一种磷脂双层限域有机钛源、天然色素制备仿生微囊的方法技术

本发明专利技术公开了一种磷脂双层限域有机钛源、天然色素制备仿生微囊的方法，该方法在用磷脂与胆固醇制备脂质体的同时，将疏水性的钛酸四丁酯与天然色素同时引入到脂质体的磷脂双层疏水区中，然后钛酸四丁酯在磷脂双层中原位进行水解‑缩合反应，一步制备得到二氧化钛仿生微囊。本发明专利技术采用一步法制备二氧化钛仿生微囊，原料廉价易得，绿色环保，操作过程简单，钛酸四丁酯的用量较少，反应条件温和，制备得到的二氧化钛仿生微囊具有光电转化功能。

【技术实现步骤摘要】
一种磷脂双层限域有机钛源、天然色素制备仿生微囊的方法
本专利技术属于生物纳米材料
，具体涉及一种具有光电转化功能的二氧化钛仿生微囊的制备方法。
技术介绍
脂质体是由中空的大水腔及疏水性的磷脂质组成，具有类细胞结构、良好的生物相容性及能携带各种亲水、疏水和两亲性物质的性质，可以用于控制释放各种有机和无机化合物。而二氧化钛由于其低毒性及良好的生物相容性、光催化性、良好的光电导性，可以与仿生类囊体有效结合，例如，DanielI.等人(DigestJournalofNanomaterialsandBiostructures,2010,5(4),919-925)报道了一种脂质体包含纯二氧化钛纳米粒子复合材料的制备方法，该方法是先通过前驱体水解-缩合制得二氧化钛纳米粒子，然后与卵磷脂混合，通过声波降解法使二氧化钛纳米粒子进入双层磷脂膜中间，超声振荡即可得到脂质体/二氧化钛复合材料；MinjoongYoon等人(Chem.Mater.,2005,17,6069-6079)报道了一种脂质体/二氧化钛纳米复合材料的制备方法，即先通过前驱体的水解-缩合反应制得二氧化钛纳米粒子，然后在一定条件下将卵磷脂和二氧化钛粒子混合，采用超声破碎法制备得到二氧化钛包封脂质体的复合材料，该材料提高了脂质体稳定性，可用于医药载体领域。以上脂质体/二氧化钛复合材料的制备中，都需至少两步进行，操作过程复杂且制备的材料只用于提高脂质体的稳定性，不具有功能性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种操作简单、反应条件温和，直接一步将疏水性的有机钛源和天然色素封装于脂质体的磷脂双层中，制备具有光电转化功能的二氧化钛仿生微囊的方法。解决上述技术问题所采用的技术方案是：将胆固醇、磷脂、钛酸四丁酯、天然色素按质量比为1:3.5～4.5:0.001～0.006:0.002～0.005加入三氯甲烷中，混合均匀，25～40℃旋转蒸发除去三氯甲烷，加入0.01mol/LpH值为7的磷酸盐缓冲溶液，胆固醇与磷酸盐缓冲液的质量-体积比为1mg:0.2～0.4mL，室温超声分散30～60分钟后，室温搅拌反应10～12小时，离心分离，所得沉淀用0.01mol/LpH值为7的磷酸盐缓冲液洗涤至上清液无色后自然晾干，得到具有光电转化功能的二氧化钛仿生微囊。本专利技术优选胆固醇、磷脂、钛酸四丁酯、天然色素的质量比为1:4:0.002～0.004:0.003～0.004，最佳为1:4:0.002:0.004。本专利技术进一步优选在频率为100Hz、功率为80～200W条件下室温超声分散30～60分钟。本专利技术具有以下突出优点：1、本专利技术采用磷脂、胆固醇、天然色素、钛酸四丁酯为原料，在制备脂质体的同时，将疏水的钛酸四丁酯与天然色素直接一步引入到脂质体的磷脂双层中，脂质体外部及水腔的水分子经由磷脂通道渗入磷脂双层中，使钛酸四丁酯原位发生水解-缩合反应生成二氧化钛，即可制备出二氧化钛仿生微囊，制备方法简便，反应条件温和，可操作性强。2、本专利技术从磷脂双层中引入钛酸四丁酯，所需的钛酸四丁酯的量较少。3、本专利技术制备二氧化钛仿生微囊的原料廉价易得，且不涉及有机染料，绿色环保，制备得到的二氧化钛仿生微囊具有光电转化功能。附图说明图1是实施例1得到的二氧化钛仿生微囊的扫描电镜照片。图2是实施例1得到的二氧化钛仿生微囊的透射电镜照片。图3是实施例2得到的二氧化钛仿生微囊的扫描电镜照片。图4是实施例2得到的二氧化钛仿生微囊的透射电镜照片。图5是实施例3得到的二氧化钛仿生微囊的扫描电镜照片。图6是实施例3得到的二氧化钛仿生微囊的透射电镜照片。图7是实施例1得到的二氧化钛仿生微囊的J-V曲线。图8是实施例2得到的二氧化钛仿生微囊的J-V曲线。图9是实施例3得到的二氧化钛仿生微囊的J-V曲线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不仅限于这些实施例。实施例1将25mg胆固醇、100mg磷脂、0.05mg钛酸四丁酯、0.1mg天然色素、10mL三氯甲烷加入烧瓶中，室温超声混合均匀，25℃旋转蒸发除去三氯甲烷，得到一层均匀的绿色薄膜，然后向烧瓶中加入5mL0.01mol/LpH值为7的磷酸盐缓冲溶液，采用超声清洗仪在频率为100Hz、功率为100W下室温超声分散60分钟，再室温搅拌反应12小时，然后将反应产物以5000转/分钟的速度离心分离，得到绿色沉淀，将绿色沉淀用0.01mol/LpH值为7的磷酸盐缓冲溶液洗涤至上清液无色后自然晾干，得到绿色粉体，即具有光电转化功能的二氧化钛仿生微囊。由图1和2可以看出，所得二氧化钛仿生微囊呈椭球形结构，分散均匀，粒径约为185nm。实施例2将25mg胆固醇、100mg磷脂、0.1mg钛酸四丁酯、0.1mg天然色素、10mL三氯甲烷加入烧瓶中，室温超声混合均匀，25℃旋转蒸发除去三氯甲烷，得到一层均匀的绿色薄膜，然后向烧瓶中加入5mL0.01mol/LpH值为7的磷酸盐缓冲溶液，采用超声清洗仪在频率为100Hz、功率为100W下室温超声分散60分钟，再室温搅拌反应12小时，然后将反应产物以5000转/分钟的速度离心分离，得到绿色沉淀，将绿色沉淀用0.01mol/LpH值为7的磷酸盐缓冲溶液洗涤至上清液无色后自然晾干，得到绿色粉体，即具有光电转化功能的二氧化钛仿生微囊。由图3和4可以看出，所得二氧化钛仿生微囊呈椭球形结构，分散均匀，粒径约为170nm。实施例3将25mg胆固醇、100mg磷脂、0.15mg钛酸四丁酯、0.1mg天然色素、10mL三氯甲烷加入烧瓶中，室温超声混合均匀，25℃旋转蒸发除去三氯甲烷，得到一层均匀的绿色薄膜，然后向烧瓶中加入5mL0.01mol/LpH值为7的磷酸盐缓冲溶液，采用超声清洗仪在频率为100Hz、功率为100W下室温超声分散60分钟，再室温搅拌反应12小时，然后将反应产物以5000转/分钟的速度离心分离，得到绿色沉淀，将绿色沉淀用0.01mol/LpH值为7的磷酸盐缓冲溶液洗涤至上清液无色后自然晾干，得到绿色粉体，即具有光电转化功能的二氧化钛仿生微囊。由图5和6可以看出，所得二氧化钛仿生微囊呈椭球形结构，分散均匀，粒径约为180nm。专利技术人将实施例1～3得到的二氧化钛仿生微囊作为光阳极，碳膜作为对电极，I-/I3-的乙腈溶液做电解液，制作简易“三明治”式染料敏化太阳能电池，测试电池在太阳光照30分钟下的J-V曲线，结果见图7～9。从图7～9中可以看出，采用实施例1～3得到的二氧化钛仿生微囊制作的染料敏化太阳能电池的短路电流密度依次为3.4×10-3mA/cm2、2.3×10-3mA/cm2、1.9×10-3mA/cm2，开路电压依次为0.9V、0.7V、0.8V，说明本专利技术所得二氧化钛仿生微囊具有将太阳能转化为电能的光电转化功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磷脂双层限域有机钛源、天然色素制备仿生微囊的方法，其特征在于：将胆固醇、磷脂、钛酸四丁酯、天然色素按质量比为1:3.5～4.5:0.001～0.006:0.002～0.005加入三氯甲烷中，混合均匀，25～40℃旋转蒸发除去三氯甲烷，加入0.01mol/L pH值为7的磷酸盐缓冲溶液，胆固醇与磷酸盐缓冲液的质量‑体积比为1mg:0.2～0.4mL，室温超声分散30～60分钟后，室温搅拌反应10～12小时，离心分离，所得沉淀用0.01mol/L pH值为7的磷酸盐缓冲液洗涤至上清液无色后自然晾干，得到具有光电转化功能的二氧化钛仿生微囊。

【技术特征摘要】
1.一种磷脂双层限域有机钛源、天然色素制备仿生微囊的方法，其特征在于：将胆固醇、磷脂、钛酸四丁酯、天然色素按质量比为1:3.5～4.5:0.001～0.006:0.002～0.005加入三氯甲烷中，混合均匀，25～40℃旋转蒸发除去三氯甲烷，加入0.01mol/LpH值为7的磷酸盐缓冲溶液，胆固醇与磷酸盐缓冲液的质量-体积比为1mg:0.2～0.4mL，在频率为100Hz、功率为80～200W条件下室温超声分散30～60分钟后，室温搅拌反应10～12小时，离心分离，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈淑坤，李雪菲，刘晓邦，陈建刚，胡道道，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61