm，cone angle为2°,truncation gap为500mm，仪器置零后，向帕尔板中间加入样品铺展均匀，保证加入的样品中没有气泡。调整空气探头至500mm位置，用刮板刮去多余样品，避免边缘效应，样品平衡10min后开始测量。
固定频率为1.0HZ，选择0.06-10000Pa的应力范围进行应力扫描。设置初始温度为10℃，末温度为80℃，固定频率1.0HZ，升温速率为1℃/min，选择合适的应力范围，进行温度扫描。设定实验温度，选择0.1-1000s-1的剪切速率范围进行稳态扫描。设定实验温度，选取合适应力值，在0.02-300rad/s的范围内进行频率扫描。
固定频率为1.0Hz，进行应力扫描确定线性粘弹区域，在线性粘弹区域范围内，样品体系的内部结构能够得到较好的保持，复数模量(G*)不随剪切速率的变化而变化，所有体系的粘弹性变化均表现出非线性关系。所有样品的临界应力值都超过了100Pa，四种体系的共性是随着壳聚糖浓度的增加，复数模量增加，临界应力值增大。表1列出了体系的临界剪切应力以及临界剪切应力下的储能模量(G′)和损耗模量(G″)，并且定义粘性耗散相关参数tanδ＝G″/G′。
表1各体系的组成和应力扫描相关参数
Figure BDA0001404616180000061
从表1中可以看出，酒石酸，苹果酸，柠檬酸体系的tanδ值均大于1，而且随着壳聚糖浓度的增加tanδ数值在持续减小。这一结果表明样品的粘性属性是主要的，究其原因是在线性粘弹范围内壳聚糖分子链本是杂乱无序的缠结在一起，在剪切应力的作用下，缠结在一起的壳聚糖分子链逐渐打开，在分子链舒展的过程中伴随着分子内与分子间摩擦，由于壳聚糖分子链远大于小分子酸，因此分子间与分子内的摩擦占据主导。随着壳聚糖浓度的增加，壳聚糖分子链充盈在整个体系中逐渐饱和，小分子酸上的羟基有更多的机会与长链上的氨基反应，将一条条壳聚糖长链分子纵向连接，减弱壳聚糖分子链之间的摩擦效应，形成三维网状结构，此时的粘性模量遭到削弱，弹性模量增强。12％、13％乳酸壳聚糖样品出现了tanδ小于1，其中的原因是因为乳酸小分子在连接在长链壳聚糖分子的过程中发生一定的聚合，三维网状结构形成的更为稳固，使得体系的弹性性质占据了主导。当剪切速率超过一定数值后，应力的响应不再呈现线性关系，而是多重性谐波运动，该过程称为大幅振动剪切流动。此时的储能模量(G′)和损耗模量(G″)都随着剪切速率的增大而急剧下降，这表明样品的结构在此剪切速率下被破坏。
通过施加力，流体产生形变。在整个剪切速率范围内，线性粘弹区和非线性粘弹区并不是孤立的存在，描述连续介质形变的参量复数模量(G*)与描述内力的参量必然存在一定的关系---本构关系，通过数学模型将宏观实验结果建立的本构关系函数式就是本构方程。本构方程的建立需要假设材料是线性、等温、各向同性。在模型的建立过程中，流变参数越多，流变模式的误差可能越小，但是各参数的物理意义却不太明显，并且计算也变得相应复杂。因此从计算的简便性和准确度上来说，采用四参数三项式模型对应力曲线进行拟合是很好的。图2～5及表2～5是几组样品的四参数三项式模型拟合曲线及方程。
表2 TA/CS体系四参数三项式拟合方程及相关参数
Figure BDA0001404616180000071
表3 CA/CS体系四参数三项式拟合方程及相关参数
Figure BDA0001404616180000072
表4 MA/CS体系四参数三项式拟合方程及相关参数
Figure BDA0001404616180000073
Figure BDA0001404616180000081
表5 LA/CS体系四参数三项式拟合方程及相关参数
Figure BDA0001404616180000082
四参数三项式模型是Cubic模型，其方程为y＝A+Bx+Cx2+Dx3，由于粘弹性材料的“衰减忘记”的特征，松弛模量的变化在时间域内的变化函数是单调非增的。从方程式上能够看出，其本构关系由两部分组成：含有时间参数的即时应力部分和松弛应力部分。参数A为即时模量G*(t)，通过拟合优度R2的调整可以得出G*＝G*(t)·R2。
拟合优度R2衡量回归方程的整体拟合度，其最大值为1，表中的数据可以看出所有样品的拟合优度均接近于1，说明四参数三项式模型能够对应力松弛现象较好拟合，另外参数A也能较好的体现G*。
一切物质的分子都是在不停的运动着的，分子的热运动与物体的温度有关，但是高分子的热运动还与其结构密切相关，高分子热运动具备运动单元的多重性、时间依赖性性、温度敏感性等特点。温度的改变宏观上表现在物质的形变，内在是粘度的变化。在小振幅剪切流动过程中，复数黏度η*和复数模量G*存在如下关系：G*＝ωη*，在讨论过程中η*和G*实际上是等效的。为了探究温度对食品酸/壳聚糖凝胶的影响，对样品从10～80℃的范围内进行了连续温度扫描，如图6所示。样品体系复数模量G*的变化并不是线性的，随着温度的升高，G*先缓慢下降后急速上升，G*的急剧改变预示着样品内部结构的变化。在内耗值的变化曲线上出现了峰值，这是由于温度的影响导致了体系微观结构的变化，产生内摩擦，消耗了振动系统的弹性储能，并且体系G*谷值的出现每次都晚于内耗峰，这符合高分子聚合物滞弹性能的特征。对于上述四种体系的所有样品，他们的连续温度扫描谱图变化趋势都是相似的并且出现了G′＝G″的温度点。此时，壳聚糖溶液内部分子相互连接，形成三维网状结构，样品呈现半固体状态，称为凝胶态。在凝胶态之前，几乎所有样品的黏性模量均大于弹性模量，是因为凝胶点之前体系的三维网状结构并未形成，壳聚糖大分子间仍然相互缠结在一起，粘性特征是主要的。超过凝胶点温度，三维网状结构开始形成，体系的弹性性质成为主导。
WLF方程的应用是基于高分子内部小分子运动单元来说的，当研究温度低于Tg时，小分子的链段运动会被冻结。当温度过高时，高分子链发生质心运动，其运动机理与链段运动不同，因此WLF方程的适用范围只能是在Tg＜T＜Tg+100K这个范围内。温度的升高使得高分子溶液的自由体积增大，小分子单元获得了更为广阔的运动空间，相互作用减弱，整体表现为粘度下降，然而小分子运动单元相比于主链来说还是次要的，因此链段运动引起的粘度降低并不会太大。这也就成功解释了，在温度升高初期，粘度是缓慢下降的。通过WLF方程拟合，不同酸在不同壳聚糖浓度形成的聚合物体系的参考粘度η0和参考温度T0如表6所示。
表6各体系WLF方程拟合参数
Figure BDA0001404616180000091
Figure BDA0001404616180000101
通过表6数据可以看出，各种体系在参考温度T0下样品的参考粘度η0的变化是一致的：如图7所示，随着壳聚糖浓度的增加，η0显著增大。这一点可以根据Flory的高分子溶液理论来解释，壳聚糖溶液是非晶态聚合物的无规线团模型，无论此时是玻璃态、高弹态还是熔融态，其溶液中的高分子链都呈现无规则的线团构象，高分子链之间相互贯穿，彼此缠结。随着壳聚糖浓度的增加，溶液中分子链的数目增加，伴随着溶解过程，壳聚糖分子链彼此缠绕更加紧密并且充盈在线团内部的空腔中直至壳聚糖饱和，宏观表现在聚合物溶液的粘度增加上。然而参考温度T0却是在下降的，如图8所示，这主要是因为壳聚糖分子链的紧密缠绕抑制了分子间的氢键作用。
但是当研究温度T＞Tg+100K时，WLF模型不再适用，在较高温度下，聚合物内部自由体积变大，如同原子激发跃迁一样，聚合物分子链的质心运动也会在自由体积内部跃迁，这就类似于活化过程，需要一定的能量，这符合阿伦尼乌斯粘度模型：
Figure BDA0001404616180000102
其中A是前置因子，E是活化能，R是气体常数，T是绝对温度。
通过阿伦尼乌斯方程拟合，不同酸在不同壳聚糖浓度形成的聚合物体系的前置因子和活化能如表7所示。
表7各体系阿伦尼乌斯方程拟合参数
Figure BDA0001404616180000103
Figure BDA0001404616180000111
在固定角频率为1Hz的条件下，研究温度T＞Tg时，样品的lnη-1/T的变化是线性的，这符合阿伦尼乌斯方程给出了不同壳聚糖含量的活化能的变化，如图9所示，可以看出，随着壳聚糖含量的增加，体系的活化能是先升高再下降，这与壳聚糖内部网状结构的形成有关，所有样品约在8％处出现峰值，说明此时样品的温度敏感性强。
在不同温度下，并非在整个剪切速率范围内体系都呈现牛顿或非牛顿流体特性，酒石酸、柠檬酸、苹果酸在温度低于318K时，随着剪切速率升高，会出现牛顿平台，随后出现剪切稀释行为，温度高于318K时，在较低剪切速率范围就会出现剪切稀释。相比之下，乳酸的温度敏感性更强，在310K时就已经出现了整体剪切稀释的现象。非牛顿流体往往具有剪切稀释和弹性记忆行为，从微观上看，非牛顿行为是聚合物大分子链拉伸、取向与解缠多重作用的结果。宏观角度来看，剪切速率的改变导致聚合物体系粘度的变化，从广义的牛顿定律来说，粘度是剪切速率的函数，通常使用指数定律来表达：
Figure BDA0001404616180000112
式中m是粘度系数，n是流动指数。n值的大小与1的偏离程度表现了流体的非牛顿行为的强弱。n＝1，流体呈现牛顿行为，n值偏离1越多，流体的非牛顿行为越强。
为了更准确的表达样品体系流变曲线，采用Carreau-Yasuda模型：
Figure BDA0001404616180000113
η0是零剪切粘度，λ是松弛时间，n为参数，η∞是
Figure BDA0001404616180000121
趋近于无穷时聚合物的平衡剪切粘度。a为控制从零剪切牛顿平台到剪切稀释区域的粘度转变速率常数。a值越小，转变速率越慢，转变区域越大。样品体系Carreau-Yasuda模型拟合的相关参数如表8所示。
表8各体系Carreau-Yasuda拟合相关参数
Figure BDA0001404616180000122
样品体系的松弛时间λ随着温度的升高而增大，随着壳聚糖百分含量的增加则增大，尤其特别地是，当温度改变较小的数值，λ就会发生较大的变化，说明样品体系具有温度敏感的特性。剪切力的影响使得壳聚糖分子链从一种构象过渡到与剪切力相适应的另外一种构象，分子链之间存在内摩擦，弹性形变需要一定时间才能完成。样品体系中乳酸的松弛时间最大，说明乳酸形成的凝胶结构较为稳固，需要更长的松弛时间。η0的变化趋势与λ相似，并且也是乳酸体系的η0最大，这也说明乳酸形成的凝胶结构较为稳固。结合图6，温度升高时，牛顿平台消失，体系出现剪切稀释现象，n值增大，说明牛顿流体性质增强，a值突然减小，说明零剪切牛顿平台到剪切稀释区域的粘度转变速率减小，这预示着牛顿平台的消失。从分子内部来看，随着温度的升高，壳聚糖分子长链开始解缠，在一定频率范围内，分子链段，分子长链沿特定方向定向排。这是壳聚糖有序化过程，称为取向现象。在高弹区，分子的链段运动是主导，主要通过单键的内旋完成取向过程。而在粘流态，壳聚糖的取向过程是链段与整个大分子链协同作用完成的。正是由于取向现象导致了零剪切粘度的改变以及松弛效应和剪切稀释现象。
壳聚糖是多羟基、氨基长链聚合物，另外随着小分子酸的引入，取向现象的发生会在分子层面上一定程度的改变壳聚糖的结构，最明显的是形成三维网状结构使得壳聚糖聚合物具备一定的凝胶特性。在一定频率范围内，损耗角正切tanδ的变化与频率无关。随着温度的变化，tanδ的平台越明显，tanδ值越小。图10所示，乳酸和苹果酸体系的Tanδ值最先达到平台，说明乳酸、苹果酸的引入提高了壳聚糖的支化程度，促使更加稳定的三维网状结构更快地形成。
通过上述表征能够表明，在没有添加任何温敏剂的条件下，食品酸/壳聚糖水溶胶具备温度敏感的性质。通过改变壳聚糖的含量可以控制溶胶-凝胶转变温度，实现原位凝胶转变。
对样品体系的响应温度进行表征，通过储能模量(G′)和损耗模量(G″)检测各种食品酸在不同壳聚糖浓度下的样品体系的温度响应温度，发现苹果酸、乳酸的样品体系的响应温度均为37℃左右，如图11～12所示，壳聚糖的质量浓度为8％时，MA/CS体系的响应温度为37.5℃，壳聚糖的质量浓度为12％时，MA/CS体系的响应温度为37℃，壳聚糖的质量浓度为11％时，LA/CS体系的响应温度为37.5℃，壳聚糖的质量浓度为12％时，LA/CS体系的响应温度为37℃，而人体体温为37℃左右，因而采用苹果酸、乳酸的样品体系更有利于制备温度响应型靶向药物释放的药物载体。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水溶胶在作为温敏材料的应用，其特征是，所述水溶胶的制备方法为，将壳聚糖溶解于食品酸溶液混合均匀后即得水溶胶，无需加入其他试剂，所述食品酸溶液的浓度为1~1.5mol/L，所述水溶胶中壳聚糖的质量浓度为8~15%；
所述食品酸为酒石酸、柠檬酸、苹果酸或乳酸。
2.如权利要求1所述的应用，其特征是，采用水浴加热加速溶解。
3.如权利要求2所述的应用，其特征是，采用多次加热，每次加热时间为1~5min。
4.如权利要求1所述的应用，其特征是，采用低速离心机离去产物中的气泡。
5.如权利要求1所述的应用，其特征是，所述水溶胶中壳聚糖的质量浓度为8±0.5%。
6.如权利要求1所述的应用，其特征是，所述食品酸为乳酸或苹果酸。
7.如权利要求1所述的应用，其特征是，所述壳聚糖为脱乙酰度≥95%，粘度100~200mpa.s。
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