一種負(fù)載β-胡蘿卜素的殼聚糖基自組裝納米膠束溶液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種負(fù)載β-胡蘿卜素的殼聚糖基自組裝納米膠束溶液及其制備方法。本發(fā)明使用咪唑類離子液體作為殼聚糖的有效溶劑，通過丙交酯在催化劑作用下的開環(huán)聚合并接枝到殼聚糖大分子鏈上得到殼聚糖接枝聚乳酸；然后利用殼聚糖接枝聚乳酸在水溶液中的自組裝行為實(shí)現(xiàn)疏水性β-胡蘿卜素的有效包埋。本發(fā)明能有效提高β-胡蘿卜素水溶性和抗氧化性，且制備工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，制備得到的納米膠束溶液具有良好的穩(wěn)定性，有望為化妝品領(lǐng)域或功能食品領(lǐng)域提供一種天然有效的穩(wěn)定載體和水相分散劑。
【專利說明】一種負(fù)載β-胡蘿卜素的殼聚糖基自組裝納米膠束溶液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米載體【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及以天然且生物可降解的殼聚糖為原料進(jìn)行疏水化改性的方法，特別涉及一種β-胡蘿卜素納米膠束載體的制備方法及其應(yīng)用，為化妝品行業(yè)和功能食品行業(yè)提供一種天然有效的穩(wěn)定載體和水相分散劑。
【背景技術(shù)】
[0002]胡蘿卜素是在自然界中最普遍存在的天然色素，是維護(hù)人體健康不可缺少的營(yíng)養(yǎng)素。同時(shí)作為一種有效的抗氧化劑，它能夠有效地清除人體游離自由基，防止皮膚老化及組織損傷，因此在化妝品和食品領(lǐng)域日益受到廣泛關(guān)注。然而，胡蘿卜素不溶于水，生物利用度低，富含的共軛雙鍵結(jié)構(gòu)使其對(duì)光、熱等外界因素較為敏感，穩(wěn)定性差。目前，尋找適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ行岣擀耞胡蘿卜素的水溶性和穩(wěn)定性成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。
[0003]近年來，作為新型的藥物載體，聚合物納米膠束因其具有良好的理化性能而備受關(guān)注。聚合物膠束是由兩親性的聚合物材料在水中自組裝形成，具有均一的納米尺寸及球形的核-殼型結(jié)構(gòu)。其疏水性內(nèi)核可有效包載難溶性的藥物，而親水性的外殼可增強(qiáng)其在水性介質(zhì)中的穩(wěn)定性和分散性。特別是殼聚糖，由于其具有良好的生物可降解性、生物相容性、抗菌性和無毒性等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。然而，由于殼聚糖的結(jié)晶性高，溶解性差，大大限制了殼聚糖的應(yīng)用。因此，對(duì)殼聚糖進(jìn)行疏水化改性，提高其溶解性，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域是殼聚糖研究的一個(gè)重要方向。
[0004]目前，大部分的的殼聚糖疏水改性是在稀酸性溶液或有機(jī)溶劑中進(jìn)行的，而有關(guān)以離子液體作為溶劑的研究報(bào)道則較少。聚乳酸是一種脂溶性的具有良好的生物可降解性和生物相容性的聚合物，是由美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)認(rèn)證的綠色高分子材料。`
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種使用殼聚糖接枝聚乳酸納米膠束負(fù)載β_胡蘿卜素的制備方法。該方法是用自組裝納米膠束對(duì)疏水性染料β_胡蘿卜素進(jìn)行包埋，利用微相萃取作用，將疏水性的染料富集于膠束內(nèi)核。由本發(fā)明方法制備的納米膠束，可有效增強(qiáng)β_胡蘿卜素的水溶性和化學(xué)穩(wěn)定性，并能有效保持甚至增強(qiáng)β_胡蘿卜素的的抗氧化效果，是一種良好的載體材料。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供由本發(fā)明方法制備的納米膠束溶液，該膠束溶液能夠保持β_胡蘿卜素本身的抗氧化性，提供所述的作為抗氧化，防護(hù)衰老的化妝品或功能食品輔料使用。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):
[0008]一種負(fù)載β_胡蘿卜素的殼聚糖基自組裝納米膠束溶液的制備方法，包括以下步驟:
[0009](I)殼聚糖接枝聚乳酸的合成:將殼聚糖溶于咪唑類離子液體中；向上述溶液中加入丙交酯及催化劑，氮?dú)獗Ｗo(hù)下100~130°C反應(yīng)12~24h ;乙醇沉淀后重復(fù)洗滌，抽提24~48h ;真空干燥得到殼聚糖接枝聚乳酸；所述催化劑為辛酸亞錫或4- 二甲氨基吡啶(DMAP);其中殼聚糖與丙交酯、催化劑的摩爾比為1: (I~4):(0.00001~0.1)；
[0010](2)載藥納米膠束溶液的制備:將步驟(1)制備的殼聚糖接枝聚乳酸溶于超純水，磁力攪拌下緩慢滴加β_胡蘿卜素/四氫呋喃溶液，得到殼聚糖接枝聚乳酸的混合液；然后將混合液探針超聲0.5~2h，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)出去四氫呋喃，加水定容至初始膠束溶液體積后微孔膜過濾，即制得負(fù)載胡蘿卜素的殼聚糖自組裝納米膠束溶液。
[0011]步驟(2)所述殼聚糖接枝聚乳酸的混合液中β-胡蘿卜素的濃度為0.05~
2.0mg/mL ο
[0012]步驟(2)所述微孔膜的孔徑為0.22~0.45 μ m。
[0013]步驟(2)中所述的殼聚糖接枝聚乳酸水溶液濃度為0.5~2mg/mL。
[0014]步驟(2)中所述超聲條件為:輸出功率30~400W，脈沖寬度2.0s，間歇時(shí)間2.0s，時(shí)間0.5~2h。
[0015]步驟(2)中所述的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)按照以下條件進(jìn)行:超聲結(jié)束后將混合液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀下旋蒸出去四氫呋喃，優(yōu)選的溫度35°C，時(shí)間10~20min。
[0016]步驟(1)中所述的殼聚糖的分子量為50~200kDa，脫乙酰度為85~99%。
[0017]步驟(1)中所 述的咪唑類離子液體為氯化-1-烯丙基-3-甲基咪唑(AmimCl)或氯化1-丁基-3-甲基咪唑(BmimCl )。
[0018]步驟(1)中所述真空干燥的條件為在45~55°C，干燥24~48h。
[0019]本發(fā)明的發(fā)明原理在于:本發(fā)明提出利用自組裝的殼聚糖基納米膠束作為包載β_胡蘿卜素的載體，該自組裝的膠束以親水性的殼聚糖骨架作為外殼，而疏水性的聚乳酸支鏈作為內(nèi)核，用于β_胡蘿卜素的包載。本發(fā)明能有效解決β_胡蘿卜素的水溶性和化學(xué)穩(wěn)定性差、生物利用率低的問題，同時(shí)提高了 β_胡蘿卜素的抗氧化性質(zhì)。本發(fā)明制備的負(fù)載β_胡蘿卜素的殼聚糖基自組裝納米膠束溶液及其對(duì)β_胡蘿卜素的包載方法可應(yīng)用于高端化妝品和功能食品領(lǐng)域。
[0020]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0021](I)本發(fā)明使用咪唑類離子液體作為殼聚糖的有效溶劑，通過丙交酯在辛酸亞錫或4-二甲氨基吡啶催化下開環(huán)聚合形成聚乳酸中間體后與殼聚糖的羥基或氨基反應(yīng)，得到的殼聚糖接枝聚乳酸；產(chǎn)物具有良好的生物可降解性、無毒性和生物相容性。
[0022](2)本發(fā)明制備的殼聚糖衍生物在水中可自組裝形成納米膠束。通過聚乳酸的疏水作用形成疏水內(nèi)核，而殼聚糖的親水骨架則在疏水內(nèi)核的外面形成親水外殼，大大增強(qiáng)其水溶性。
[0023](3)本發(fā)明制備得到的具有獨(dú)特的核-殼型球形結(jié)構(gòu)的納米膠束可將疏水藥物富集于疏水內(nèi)核中，從而增加疏水藥物的溶解性，包封率和載藥量較高，為疏水性β -胡蘿卜素提供優(yōu)良的載體，可擴(kuò)展其優(yōu)化和應(yīng)用。
[0024](4)本發(fā)明制備得到的負(fù)載β_胡蘿卜素的殼聚糖基自組裝納米膠束溶液，制備工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，并具有良好的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】[0025]圖1為實(shí)施例1中殼聚糖接枝共聚物的紅外光譜圖:a為CS的紅外光譜圖，b為CS-g-PLA的紅外光譜圖。
[0026]圖2為實(shí)施例1中殼聚糖接枝共聚物的核磁氫譜圖:a為CS的核磁氫譜圖，b為CS-g-PLA的核磁氫譜圖。
[0027]圖3為實(shí)施例1中DPPH法測(cè)定抗氧化性的結(jié)果圖。
[0028]圖4為實(shí)施例1中FRAP法測(cè)定抗氧化性的結(jié)果圖。
[0029]圖5為實(shí)施例2中DPPH法測(cè)定抗氧化性的結(jié)果圖。
[0030]圖6為實(shí)施例2中FRAP法測(cè)定抗氧化性的結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0032]實(shí)施例1
[0033](I)殼聚糖接枝聚乳酸(CS-g-PLA)的制備:稱取IOg氯化1_烯丙基_3_甲基咪唑于25mL三口燒瓶，80°C油浴溶解后加入Ig殼聚糖(CS，分子量50kDa，脫乙酰度90%)，磁力攪拌4h至分散均勻；再緩慢加入1.Sg丙交酯及100 μ L辛酸亞錫，氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至130°C反應(yīng)24h ;反應(yīng)結(jié)束后，使用無水乙醇沉淀，離心后棄去上清液，收集的沉淀繼續(xù)使用乙醇洗滌4次；然后在索氏抽提器中用丙酮抽提24h ;最后將抽提后的產(chǎn)物在45°C下真空干燥24h，得到CS-g-PLA，其反應(yīng)方程式為:
【權(quán)利要求】
1.一種負(fù)載β-胡蘿卜素的殼聚糖基自組裝納米膠束溶液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)殼聚糖接枝聚乳酸的合成:將殼聚糖溶于咪唑類離子液體中；向上述溶液中加入丙交酯及催化劑，氮?dú)獗Ｗo(hù)下100~130°c反應(yīng)12~24h ;乙醇沉淀后重復(fù)洗滌，抽提24~48h ;真空干燥得到殼聚糖接枝聚乳酸；所述催化劑為辛酸亞錫或4-二甲氨基吡啶；其中殼聚糖與丙交酯、催化劑的摩爾比為1: (I~4):(0.00001~0.1)； (2)載藥納米膠束溶液的制備:將步驟(1)制備的殼聚糖接枝聚乳酸溶于超純水，磁力攪拌下緩慢滴加β_胡蘿卜素/四氫呋喃溶液，得到殼聚糖接枝聚乳酸的混合液；然后將混合液探針超聲0.5~2h，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)出去四氫呋喃，加水定容至初始膠束溶液體積后微孔膜過濾，即制得負(fù)載胡蘿卜素的殼聚糖自組裝納米膠束溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述殼聚糖接枝聚乳酸的混合液中β -胡蘿卜素的濃度為0.05~2.0mg/mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述微孔膜的孔徑為0.22 ~0.45 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述的殼聚糖接枝聚乳酸水溶液濃度為0.5~2mg/mL。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述超聲條件為:輸出功率30~400W，脈沖寬度2.0s,間歇時(shí)間2.0s,時(shí)間0.5~2h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的條件為:溫度 35°C，時(shí)間 10 ~20min?！?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中所述的殼聚糖的分子量為50~200kDa，脫乙酰度為85~99%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中所述的咪唑類離子液體為氯化-1-烯丙基-3-甲基咪唑或氯化1- 丁基-3-甲基咪唑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~8任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(1)中所述真空干燥的條件為在45~55°C，干燥24~48h。
10.一種負(fù)載胡蘿卜素的殼聚糖基自組裝納米膠束溶液，其特征在于，由權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述的方法制備得到。
【文檔編號(hào)】A23L1/29GK103816054SQ201410064204
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】王小慧, 葛文嬌, 孫潤(rùn)倉(cāng) 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)