CN109122684B - 具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液及其制备方法和应用 - Google Patents

具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液及其制备方法和应用，以香芹酚固体脂质纳米粒分散液的总重量计，该香芹酚固体脂质纳米粒包括：香芹酚0.05‑0.5wt％、单硬脂酸甘油酯0.5‑1wt％、1,2‑丙二醇酯0.5‑1wt％、吐温‑80 1‑2wt％、乙醇5‑6wt％、余量为水。本发明的香芹酚固体脂质纳米粒分散液的有效成分来源于植物提取物，绿色环保，对人体无害，固体脂质纳米粒有效改善了香芹酚的水分散性，增加了香芹酚在水中的溶解性，提高了香芹酚的稳定性。

Description

具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液及其制备方法 和应用
技术领域
本发明属于杀菌剂技术领域，更具体地，涉及一种具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液及其制备方法和应用。
背景技术
香芹酚(Carvacrol)，化学名称5-异丙基-2-甲基苯酚，是百里香酚的同分异构体，香气与百里香酚类似，故又称为异百里香酚。香芹酚为一种单萜酚，是牛至油以及百里香油的主要成分。研究表明，香芹酚有着广泛的生物活性，如抗炎、抗氧化以及抗肿瘤等效应，近年来有研究表明香芹酚能够抑制肺癌细胞、肝癌细胞、乳腺癌细胞、宫颈癌细胞等肿瘤细胞的增殖并诱导其凋亡。香芹酚是一种安全的食品添加剂，可应用于糖果、饮料和口香糖的生产中，作为香料应用于牙膏、牙粉、爽身粉、香皂等清洁用品中，医药上用作局部麻醉药，同时香芹酚作为一种广谱的抗菌剂被广泛应用于饲料添加剂、杀菌剂、驱虫剂、防腐剂等。在食品、药品、日用品等行业具有重要的应用价值。
香芹酚易溶于乙醇、乙醚、丙二醇和碱性环境，不溶于水，致使其在胃肠道中及抗菌剂中的吸收率和生物利用度不高。另外，香芹酚置于空气和光中会导致香芹酚色泽变深，稳定性较差。现有的香芹酚在水中溶解度低以及稳定性差的缺陷已成为其在食品、医药、抗菌剂等应用领域里的瓶颈，有待于进一步改进。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种香芹酚固体脂质纳米粒分散液，将香芹酚包裹于脂质内核中，增加香芹酚在水中的溶解性，阻止药物聚集析出，使其具有良好的存储稳定性，达到药物缓慢释放，提高生物利用度的目的。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液，以香芹酚固体脂质纳米粒分散液的总重量计，该香芹酚固体脂质纳米粒包括：香芹酚0.05-0.5wt％、单硬脂酸甘油酯0.5-1wt％、1,2-丙二醇酯0.5-1wt％、吐温-801-2wt％、乙醇5-6wt％、余量为水。
本发明的第二方面提供一种上述具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液的制备方法，该制备方法包括：
(1)将香芹酚、单硬脂酸甘油酯和1,2-丙二醇酯熔融混合，得到油相；
(2)将吐温-80和部分水混合均匀，得到水相；
(3)将所述油相和水相混合均匀，然后加入乙醇，得到微乳液；
(4)将所述微乳液与剩余水混合均匀，得到香芹酚固体脂质纳米粒分散液。
本发明的第三方面提供一种上述具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液作为杀菌剂的应用。
本发明的技术方案具有如下有益效果：
(1)本发明的香芹酚固体脂质纳米粒分散液的有效成分来源于植物提取物，绿色环保，对人体无害，固体脂质纳米粒有效改善了香芹酚的水分散性，增加了香芹酚在水中的溶解性，提高了香芹酚的稳定性；
(2)本发明所制备的香芹酚固体脂质纳米粒具有缓释效应，能显著提高香芹酚的持效期。
(3)本发明的香芹酚固体脂质纳米粒能有效的抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长。
(4)本发明的香芹酚固体脂质纳米粒的原材料易得、制备工艺简单、重现性好、可实现工业化生产。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明的第一方面提供一种具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液，以香芹酚固体脂质纳米粒分散液的总重量计，该香芹酚固体脂质纳米粒包括：香芹酚0.05-0.5wt％、单硬脂酸甘油酯0.5-1wt％、1,2-丙二醇酯0.5-1wt％、吐温-80 1-2wt％、乙醇5-6wt％、余量为水。
本发明中通过单硬脂酸甘油酯和1,2-丙二醇酯形成脂质内核，利用单硬脂酸甘油酯和1,2-丙二醇酯两种物质混合制成的固体脂质纳米粒具有更好的体系稳定性，形成的脂质内核更加稳定；进而使得香芹酚能够被更好的包裹，使其具有更好的水溶性、稳定性和药物缓释性。
根据本发明，优选地，以香芹酚固体脂质纳米粒的总重量计，所述香芹酚固体脂质纳米粒包括：香芹酚0.1-0.3wt％、单硬脂酸甘油酯0.5-0.8wt％、1,2-丙二醇酯0.5-0.8wt％、吐温-80 1-2wt％、乙醇5-6wt％、余量为水。
本发明的第二方面提供一种上述具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液的制备方法，该制备方法包括：
(1)将香芹酚、单硬脂酸甘油酯和1,2-丙二醇酯熔融混合，得到油相；
(2)将吐温-80和部分水混合均匀，得到水相；
(3)将所述油相和水相混合均匀，然后加入乙醇，得到微乳液；
(4)将所述微乳液与剩余水混合均匀，得到香芹酚固体脂质纳米粒分散液。
根据本发明，优选地，步骤(1)中，熔融温度为40-80℃。
根据本发明，优选地，步骤(2)中，混合温度为40-80℃。
根据本发明，优选地，步骤(3)为在40-80℃下，在0.5-3min内迅速混合所述油相和水相，搅拌10-15分钟，然后加入乙醇，得到微乳液；进一步优选为在0.5-2min内迅速混合所述油相和水相；再进一步优选为在0.5-1min内迅速混合所述油相和水相。
根据本发明，优选地，步骤(4)为将所述微乳液在0.5-3min内迅速分散至2-4℃的剩余水中，得到香芹酚固体脂质纳米粒分散液；进一步优选为在0.5-2min内迅速混合所述油相和水相；再进一步优选为在0.5-1min内迅速混合所述油相和水相。
作为一种优选的实施方式，制备本发明的香芹酚固体脂质纳米粒分散液的各组分均能够通过商购获得。
本发明的第三方面提供一种上述具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液作为杀菌剂的应用。
根据本发明，优选地，将所述香芹酚固体脂质纳米粒分散液用水稀释后使用。
作为优选方案，所述香芹酚固体脂质纳米粒分散液与水的体积比为1：5-40。
以下通过实施例进一步说明本发明：
实施例1
本实施例提供一种具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液，具体制备方法为：称取4g 1,2-丙二醇酯、4g单硬脂酸甘油酯和0.4g香芹酚混合加热至70℃，直至完全熔融得到液态油相；另外称取12g吐温-80和200g蒸馏水搅拌加热至70℃得到水相。在70℃温度下将油水两相在0.5min内迅速混合，将温度加热至80℃搅拌10分钟形成粗乳，向粗乳中滴加无水乙醇40g，形成澄清透明且稳定的微乳液，将微乳液在0.5min内迅速分散至400mL的2-4℃冷水中，并持续搅拌30分钟得到香芹酚固体脂质纳米粒分散液；
实施例1的香芹酚固体脂质纳米粒分散液放置3个月未见有纳米粒子聚集而沉淀析出，表明该体系具有良好的稳定性。
实施例2
本实施例提供一种具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒，具体制备方法为：称取4g 1,2-丙二醇酯、4g单硬脂酸甘油酯和0.8g香芹酚混合加热至70℃，直至完全熔融得到液态油相；另外称取12g吐温-80和200g蒸馏水搅拌加热至70℃得到水相。在70℃温度下将油水两相在0.5min内迅速混合，将温度加热至80℃搅拌10分钟形成粗乳，向粗乳中滴加无水乙醇40g，形成澄清透明且稳定的微乳液，将微乳液在0.5min内迅速分散至400mL的2-4℃冷水中，并持续搅拌30分钟得到香芹酚固体脂质纳米粒分散液；
实施例2的香芹酚固体脂质纳米粒分散液放置3个月未见有纳米粒子聚集而沉淀析出，表明该体系具有良好的稳定性。
实施例3
本实施例提供一种具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒，具体制备方法为：称取4g 1,2-丙二醇酯、4g单硬脂酸甘油酯和1.2g香芹酚混合加热至70℃，直至完全熔融得到液态油相；另外称取12g吐温-80和200g蒸馏水搅拌加热至70℃得到水相。在70℃温度下将油水两相在0.5min内迅速混合，将温度加热至80℃搅拌10分钟形成粗乳，向粗乳中滴加无水乙醇40g，形成澄清透明且稳定的微乳液，将微乳液在0.5min内迅速分散至400mL的2-4℃冷水中，并持续搅拌30分钟得到香芹酚固体脂质纳米粒分散液；
实施例3的香芹酚固体脂质纳米粒分散液放置3个月未见有纳米粒子聚集而沉淀析出，表明该体系具有良好的稳定性。
实施例4
本实施例提供一种具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒，具体制备方法为：称取4g 1,2-丙二醇酯、4g单硬脂酸甘油酯和1.6g香芹酚混合加热至70℃，直至完全熔融得到液态油相；另外称取12g吐温-80和200g蒸馏水搅拌加热至70℃得到水相。在70℃温度下将油水两相在0.5min内迅速混合，将温度加热至80℃搅拌10分钟形成粗乳，向粗乳中滴加无水乙醇40g，形成澄清透明且稳定的微乳液，将微乳液在0.5min内迅速分散至400mL的2-4℃冷水中，并持续搅拌30分钟得到香芹酚固体脂质纳米粒分散液。
实施例4的香芹酚固体脂质纳米粒分散液放置3个月未见有纳米粒子聚集而沉淀析出，表明该体系具有良好的稳定性。
实施例5
本实施例提供一种具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒，具体制备方法为：称取4g 1,2-丙二醇酯、4g单硬脂酸甘油酯和2.0g香芹酚混合加热至70℃，直至完全熔融得到液态油相；另外称取12g吐温-80和200g蒸馏水搅拌加热至70℃得到水相。在70℃温度下将油水两相在0.5min内迅速混合，将温度加热至80℃搅拌10分钟形成粗乳，向粗乳中滴加无水乙醇40g，形成澄清透明且稳定的微乳液，将微乳液在0.5min内迅速分散至400mL的2-4℃冷水中，并持续搅拌30分钟得到香芹酚固体脂质纳米粒分散液。
实施例5的香芹酚固体脂质纳米粒分散液放置3个月未见有纳米粒子聚集而沉淀析出，表明该体系具有良好的稳定性。
对比例1
本对比例与实施例3的区别为称取8g1,2-丙二醇酯和1.2g香芹酚混合加热至70℃，直至完全熔融得到液态油相；其他各组分和用量以及制备方法均与实施例3相同。
对比例1的样品放置三天后即发现有纳米粒子聚集而沉淀析出，表明该体系稳定性不佳。
对比例2
本对比例与实施例3的区别为称取8g单硬脂酸甘油酯和1.2g香芹酚混合加热至70℃，直至完全熔融得到液态油相；其他各组分和用量以及制备方法均与实施例3相同。
对比例2的样品放置一天后即发现有纳米粒子聚集而沉淀析出，表明该体系非常不稳定。
测试例1
分别测试实施例1-5制备的香芹酚固体脂质纳米粒分散液的包埋率，以及稀释后的香芹酚固体脂质纳米粒分散液的粒径、聚合物分散指数(PDI)和zeta电位，具体测试结果见表1。
其中，本发明中测试所有样品的粒径、分散性指数(PDI)和zeta电位均使用马尔文纳米粒度分析仪进行测试。其测量方法为：取100微升香芹酚固体脂质纳米粒分散液用蒸馏水稀释30倍后的样品放于比色皿中，将比色皿放置于马尔文纳米粒度分析仪中，设定条件为室温25℃、水为分散相、准备时间60s，此条件下重复测量样品的粒径、PDI和zeta电位三次，其测量结果之间的相对标准偏差＜10％，说明了样品测量结果的重复性较好。最后将三组数据的平均数作为测量样品的粒径、PDI和zeta电位。
本发明中所有样品的包埋率的测试方法为：首先将实施例1-5制备的香芹酚固体脂质纳米粒分散液用甲醇稀释100倍(所述的稀释100倍指香芹酚固体脂质纳米粒分散液与甲醇的体积比为1：100)，于50kHz，25℃超声0.5h以保证样品被完全破坏，使所载药物全部游离出来，随后利用HPLC将所载药物进行定量检测，得到总载药量为W总；再通过离心超滤的方法分离出实施例1-5制备的香芹酚固体脂质纳米粒分散液中游离状态的香芹酚，超滤膜规格10kDa，5000rpm离心5分钟，随后用HPLC检测出游离药物总量W游。因此载药效率(即指香芹酚固体脂质纳米粒分散液的包埋率)的计算方法如下：
Figure BDA0001765030320000081
其中LE是载药效率(loading efficiency)，W总、W游分别是载药总量和游离药物量。HPLC色谱条件：流动相：乙腈∶水(60∶40，v/v)，固定相：C18柱(250mm×4.5mm×5μm)，柱温30℃，流速1mL/min，检测波长274nm，香芹酚标准曲线拟合方程为Y＝13730X+9.4341，R2＝0.9998。
表1
Figure BDA0001765030320000082
Figure BDA0001765030320000091
通过测试可知，本发明的纳米乳液平均粒径能够达到纳米级，形成的香芹酚固体脂质纳米粒分散液的稳定性良好。
测试例3
测试香芹酚原药和实施例3的具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液的抑菌活性，具体测试结果见表2。
试验菌种：大肠杆菌和金黄色葡萄球菌
测试方法：取待测样品用灭菌LB液体培养基稀释成浓度分别为0.5、0.4、0.3、0.25、0.2、0.15、0.125、0.1、0.05、0.025mg/mL的工作液，随后分别将120μL不同浓度工作液与120μL浓度为105-106cfu/mL的菌液混合加入96孔板中，测定所有样品在培养前以及37℃培养24h后的OD630值，对比初始吸光度与培养24h后吸光度变化，在使样品吸光度增幅≤0.05所对应的最小浓度即为MIC(最小抑菌浓度)；确定MIC后，从上述培养24h后的96孔板中取出所有浓度大于等于MIC样品20μL接种到LB固体培养基上继续于37℃下培养24h，未见菌种生长的最低浓度即为MBC(最低杀菌浓度)。
表2
Figure BDA0001765030320000092
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (13)

1.一种具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液，其特征在于，以香芹酚固体脂质纳米粒分散液的总重量计，该香芹酚固体脂质纳米粒包括：香芹酚0.05-0.5wt％、单硬脂酸甘油酯0.5-1wt％、1,2-丙二醇酯0.5-1wt％、吐温-80 1-2wt％、乙醇5-6wt％、余量为水；
所述的具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液的制备方法包括：
(1)将香芹酚、单硬脂酸甘油酯和1,2-丙二醇酯熔融混合，得到油相；
(2)将吐温-80和部分水混合均匀，得到水相；
(3)将所述油相和水相混合均匀，然后加入乙醇，得到微乳液；
(4)将所述微乳液与剩余水混合均匀，得到香芹酚固体脂质纳米粒分散液。
2.根据权利要求1所述的具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液，其特征在于，以香芹酚固体脂质纳米粒的总重量计，所述香芹酚固体脂质纳米粒包括：香芹酚0.1-0.3wt％、单硬脂酸甘油酯0.5-0.8wt％、1,2-丙二醇酯0.5-0.8wt％、吐温-80 1-2wt％、乙醇5-6wt％、余量为水。
3.根据权利要求1所述的具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液，其特征在于，步骤(1)中，熔融温度为40-80℃。
4.根据权利要求1所述的具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液，其特征在于，步骤(2)中，混合温度为40-80℃。
5.根据权利要求1所述的具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液，其特征在于，步骤(3)为在40-80℃下，在0.5-3min内迅速混合所述油相和水相，搅拌10-15分钟，然后加入乙醇，得到微乳液。
6.根据权利要求1所述的具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液，其特征在于，步骤(4)为将所述微乳液在0.5-3min内迅速分散至2-4℃的剩余水中，得到香芹酚固体脂质纳米粒分散液。
7.权利要求1-6任意一项所述的具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
(1)将香芹酚、单硬脂酸甘油酯和1,2-丙二醇酯熔融混合，得到油相；
(2)将吐温-80和部分水混合均匀，得到水相；
(3)将所述油相和水相混合均匀，然后加入乙醇，得到微乳液；
(4)将所述微乳液与剩余水混合均匀，得到香芹酚固体脂质纳米粒分散液。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，熔融温度为40-80℃。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，混合温度为40-80℃。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)为在40-80℃下，在0.5-3min内迅速混合所述油相和水相，搅拌10-15分钟，然后加入乙醇，得到微乳液。
11.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)为将所述微乳液在0.5-3min内迅速分散至2-4℃的剩余水中，得到香芹酚固体脂质纳米粒分散液。
12.权利要求1-6任意一项所述具有抑菌活性的香芹酚固体脂质纳米粒分散液作为杀菌剂的应用。
13.根据权利要求12所述的应用，其中，将所述香芹酚固体脂质纳米粒分散液用水稀释后使用。
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