CN111840315B - 一种纳米硒材料、制备方法及使用方法 - Google Patents

一种纳米硒材料、制备方法及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于纳米材料技术领域，具体是一种纳米硒材料、制备方法及使用方法。原料包括以下组分，0.005～0.3mol/L第一还原剂、0.00001～0.05mol/L透明质酸、0.001～0.05mol/L硒酸盐或亚硒酸盐、余量为水；所述第一还原剂为氨基葡萄糖。本发明的纳米硒材料在使用前加入交联剂，与透明质酸反应形成三维网络结构，包覆还原形成的纳米硒，而且能与氨基葡萄糖反应，当交联的透明质酸逐渐降解，其包覆的纳米硒逐步释放出来，延长纳米硒发挥作用的时间，减少一次性加入纳米硒的短暂高浓度导致的对人体的伤害。

Description

一种纳米硒材料、制备方法及使用方法
技术领域
本发明属于纳米材料技术领域，涉及一种纳米硒材料、制备方法及使用方法。
背景技术
纳米硒是纳米尺寸的零价态硒，是一种良好的抗氧化剂，安全性高，纳米硒的半致死剂量LD50为113.0mg/kg体重，而亚硒酸钠的LD50为15.7mg/kg体重。而且纳米硒对人体体内和皮肤的自由基具有较好的清除作用，因此已有在营养品、美容用品中应用的报道。
控制释放已成为生物活性物质，包括药物等的发展趋势，可以一次性在体系注射或者植入药物，由于是逐步释放，延长了药物发挥作用的时间，而且能控制体内发挥作用的药物在一个较为合理的范围，减少药物的毒害作用。
纳米硒的控制释放仍然是一个需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种纳米硒材料。
本发明的另一个目的是提供一种纳米硒材料的制备方法。
本发明还有一个目的是提供一种纳米硒材料的使用方法。
本发明的技术方案如下：
一种纳米硒材料，原料包括以下组分，0.005～0.3mol/L第一还原剂、0.00001～0.05mol/L透明质酸、0.001～0.05mol/L硒酸盐或亚硒酸盐、余量为水；所述第一还原剂为氨基葡萄糖。
本发明中透明质酸的数均分子量不超过2000KDa，优选的，不超过200KDa，更优选的，不超过20KDa。本发明中透明质酸可以作为还原获得纳米硒的模板，用于获得较为稳定、粒径较低的纳米硒，也可以在使用时与加入的交联剂发生交联反应，形成三维网络交联结构的凝胶，使得纳米硒被包裹在三维网络结构中，同时透明质酸在人体内会逐渐发生降解，使得被其包裹的纳米硒逐渐释放出来，形成控制释放。
本发明中第一还原剂既参与硒酸盐或亚硒酸盐的还原获得纳米硒，同时其结构上的氨基也可以参与后续的交联反应，接枝到透明质酸形成的三维网络交联结构中，在透明质酸降解过程中也是逐步释放到体内，发挥作用。
优选的，还包含0.002～0.1mol/L第二还原剂。
更优选的，所述第二还原剂选自维生素C、葡萄糖和谷胱甘肽中的一种或几种。进一步优选的，所述第二还原剂选自维生素C或葡萄糖，或者两者的组合。
更优选的，所述第一还原剂和第二还原剂的浓度比为1.5～4:1。
优选的，所述硒酸盐选自硒酸钠、硒酸钾和硒酸镁中的一种或几种。
优选的，所述亚硒酸盐亚硒酸钠、亚硒酸钾和亚硒酸镁中的一种或几种。
一种上述任一实施方案所述的纳米硒材料的制备方法，包括以下步骤，按配方准确称取各原料成分，5～30℃环境下，将所述透明质酸、所述硒酸盐或亚硒酸盐加入到水中，搅拌混匀，加入所述第一还原剂和所述第二还原剂继续搅拌，直至溶液颜色转变为红色后不再变化，获得所述纳米硒材料。
一种上述任一实施方案所述的纳米硒材料的使用方法，在使用前加入0.01～0.5mol/L的交联剂水溶液，搅匀。交联剂与所述纳米硒材料的重量比为1:5～100。交联剂的作用是交联透明质酸和与氨基葡萄糖反应，形成三维网络结构。
优选的，所述交联剂选自二乙烯基砜(DVS)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)、1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)、己二酸二酰肼(ADH)和聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)中的一种或几种。PEGDGE的相对分子量可以是250-3000，具体可以是300、500、1000、1500、2000、2500，表示为PEGDGE-300、PEGDGE-500、PEGDGE-1000、PEGDGE-1500、PEGDGE-2000、PEGDGE-2500。
更优选的，所述聚乙二醇二缩水甘油醚的平均相对分子量为500～6000。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过配方优化，采用硒酸盐或亚硒酸盐的新型还原剂—氨基葡萄糖，既可以还原硒酸盐或亚硒酸盐获得纳米硒，也可以参与后续的透明质酸与氨基葡萄糖的交联反应，在透明质酸逐渐降解的过程中，氨基葡萄糖逐步释放出来，在人体内发挥作用。
(2)本发明对透明质酸的交联获得包裹纳米硒的三维网络结构，当透明质酸在人体内逐渐降解，其包裹的纳米硒也逐渐释放在人体内，避免纳米硒一次性的加入导致的需要经常性的加入纳米硒和可能会产生短暂的高浓度纳米硒造成对人体的伤害。
(3)本发明的纳米硒材料在加入交联剂后可以注射成型，经过一定的时间后交联固化成型，因此操作方便。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
透明质酸选自：
透明质酸A，数均分子量1000KDa；
透明质酸B，数均分子量100KDa；
透明质酸C，数均分子量20KDa；
透明质酸D，数均分子量10KDa；
实施例1
按以下配方：0.000012mol/L透明质酸A、0.005mol/L氨基葡萄糖、0.0015mol/L亚硒酸钠、0.002mol/L维生素C，余量为水，
10℃环境下，将透明质酸A、亚硒酸钠加入到水中，搅拌混匀，加入氨基葡萄糖和维生素C继续搅拌，直至溶液颜色转变为红色后不再变化，获得纳米硒材料，记为Se-1。
取100重量份Se-1和8重量份浓度为0.01mol/L BDDE水溶液，混匀，放置至成为凝胶，记为W-1。
实施例2
按以下配方：0.0001mol/L透明质酸B、0.017mol/L氨基葡萄糖、0.004mol/L硒酸盐钠，余量为水，
20℃环境下，将透明质酸B、硒酸钠加入到水中，搅拌混匀，加入氨基葡萄糖继续搅拌，直至溶液颜色转变为红色后不再变化，获得纳米硒材料，记为Se-2。
取100重量份Se-2和10重量份浓度为0.1mol/L ADH水溶液，混匀，放置至成为凝胶，记为W-2。
实施例3
按以下配方：0.0005mol/L透明质酸C、0.06mol/L氨基葡萄糖、0.014mol/L亚硒酸钠、0.016mol/L维生素C，余量为水，
25℃环境下，将透明质酸C、亚硒酸钠加入到水中，搅拌混匀，加入氨基葡萄糖继续搅拌，直至溶液颜色转变为红色后不再变化，获得纳米硒材料，记为Se-3。
取100重量份Se-3和3重量份浓度为0.1mol/L DVS水溶液，混匀，放置至成为凝胶，记为W-3。
实施例4
按以下配方：0.0015mol/L透明质酸D、0.24mol/L氨基葡萄糖、0.05mol/L亚硒酸钠、余量为水，
25℃环境下，将透明质酸D、亚硒酸钠加入到水中，搅拌混匀，加入氨基葡萄糖继续搅拌，直至溶液颜色转变为红色后不再变化，获得纳米硒材料，记为Se-4。
取100重量份Se-4和10重量份浓度为0.1mol/L BDDE水溶液，混匀，放置至成为凝胶，记为W-4。
实施例5
按以下配方：0.0004mol/L透明质酸C、0.04mol/L氨基葡萄糖、0.01mol/L亚硒酸钠、0.012mol/L维生素C，余量为水，
25℃环境下，将透明质酸C、亚硒酸钠加入到水中，搅拌混匀，加入氨基葡萄糖和维生素C继续搅拌，直至溶液颜色转变为红色后不再变化，获得纳米硒材料，记为Se-5。
取100重量份Se-5和5重量份浓度为0.05mol/L PEGDGE-300水溶液，混匀，放置至成为凝胶，记为W-5。
实施例6
按以下配方：0.0004mol/L透明质酸C、0.045mol/L氨基葡萄糖、0.01mol/L亚硒酸钠，余量为水，
25℃环境下，将透明质酸C、亚硒酸钠加入到水中，搅拌混匀，加入氨基葡萄糖继续搅拌，直至溶液颜色转变为红色后不再变化，获得纳米硒材料，记为Se-6。
取100重量份Se-6和5重量份浓度为0.15mol/L BDDE水溶液，混匀，放置至成为凝胶，记为W-6。
实施例7
按以下配方：0.0004mol/L透明质酸C、0.04mol/L氨基葡萄糖、0.01mol/L亚硒酸钠、0.005mol/L维生素C，余量为水，
25℃环境下，将透明质酸C、亚硒酸钠加入到水中，搅拌混匀，加入氨基葡萄糖和维生素C继续搅拌，直至溶液颜色转变为红色后不再变化，获得纳米硒材料，记为Se-7。
取100重量份Se-7和8重量份浓度为0.1mol/L BDDE水溶液，混匀，放置至成为凝胶，记为W-7。
对比例1
按以下配方：0.0004mol/L透明质酸C、0.01mol/L亚硒酸钠、0.04mol/L维生素C、余量为水，
5～30℃环境下，将透明质酸C、亚硒酸钠加入到水中，搅拌混匀，加入维生素C继续搅拌，直至溶液颜色转变为红色后不再变化，获得纳米硒材料，记为Se-8。
取100重量份Se-8和8重量份浓度为0.1mol/L BDDE水溶液，混匀，放置至成为凝胶，记为W-8。
结果测试
纳米硒粒径测试：分别测量待测样品中纳米硒的初始平均粒径、30℃放置2个月的平均粒径。结果如表1所示。
表1存储粒径变化
Figure BDA0002633530460000051
因此，本发明中透明质酸经过交联，获得的纳米硒较为稳定，经过2个月的储存，粒径增幅在20％左右，而没有交联的透明质酸，纳米硒粒径增幅达到100％以上。因此，本发明获得纳米硒具有更好的储存稳定性。
纳米硒体外控制释放测试：取一定量的待测凝胶，分别加入含100ml的磷酸盐缓冲溶液(Na2HPO4-KH2PO4，pH7.3)的锥形瓶中，37℃恒温，磁力搅拌，用紫外分光光度计测定待测凝胶的纳米硒释放性能。每隔一定时间取出3ml释放液，同时补加3ml磷酸盐缓冲溶液，分别定量检测溶液在纳米硒最大吸收波长处的吸光度，计算累积释放的纳米硒质量比例。结果如表2所示。
表2累积释放的纳米硒质量比例/％
1h 3h 7h 15h 25h 40h 60h 80h 100h 120h
W-2 18 34 47 57 65 73 80 85 88 90
W-3 22 42 56 67 73 79 84 88 90 92
W-6 13 28 40 49 56 62 66 70 73 75
W-7 12 27 38 45 51 57 63 66 69 71
W-8 12 26 37 45 50 57 62 64 67 70
因此，本发明对透明质酸进行交联后，获得的纳米硒可以实现控制释放。
抗菌性测试：分别在空白试样和待测样品上加上1.2×104cfu/cm2的大肠杆菌，在37℃培养24小时后，测大肠杆菌的数量，计算抗菌性，结果如表3所示。
表3抗菌性
Figure BDA0002633530460000061
因此，本发明的纳米硒材料具有较好的抗菌性。
综上所述，本发明采用新型还原剂—氨基葡萄糖和对透明质酸交联的技术，获得了与常规的还原剂维生素C相似的还原效果，但是具有更好的抗菌性，而且交联透明质酸后可以实现对纳米硒的控制释放。
如上所述，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例仅为本发明的较佳实施例而已，不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种非治疗目的纳米硒材料的使用方法，其特征在于，在使用前加入0.01～0.5mol/L的交联剂水溶液，搅匀；
所述交联剂选自二乙烯基砜、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、己二酸二酰肼和聚乙二醇二缩水甘油醚中的一种或几种；
所述纳米硒材料的制备原料包括以下组分，0.005～0.3mol/L第一还原剂、0.00001～0.05mol/L透明质酸、0.001～0.05mol/L硒酸盐或亚硒酸盐、余量为水；所述第一还原剂为氨基葡萄糖。
2.根据权利要求1所述的纳米硒材料的使用方法，所述纳米硒材料还包含0.002～0.1mol/L第二还原剂。
3.根据权利要求2所述的纳米硒材料的使用方法，所述第二还原剂选自维生素C、葡萄糖和谷胱甘肽中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的纳米硒材料的使用方法，所述第一还原剂和第二还原剂的浓度比为1.5～4:1。
5.根据权利要求1或2所述的纳米硒材料的使用方法，所述硒酸盐选自硒酸钠、硒酸钾和硒酸镁中的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的纳米硒材料的使用方法，所述亚硒酸盐亚硒酸钠、亚硒酸钾和亚硒酸镁中的一种或几种。
7.根据权利要求2所述的纳米硒材料的使用方法，所述纳米硒材料的制备包括以下步骤，按配方准确称取各原料成分，5～30℃环境下，将所述透明质酸、所述硒酸盐或亚硒酸盐加入到水中，搅拌混匀，加入所述第一还原剂和所述第二还原剂继续搅拌，直至溶液颜色转变为红色后不再变化，获得所述纳米硒材料。
8.根据权利要求1所述的纳米硒材料的使用方法，所述聚乙二醇二缩水甘油醚的平均相对分子量为500～6000。
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