CN109810287B

CN109810287B - 一种壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡的制备方法

Info

Publication number: CN109810287B
Application number: CN201910083126.2A
Authority: CN
Inventors: 杨继生; 郭磊明; 郭向男
Original assignee: Yangzhou University
Current assignee: Yangzhou University
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2020-12-25
Anticipated expiration: 2039-01-28
Also published as: CN109810287A

Abstract

本发明公开了一种壳聚糖季铵盐‑脂肪酸囊泡的制备方法，包括如下步骤：1)壳聚糖季铵盐溶液的配制：将壳聚糖季铵盐溶解于水中，室温下搅拌，配制成壳聚糖季铵盐溶液；2)油酸钠溶液的制备：将油酸加入到NaOH水溶液中，室温下搅拌，制得油酸钠溶液，备用；3)复合囊泡的制备：将步骤2)制得的油酸钠溶液滴加到步骤1)制得的壳聚糖季铵盐溶液中，5～45℃缓慢搅拌，制得复合囊泡溶液。本发明提供了在更宽pH范围(1～5及8～13)内制备稳定的油酸/壳聚糖季铵盐囊泡，实现了同一种体系既能在酸又能在碱性环境中形成囊泡，而油酸囊泡仅在pH 8.2‑10范围形成，因此，本发明能有效地拓展该复合囊泡的应用范围。

Description

一种壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡的制备方法

技术领域

本发明涉及一种壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡的制备方法，属于复合囊泡的技术领域。

背景技术

壳聚糖是甲壳素经浓碱溶液处理后脱去乙酰基的一种天然高分子氨基多糖。壳聚糖以其独特的生物相容性、生物降解性、抗菌性、无毒性、生物活性和其独特的物理化学性质在诸多领域有广阔的应用前景。壳聚糖季铵盐是在壳聚糖分子的氨基上引入季铵基团而形成的衍生物。

囊泡因其具有类似生物膜的结构而引起了广泛的研究兴趣，其不仅在食品、药品和化妆品领域有着多样化的应用，它同时也是生命起源和原始细胞的重要研究工具。脂肪酸分子结构简单，脂肪酸囊泡一直被认为是更合适的原始细胞模型。然而脂肪酸囊泡形成的pH范围较窄，且偏碱性环境，稳定性不高，限制了其应用。故拓宽脂肪酸囊泡形成的pH范围，增加其膜结构稳定性对其理论和应用研究具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出一种壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡的制备方法，可实现在更宽pH范围内制备囊泡。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡的制备方法，包括如下步骤：

1)壳聚糖季铵盐溶液的配制：将壳聚糖季铵盐溶解于水中，室温下搅拌，配制成壳聚糖季铵盐溶液；

2)油酸钠溶液的制备：将油酸加入到NaOH水溶液中，室温下搅拌，制得油酸钠溶液；

3)复合囊泡的制备：将步骤2)制得的油酸钠溶液滴加到步骤1)制得的壳聚糖季铵盐溶液中，5～45℃(优选20～40℃)缓慢搅拌，制得复合囊泡溶液。

步骤1)中，所述的壳聚糖季铵盐为2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖。

步骤1)中，所述的壳聚糖季铵盐溶液，其中糖单元浓度为10～30mmol/L，优选20mmol/L。

步骤2)中，所述的NaOH水溶液的浓度为20～40mmol/L，优选30mmol/L。

步骤2)中，所述的油酸钠溶液，油酸钠浓度为10～30mmol/L，优选20mmol/L。

步骤2)中，将油酸加入到NaOH水溶液中，保持NaOH过量，反应体系pH值为12。

步骤3)中，控制油酸钠与壳聚糖季铵盐糖单元的摩尔比为0.5～0.8∶1，壳聚糖季铵盐糖单元在体系中的浓度为1～10mmol/L，为使得壳聚糖季铵盐糖单元的浓度满足上述要求，可以适当添加水稀释。

步骤3)中，缓慢搅拌转速为50～80rpm。

上述制备方法制备得到的壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡也在本发明的保护范围之内。

其中，所述的壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡在pH 1～5及pH8～13范围内均能稳定存在。

有益效果：本发明与现有技术相比具有如下的优点：

1、本发明提供了在更宽pH范围(1～5及8～13)内制备稳定的油酸/壳聚糖季铵盐囊泡，实现了同一种体系既能在酸又能在碱性环境中形成囊泡，而相比于现有技术的油酸囊泡仅在pH 8.2-10范围形成，因此，本发明能有效地拓展该复合囊泡的应用范围。

2、该复合囊泡因由亲水性强的多糖构成，所以较脂肪酸囊泡拥有更好的透过性，这一点在生物应用时显得尤为重要，在包埋细胞、活性蛋白等物质时，良好的囊泡透过性可以保证小分子营养物质的有效供应。

3、由于多糖分子之间可以发生交联，以增强体系稳定性，故该复合囊泡的膜稳定性比油酸囊泡稳定性好；此外，带正电荷和季铵或氨基部分协同效应，使其呈现出优良的抗菌性能。

4、壳聚糖季铵盐分子上有羟基和氨基，可进行接枝反应，还可衍生出具有多种功能的复合囊泡。

附图说明

图1为pH＝13时的囊泡TEM图。

图2为pH＝3时的囊泡TEM图。。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1

1)壳聚糖季铵盐溶液的配制：将壳聚糖季铵盐(2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖)溶解于水中，室温下搅拌，配制成糖单元为20mmol/L的壳聚糖季铵盐溶液，备用；

2)油酸钠溶液的制备：将适量的油酸加入到30mmol/LNaOH溶液中，室温下搅拌，30min，制得20mmol/L油酸钠溶液，备用；

3)复合囊泡的制备：将糖单元浓度为20mmol/L的壳聚糖季铵盐溶液用水稀释到10mmol/L，再将20mmol/L油酸钠溶液稀释到5mmol/L，在20℃下，将等体积的油酸钠溶液滴加到壳聚糖季铵盐溶液中，60rpm缓慢搅拌，即制得复合囊泡溶液；

4)囊泡溶液酸碱度调节：用0.5mol/L氢氧化钠溶液调节囊泡溶液的酸碱度，控制pH＝13，该囊泡的TEM图如图1所示。

实施例2

3)复合囊泡的制备：将20mmol/L油酸钠溶液稀释到16mmol/L，壳聚糖季铵盐溶液不稀释，在40℃下，将等体积的油酸钠溶液滴加到壳聚糖季铵盐溶液中，80rpm缓慢搅拌，即制得复合囊泡溶液；

4)囊泡溶液酸碱度调节：用0.5mol/L盐酸溶液调节囊泡溶液的酸碱度，控制pH＝3，该囊泡的TEM图如图2所示。

实施例3

为了考察囊泡的稳定性，用0.5mol/L的盐酸或氢氧化钠添加到实施例1和实施例2制得的囊泡液及对比试样油酸钠(10mmol/L，pH＝9)中，调节溶液的酸碱度，目测溶液的外观，结果如表1所示。

表1.试样溶液在不同pH时的外观

由表1可知，对油酸钠体系而言，只有pH为8～10时，溶液才出现囊泡特有的蓝色；而对油酸钠-壳聚糖季铵盐体系，则当pH为1～5及8～13时，溶液均显现出囊泡特有的蓝色。

Claims

1.一种壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3)复合囊泡的制备：将步骤2)制得的油酸钠溶液滴加到步骤1)制得的壳聚糖季铵盐溶液中，5～45℃缓慢搅拌，制得复合囊泡溶液。

2.根据权利要求1所述的壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的壳聚糖季铵盐为2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖。

3.根据权利要求1或2所述的壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的壳聚糖季铵盐溶液，其中糖单元浓度为10～30mmol/L。

4.根据权利要求1所述的壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述的NaOH水溶液的浓度为20～40mmol/L。

5.根据权利要求1所述的壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述的油酸钠溶液，油酸钠浓度为10～30mmol/L。

6.根据权利要求1或4或5所述的壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡的制备方法，其特征在于，步骤2)中，将油酸加入到NaOH水溶液中，保持NaOH过量，反应体系pH值为12。

7.根据权利要求1所述的壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡的制备方法，其特征在于，步骤3)中，控制油酸钠与壳聚糖季铵盐糖单元的摩尔比为0.5～0.8∶1，壳聚糖季铵盐糖单元的浓度为1～10mmol/L。

8.根据权利要求1所述的壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡的制备方法，其特征在于，步骤3)中，缓慢搅拌转速为50～80rpm。

9.权利要求1～8中任意一项所述的制备方法制备得到的壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡。

10.根据权利要求9所述的壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡，其特征在于，所述的壳聚糖季铵盐-脂肪酸囊泡在pH 1～5及pH8～13范围内均能稳定存在。