CN1485346A

CN1485346A - 一种纳米尺寸阳离子聚多糖的制造方法

Info

Publication number: CN1485346A
Application number: CNA021337926A
Authority: CN
Inventors: 龚正烈
Original assignee: GUANGHAN HENGYU NEW MATERIAL CO Ltd
Current assignee: GUANGHAN HENGYU NEW MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2002-09-23
Filing date: 2002-09-23
Publication date: 2004-03-31
Anticipated expiration: 2022-09-23
Also published as: CN1208350C

Abstract

本发明提供一种制造纳米级尺寸阳离子聚多糖的方法。聚多糖(又名壳聚糖)是甲壳素的衍生物，也自然界唯一存在带正电荷的天然高分子材料。它是仅次于纤维素的第二大糖。该材料由于具有诸多优异特性，而广泛用于生物医学、化妆品工业、环境保护、食品工业和化学工业等领域。随科学技术的迅速发展，社会对这类材料的应用特性和领域，尤其是超微粒径方面，提出了更高的要求。而现有的专利报导只涉及大于0.2微米粒径产品的制造技术。(粒子直径小于0.1微米，即小于100nm时才属于纳米材料)。本发明的特征是，应用超声空化技术、离子移变技术、溶胶—凝胶技术等，合成出了具有纳米尺寸的阳离子聚多糖。经10万倍透射式电子显微镜检测，产物为类球粒子，粒径分布在3－50nm间。主区粒径10－22nm。95％以上的粒子直径均小于100nm。产物具有优良的生物亲和性、抑菌能力、止血功能和稳定性的纳米粒子结构。

Description

一种纳米尺寸阳离子聚多糖的制造方法

本发明涉及一种纳米尺寸的天然高分子化合物阳离子聚多糖的制造方法，属生化领城。它是天然甲壳质的衍生物，水溶性更佳，资源又十分丰富。由于此类材料具有优异的生物医学特性、对重金属离子的螯合特性、超滤膜特性、离子交换特性、成膜性、吸湿性、防静电和防尘等诸多优异的应用特性而广泛用于生物医学、化学化工、化妆品工业、食品工业、环保治污、现代农业和轻工业等领域。由于聚多糖水溶性优于甲壳素，更具广泛的应用领域。现代科学技术的迅速发展，社会生活对甲壳素及其衍生物的应用特性和领域，尤其在超微粒经方面提出了更高的要求。而现有的专利报导，实际只涉及直径大于0.2微米粒子的制造技术。(粒子直经小于0.1微米即小于100nm时，才能属于纳米材料)。

近代纳米技术的开发和应用，已为材料的超微开发提供了一个全新的理论、技术和应用基础。在原子和分子尺寸范围内的纳米结构物质，由于量子尺寸效应、小尺寸效应、表面和界面效应以及宏观量子隧道效应。可让纳米尺寸化的物质，在应用特性方面将发生巨大的和质的变化。如数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后，可主动搜索并攻击癌细胞或修复损伤组织。药物粒子的纳米化，能改变人体对药物的吸收方式和途径，可提高穿越生物膜屏障的能力，可直接进入人体细胞内；在相同条件下，纳米药物的疗效比普通粒径的同类药物提高5-10倍等等。

本发明制造的阳离子聚多糖纳米粒子，将以其纳米尺寸和结构，展现生物医学、物理学和化学领城的更优异的应用特性和应用领域。如在移植器官外面涂上纳米阳离子聚多糖，将可予防移植器官的排异；纳米化的阳离子聚多糖粒子，可大量、稳定地携载DNA。不同条件下，又可有效分离出保留原有分子完整性的质粒；由于纳米化将极大提高壳聚糖的原有药物疗效和应用领城。

本发明的纳米尺寸阳离子聚多糖的合成特征，是利用超声空化枝术、离子移变技术和溶胶-凝胶技术，并通过以下步骤制造的：

1、将自制的甲壳胺(片)、有机酸、置于配有迥流冷凝器的反应釜中，在40-100w超声、1000-2000转/min强分散和30-35℃下予溶解1-1.5小时，再加入非离子表面活性剂。随即将釜温在1.5小时内逐步提升至87-90℃。并在此条件下保持0.5-1.0小时。趁热过滤。滤出物为浅棕色透明粘稠液，PH值5为A料。残渣为未反应的甲壳胺、回收处理后再用。

2、将A料用去离子水，在40-100w超声、1000-2000转/min条件下强分散1-1.5小时，溶解稀释成0.1-40％的溶液，为B料，备用。

3、将三聚磷酸钠(含量56-60％)用去离子水，常温下溶解稀释成1.0-0.01％浓度的溶液，为C料，备用。

4、将B料装入配迥流冷凝器的反应釜中，并按B料/C料(重量比)1/0.1-1/50的比例(均按物料的实际含量计算)，在30-40转/min和25-50℃条件下，将C料逐步加入到B料中。加料时间0.5-1.5小时，获浅肉色透明溶液，PH值6为D料。

5、将D料在常温和40-60转/min的条件下，用1.0-10％氨水逐步中和至PH值6.2-6.3获微浊状的悬浮液。用10万倍透射式电子显微镜检测，产物呈类球形分散粒子。粒径分布3-50nm间，主区粒径10-22nm。95％以上的粒子直径均小于100nm，为E料。即纳米尺寸的阳离子聚多糖。也可将E料经处理后，在50℃条件下，由喷雾干燥综合技术获浅肉色粉体。

实施例

1、自制甲壳胺(片)的酸溶解：

取50公斤自制甲壳胺(片)、20公斤乳酸(含量：85-90％)、1.25公斤硼酸和1000公斤去离子水，一并放入配有迥流冷凝器的反应釜中。在80w超声、1000转/min强分散和30-35℃条件下予溶解1.5小时。接着补加10公斤JFC。并在上述条件下，用1.5小时逐步将釜温升至87-90℃。在此条件下条保持1小时，固体物基本溶解。趁热过滤。滤出液为浅棕色微透明粘稠液，PH值5，为A料。残渣为未反应的甲壳胺碎片，经处理后可重新使用。

2、B料的制备：

将100公斤A料，在100w超声、1000转/min的强分散条件下，用去离子水将A料粒子溶解稀释成10％含量的溶液，备用。

3、C料的制备：

取10公斤三聚磷酸钠(含量：56-60％)在常温下用去离子水溶解稀释成0.1％浓度的溶液，为C料。备用。

4、将500公斤B料装入配有迥流冷凝器的反应釜中。在30转/min搅拌和50℃条件下，按B料/C料为1/6.5(均按实际含量计算)的比例，逐步将C料加入B料中。加料时间1.5小时，获浅肉色透明液，PH值6为D料。

5、中和反应：

将400公斤D料置于40转/min搅拌的反应釜中，在常温下用0.5％浓度氨水，逐步将物料PH值由6调至6.2-6.3。获微浊悬浮液。此料用10万倍透射式电子显微镜捡测，产物为类球形颗粒，粒径分布3-50nm间。主区粒径10-22nm。且95％的粒子直径在100nm以下。为E料。即为纳米尺寸阳离子聚多糖。也可将此料经处理后，在50℃条件下用喷雾干燥综合技术，获浅肉色粉体。

图1：纳米尺寸阳离子聚多糖的透射电镜照片(放大10万倍)；图2：纳米尺寸阳离子聚多糖的透射电镜照片(放大5.8万倍)。

Claims

1、一种纳米尺寸阳离子聚多糖的制造方法，其特征在于所述的原料组份、含量(重量份数)和制造方法。分述如下：

原料及配比：

自制甲壳胺(片) 13-300

有机酸 5-100

去离子水 180-1000

三聚磷酸钠(1-0.01％) 5-30

氢氧化铵(0.1-10％) 3-2

非离子表面活性剂 2-150

2、根据权利要求1所述的有机酸为各类氨基酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、甲酸等。

3、根据权利要求1所述的非离子表面活性剂为平平加OS-15、JFC或其他脂肪类聚氧乙烯基醚。

4、根据权利要求1所述的超声波发生器的功率为40、60、80、100W：

5、根据权利要求1所述的一种纳米尺寸阳离子聚多糖制造方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，将自制的甲壳胺(片)13-300份、去离子水180-1000份、有机酸5-100份，置于配有迥流冷凝器的反应釜中。在40-100W超声、1000-2000转/min强分散和30-35℃条件下予溶解1-1.5小时，再补加JFC 3-150份。随后，将釜温在1.5小时内逐步提升至87-90℃。在此条件下保持0.5-1.0小时，固体物基本溶解。趁热过滤。滤出物料呈浅棕色微透明粘稠液，PH值5为A料。残渣为未反应的壳聚糖，回收再用。

第二步，将A料用去离子水，在40-100w超声、1000-2000转/min强分散下，溶解稀释1-1.5小时，制成0.1-40％浓度的A料粒子溶液，为B料，备用。

第三步，将三聚磷酸钠(56-60％)用去离子水，常温下稀释成1.0-0.01％的溶液，为C料，备用。

第四步，先将B料装入配有迥流冷凝器的反应釜中，在25-50℃和30-40转/min搅拌的条件下，按B料/C料＝1/0.1-1/100的配比(均按物料中实际含量汁算)，将C料逐步加入到B料中。加料时间0.5-1.5小时。获微黄色透明溶液，PH值6，为D料。

第五步，将100-1000份D料，在常温下用0.1-10％的氨水，逐步中和。物料溶液的PH值由6变为6.2-6.3。获含有云雾状悬浮微粒的溶液。此微浊液用10万倍透射式电子显微镜检测，产物为类球形粒子。粒径分布3-50nm间，主区粒径10-22nm。且95％以上的粒子直径小于100nm，为E料。即为纳米尺寸阳离子聚多糖。

也可将E料经处理后，在50℃条件下，用喷雾干燥综合技术获浅肉色粉体。