氧化纤维素的制备及其在洗涤和载药方面的应用制造技术

本发明专利技术提出了制备氧化纤维素的方法、氧化纤维素、氧化纤维素在制备洗涤剂中的用途以及洗涤剂。所述方法包括：对玉米芯进行提取处理，以便得到纤维素；将所述纤维素制成纤维素溶液；以及对所述纤维素溶液进行TEMPO氧化处理，以便得到所述氧化纤维素。利用本发明专利技术的制备氧化纤维素的方法所得到的氧化纤维素呈球状结构，粒径为20～30纳米，具有较好的两亲性，乳化性强，毒性低，应用价值较高。

【技术实现步骤摘要】
氧化纤维素的制备及其在洗涤和载药方面的应用
本专利技术涉及医药和化工领域。具体地，本专利技术涉及氧化纤维素的制备及其在洗涤和载药方面的应用。更具体地，本专利技术涉及制备氧化纤维素的方法、氧化纤维素、氧化纤维素在制备洗涤剂、探针或药物载体中的用途以及洗涤剂。
技术介绍
纤维素是自然界含量较丰富的天然高分子，是一种可再生资源和环境友好型材料。目前，可以采用人工手段对其进行改性处理，以改变其结构或者理化性质，从而提高其应用价值。然而，目前对于纤维素进行改性的方法仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题至少之一。为此，本专利技术提出了一种制备氧化纤维素的方法、氧化纤维素、氧化纤维素在制备洗涤剂、探针或药物载体中的用途以及洗涤剂。利用根据本专利技术实施例的制备氧化纤维素的方法所得到的氧化纤维素呈球状结构，具有较好的两亲性，乳化性强，毒性低，应用价值较高。需要说明的是，本专利技术是基于专利技术人的下列发现而完成的：目前，TEMPO氧化纤维素技术已应用于纤维素改性，其主要是采用TEMPO-NaClO-NaBr体系，将纤维素的C6伯羟基氧化为羧基。但是，氧化后的纤维素仍呈微米级链状结构，亲水性较差，不具备乳化效果。有鉴于此，专利技术人意外地发现，纤维素的来源对于TEMPO氧化后的纤维素的结构影响较大，当采用玉米芯来源的纤维素作为原料进行TEMPO氧化，同时改变TEMPO氧化的反应条件，例如维持反应所需pH值基本恒定的碱溶液添加量、反应温度等，能够使所得到的氧化纤维素呈球状结构，粒径为20～30纳米，并使得原来疏水性的纤维素变为亲水性，乳化性较强，毒性低，应用价值较高。为此，在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备氧化纤维素的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：对玉米芯进行提取处理，以便得到纤维素；将所述纤维素制成纤维素溶液；以及对所述纤维素溶液进行TEMPO氧化处理，以便得到所述氧化纤维素，所述TEMPO氧化处理包括：(1)将TEMPO、NaBr以及所述纤维素溶液进行混合，并用第一NaOH溶液调节混合液的pH值至10，以便得到混合液；(2)向所述混合液中依次交替重复加入NaClO溶液和第二NaOH溶液，使得反应液的pH值维持在10；以及(3)向步骤(2)所得到的反应液中加入乙醇，使得反应终止，3～5分钟后，加入NaBH，以便得到所述氧化纤维素，其中，所述TEMPO氧化处理是在15～25℃下进行的。专利技术人发现，TEMPO氧化处理的反应温度显著影响氧化纤维素的粒径、结构或者产率。进而，专利技术人经过大量实验发现，当反应温度为15～25℃时，能够得到纳米级粒径的纤维素球，产率较高，且具有亲水亲油性。由此，利用根据本专利技术实施例的制备氧化纤维素的方法所得到的氧化纤维素呈球状结构，粒径较低，具有较好的两亲性，毒性低。根据本专利技术的实施例，上述氧化纤维素还可以具有下列附加技术特征：根据本专利技术的实施例，基于1克所述纤维素，所述TEMPO氧化处理所消耗的所述第二NaOH溶液的体积为5～12.5毫升，优选6.25毫升。由此，利用根据本专利技术实施例的制备氧化纤维素的方法所得到的氧化纤维素呈球状结构，进一步具有较低粒径、较好的亲水亲油性或者低毒性。根据本专利技术的实施例，基于1克所述纤维素，所述TEMPO氧化处理所消耗的所述NaClO溶液的体积为5～16毫升。由此，利用根据本专利技术实施例的制备氧化纤维素的方法所得到的氧化纤维素呈球状结构，进一步具有较低粒径、较好的亲水亲油性或者低毒性。根据本专利技术的实施例，基于1克所述纤维素，所述TEMPO的用量为0.005～0.010克，优选0.008克。由此，利用根据本专利技术实施例的制备氧化纤维素的方法所得到的氧化纤维素呈球状结构，进一步具有较低粒径、较好的亲水亲油性或者低毒性。根据本专利技术的实施例，基于1克所述纤维素，所述NaBr的用量为0.2～0.5克，优选0.4克。由此，利用根据本专利技术实施例的制备氧化纤维素的方法所得到的氧化纤维素呈球状结构，进一步具有较低粒径、较好的亲水亲油性或者低毒性。根据本专利技术的实施例，所述方法进一步包括纯化处理，所述纯化处理包括：用盐酸溶液调节步骤(3)所得到的含有所述氧化纤维素的反应液的pH值至3，并进行第一混合处理，以便得到第一纯化液；用第三NaOH溶液调节所述第一纯化液的pH值至7，并进行第二混合处理，以便得到第二纯化液；向所述第二纯化液中加入乙醇，收集沉淀，依次用乙醇和丙酮洗涤所述沉淀，并进行干燥处理，以便得到所述氧化纤维素。由此，利用根据本专利技术实施例的制备氧化纤维素的方法所得到的氧化纤维素呈球状结构，进一步具有较低粒径、较好的亲水亲油性或者低毒性。根据本专利技术的实施例，所述提取处理包括：将所述玉米芯进行蒸汽爆破处理，并将所得到的残渣进行洗涤处理，以便得到玉米芯残渣；以及将所述玉米芯残渣与NaOH溶液进行加热处理，并将加热产物进行固液分离，收集固体，并进行洗涤处理，以便得到所述纤维素。由此，利用根据本专利技术实施例的制备氧化纤维素的方法所得到的氧化纤维素呈球状结构，进一步具有较低粒径、较好的亲水亲油性或者低毒性。在本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种氧化纤维素。根据本专利技术的实施例，所述氧化纤维素是通过前面所述制备氧化纤维素的方法制备得到的。由此，根据本专利技术实施例的氧化纤维素呈球状结构，具有较低粒径、较好的亲水亲油性或者低毒性。根据本专利技术的实施例，所述氧化纤维素呈球状，粒径为20～30nm。由此，根据本专利技术实施例的氧化纤维素呈球状结构，进一步具有较低粒径、较好的亲水亲油性或者低毒性。在本专利技术的又一方面，本专利技术提出了前面所述氧化纤维素在制备洗涤剂、探针或药物载体中的用途。根据本专利技术实施例的氧化纤维素具有较低粒径、较好的亲水亲油性、较强的乳化性以及毒性低，能够应用于制备洗涤剂、探针或药物。在本专利技术的又一方面，本专利技术提出了一种洗涤剂。根据本专利技术的实施例，所述洗涤剂含有前面所述的氧化纤维素。由此，根据本专利技术实施例的洗涤剂具有较好的洗涤、去污效果。根据本专利技术的实施例，所述洗涤剂的用量为1～10mg/1mL水。由此，根据本专利技术实施例的洗涤剂进一步具有较好的洗涤、去污效果。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1显示了根据本专利技术一个实施例的制备氧化纤维素的方法的流程示意图；图2显示了根据本专利技术一个实施例的透射电镜图；图3显示了根据本专利技术一个实施例的原子力显微镜图；图4显示了根据本专利技术一个实施例的扫描电镜图；图5显示了根据本专利技术一个实施例的不同氢氧化钠溶液添加量的影响的示意图；图6显示了根据本专利技术一个实施例的接触角分析示意图；图7显示了根据本专利技术一个实施例的不同TEMPO添加量的影响的示意图；图8显示了根据本专利技术一个实施例的不同溴化钠添加量的影响的示意图；图9显示了根据本专利技术另一个实施例的扫描电镜图；图10显示了根据本专利技术又一个实施例的扫描电镜图；图11显示了根据本专利技术一个实施例的盘子清洗实验的分析示意图；图12显示了根据本专利技术一个实施例的毒性实验的分析示意图；图13显示了根据本专利技术一个实施例的载药氧化纤维素载体的制备方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备氧化纤维素的方法，其特征在于，包括：对玉米芯进行提取处理，以便得到纤维素；将所述纤维素制成纤维素溶液；以及对所述纤维素溶液进行TEMPO氧化处理，以便得到所述氧化纤维素，所述TEMPO氧化处理包括：(1)将TEMPO、NaBr以及所述纤维素溶液进行混合，并用第一NaOH溶液调节混合液的pH值至10，以便得到混合液；(2)向所述混合液中依次交替重复加入NaClO溶液和第二NaOH溶液，使得反应液的pH值维持在10；以及(3)向步骤(2)所得到的反应液中加入乙醇，使得反应终止，3～5分钟后，加入NaBH，以便得到所述氧化纤维素，其中，所述TEMPO氧化处理是在15～25℃下进行的。

【技术特征摘要】
1.一种制备氧化纤维素的方法，其特征在于，包括：对玉米芯进行提取处理，以便得到纤维素；将所述纤维素制成纤维素溶液；以及对所述纤维素溶液进行TEMPO氧化处理，以便得到所述氧化纤维素，所述TEMPO氧化处理包括：(1)将TEMPO、NaBr以及所述纤维素溶液进行混合，并用第一NaOH溶液调节混合液的pH值至10，以便得到混合液；(2)向所述混合液中依次交替重复加入NaClO溶液和第二NaOH溶液，使得反应液的pH值维持在10；以及(3)向步骤(2)所得到的反应液中加入乙醇，使得反应终止，3～5分钟后，加入NaBH，以便得到所述氧化纤维素，其中，所述TEMPO氧化处理是在15～25℃下进行的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于1克所述纤维素，所述TEMPO氧化处理所消耗的所述第二NaOH溶液的体积为5～12.5毫升，优选6.25毫升，任选地，基于1克所述纤维素，所述TEMPO氧化处理所消耗的所述NaClO溶液的体积为5～16毫升。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于1克所述纤维素，所述TEMPO的用量为0.005～0.010克，优选0.008克。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于1克所述纤维素，所述NaBr的用量为0.2～...

【专利技术属性】
技术研发人员：李媛，刘斌，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11