CN1189239C - 凝聚法制备矿物质或微量元素纳米微粒的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种凝聚法制备矿物质或微量元素纳米微粒的方法，系将明胶和矿物质或微量元素混合，溶于水中，再加入表面添加剂、沉淀剂、溶剂化剂、固化剂，经搅拌、透析、冷却、干燥即得到所需的产品。本发明是采用凝聚法制备明胶纳米微粒，制备方法简单，易于推广，经包裹后的矿物质或微量元素可以大大延长其在体内的滞留时间，提高它们的机体吸收率和生物利用度；本发明制得的纳米微粒为半透明带乳光的稳定分散体系，可与水无限稀释，加入水后稳定性好，对矿泉水的外观、口感等均无影响，同时由于制得的产品为冻干粉，还可用作食品添加剂以及药物的辅助成分，因此本发明方法制得的产品具有广阔的应用前景。

Description

凝聚法制备矿物质或微量元素纳米微粒的方法

技术领域

本发明属于微型胶囊包封技术领域，更具体地说，是采用可食用明胶对微量元素以及矿物质进行包囊制备矿物质或微量元素纳米微粒的方法。

背景技术

饮用矿泉水中主要含有偏硅酸盐等矿物质以及锂(Li)锶(Sr)、硒(Se)等微量元素，长期饮用对人体的健康有益。人们饮用矿泉水已经有很久的历史，目前市场上有天然矿泉水，也有部分人工制备的矿泉水，这些矿泉水是在饮用水中加入对人体的健康有益矿物质和微量元素后形成的。纳米微粒(Nanoparticle)是一种运载系统，是一种带乳光的分散体系，形似胶态离子缔合物，系利用天然高分子物质如明胶、白蛋白、纤维素及合成可生物降解的高分子如聚乳酸等制成的包囊药物及蛋白的微粒。公开号为CN1161310A专利申请描述了一种用锻烧的方法制备纳米固体材料复合元素净水珠的方法，净水珠的主要组成为麦饭石、木纹玉、硅酸钠，将这种净水珠加入水中后可以除去水中的有害成分，同时向水中释放出微量元素铜、锶、硒、锌及偏硅酸盐等有益成分。此纳米固体材料复合元素净水珠同时兼顾净水和增加有益成分两种功能，所增加的有益成分容易受到胃肠道的破坏作用，不能增加它们的机体吸收率与生物利用度。

制备纳米微粒的方法有许多种，如美国专利US5049322描述了一种用两相混合的方法来制备纳米微粒的技术，该方法首先将被包裹物质或混合物溶解于有机溶剂中，形成A相作为分散剂，再将表面活性剂等添加剂溶解于水中成为B相，然后将A相在搅拌下慢慢加入B相中生成纳米粒子的胶体悬浮体系，最后将有机溶剂在减压条件下低温挥发即可得到相应的纳米微粒。此方法适用于包裹各种物质，包括有机物、矿物质、药物及微量元素等，但需要消耗大量有机溶剂，残留的有机溶剂对人体会有不利影响，另一方面，该方法需要较多的添加剂，产品成本较高；公开号为CN1130868A专利申请描述了一种包裹纳米微滴或颗粒的方法，该方法首先制备一种含有被包裹的化学或生物活性物质、表面活性剂与包衣聚合物及其溶剂或悬浮剂构成的细分散体系作为一相，再制备溶解在能与前面一相以任意比例混溶的溶剂中的包衣聚合物为另一相，在维持相同的比例和混合物体积恒定的条件下，将两相连续的混合，同时将形成的混合物在蒸发体系内喷雾干燥，使溶剂瞬间蒸发，导致聚合物围绕液滴或颗粒沉积从而产生纳米微粒。该方法可用于药学、医学、化妆品、农业等领域，其适用面广，但该方法需要多种包衣聚合物并且还要在真空和一定的温度下喷雾干燥以除去有机溶剂，方法较为复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿物质和微量元素的包裹方法，使这些有益的矿物质和微量元素被包裹后进入人体内，可免受胃肠道破坏，增加机体吸收率和生物利用度。

本发明的技术方案：采取凝聚法用明胶将包括偏硅酸盐在内的矿物质以及包括锂、锶、硒在内的微量元素包裹成纳米微粒。

本发明所用的原料及其含量(以原料重量之和为100计)；明胶0.5-3％、表面添加剂0.5-3.0％、矿物质或微量元素0.1-1％、溶剂化剂1-5％、沉淀剂3-10％、固化剂0.2-0.6％，焦亚硫酸钠0.01-0.5％，其余为蒸馏水。

所述的表面添加剂为吐温-20；所述的矿物质为偏硅酸钠；所述的微量元素为锂(Li)、锶(Sr)、硒(Se)；所述溶剂化剂为乙醇；所述的沉淀剂为硫酸钠；所述的固化剂为戊二醛。

本发明的矿物质或微量元素纳米微粒的制备方法包括以下步骤：

(1)将明胶溶液和矿物质或微量元素混合，加入表面添加剂，再加入蒸馏水，在搅拌下升温至35-40℃；

(2)在不断搅拌下徐徐加入沉淀剂，至溶液中出现强烈的散光并呈持久微弱的浑浊；

(3)在步骤(2)得到的浑浊液中加入溶剂化剂，直至浑浊消失，同时强烈搅拌，加入固化剂固化，固化结束时加入焦亚硫酸钠，除去过量的固化剂，继续搅拌30分钟后，将其装入透析袋中，用蒸馏水透析12小时，除去各种可溶性物质，最后经冷却、干燥即得到所需的纳米粉末。

本发明所用的原料均为市售产品，其中明胶为药用级，化学物质均为分析纯。

本发明所述的透析袋为分子量＞6000的高分子聚合物，为市售产品。

本发明的优点和效果：

1.本发明采用凝聚法制备明胶纳米微粒，主要是根据相图来设计其凝聚工艺，无需特殊设备，即可以规模生产，制备时只需将各组分按要求比例顺序加入即可，因此制备方法简单；

2.本发明的方法主要包裹矿物质与微量元素等水溶性盐，制备时首先将这些物质和明胶浓溶液充分混合再稀释，然后再凝聚成纳米微粒，由于明胶为可食用的天然材料，将矿物质及微量元素包裹后可以大大延长它们在体内的滞留时间，保护其免受胃肠道的破坏，并具有缓释性和一定的组织靶向性(肝、脾等)，可以提高它们的机体吸收率和生物利用度。经第四军医大学进行的代谢动力学测定，本发明制得的纳米微粒中的锂、锶、硒等微量元素在体内的滞留时间延长3-4倍，生物利用度比原来增加1.8-2.2倍。

3.本纳米微粒为半透明带乳光的稳定分散体系，因此可与水无限稀释，加入水后稳定性好，对矿泉水的外观、口感等均无大的影响。此外，由于已经制成了冻干粉，可以作为添加剂加入到其它食品中，还可以作为药物的辅助成分等，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

下面通过具体的实例进一步说明本发明的特点。

实例1

本实例为制备偏硅酸钠明胶纳米微粒。

35-40℃下取药用明胶3公斤加偏硅酸钠1公斤，溶于10升水中，再加入吐温-201公斤搅拌均匀，再加入蒸馏水90公斤，不断搅拌下，慢慢加入含20％(重量)的硫酸钠溶液70升，不断取样用浊度计测定其浊度，此时溶液逐渐出现乳化呈浑浊状，至浊度最大后停止加入；将无水乙醇4公斤在搅拌下逐渐加入到溶液中，同时不断测定溶液浊度的变化至浊度最低，溶液浑浊消失，搅拌机开到400转/分强烈搅拌35分钟，加入含25％(重量)的戊二醛溶液0.5公斤，继续搅拌2.5小时，固化结束后加入含5％(重量)的焦亚硫酸钠溶液500ml以除去过量的固化剂和其它可溶性化学物质；搅拌30分钟后将上述溶液在透析袋中透析12小时后，于冷冻干燥机上冷冻干燥，得到白色粉末约3.5公斤。电子显微镜测定其平均粒径为152±42nm(R±SD)。偏硅酸钠包裹率56％，含量为0.1g/g微粒。将其以一定比例加入矿泉水中可增加偏硅酸钠的机体吸收率与生物利用度。

实例2

本实例是制备锂明胶纳米微粒。

在35-40℃下取药用明胶3公斤，加氯化锂(LiCl)1公斤，溶于10升水中，加入吐温-201公斤搅拌均匀后，再加入蒸馏水90公斤，不断搅拌下慢慢加入含20％(重量)的硫酸钠溶液70升，不断取样用浊度计测定其浊度，此时溶液逐渐出现乳光并呈浑浊状，至浊度达到最大后停止加入硫酸钠溶液，将无水乙醇3.5公斤在搅拌下逐渐加入到溶液中，同时不断测定溶液浊度至最低，溶液浑浊消失；将搅拌机开到500转/分，强烈搅拌30分钟，加入含25％(重量)的戊二醛溶液0.5公斤，继续搅拌2.5小时，固化结束后加入含5％(重量)的焦亚硫酸钠溶液0.5公斤，除去过量的固化剂；搅拌30分钟后将上述溶液在透析袋中透析12小时，除去过量的盐和其它可溶性化学物质，冷冻干燥，得到白色粉末约3.5公斤的锂明胶纳米微粒。经测定其锂盐包裹率61％，含量0.08g/g微粒。电子显微镜测定其平均粒径为150±35nm(R±SD)。

Claims (1)

1.一种凝聚法制备矿物质或微量元素纳米微粒的方法，其特征在于：以原料重量百分比之和为100％计所用的原料及其含量；

药用明胶0.5-3％、表面添加剂0.5-3％、矿物质或微量元素0.1-1％、溶剂化剂1-5％、沉淀剂3-10％、固化剂0.2-0.6％、焦亚硫酸钠0.01-0.5％，其余为蒸馏水，

具体制备过程：

(1)将药用明胶溶液和矿物质或微量元素混合，加入表面添加剂，再加入蒸馏水，在搅拌下升温至35-40℃；

(2)在不断搅拌下徐徐加入沉淀剂，至溶液中出现乳化并呈浑浊状，至浊度最大后停止加入；

(3)在步骤(2)得到的浑浊液中加入溶剂化剂，直至浑浊消失，同时强烈搅拌，加入固化剂固化，固化结束时加入焦亚硫酸钠，除去过量的固化剂，继续搅拌30分钟后，将其装入透析袋中，用蒸馏水透析12小时，除去各种可溶性物质，最后经冷却、干燥即得到所需的纳米粉末，所述的透析袋材料为分子量＞6000的高分子聚合物，

所述的表面添加剂为吐温-20，所述的矿物质为偏硅酸钠，所述的微量元素为锂、锶或硒，所述的溶剂化剂为乙醇，所述的沉淀剂为硫酸钠，所述的固化剂为戊二醛。