抗氧化聚茶多酚纳米材料的制备方法和应用技术

本发明专利技术属于生物基功能纳米材料的制备领域，具体涉及一种抗氧化聚茶多酚纳米材料。本发明专利技术提供一种抗氧化聚茶多酚纳米材料，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料以茶多酚和茶碱为原料制备而成，各原料的质量比为：茶多酚2重量份，茶碱0.5～2重量份。本发明专利技术提供了一种不使用外源添加剂的纯有机抗氧化聚茶多酚纳米材料及其制备方法，并可以通过调整配方来调节产物粒子的大小，所得纳米材料的粒径在100～300nm范围内；且本发明专利技术所得抗氧化聚茶多酚纳米材料在自由基清除方面表现优异，有望作为绿色抗氧药物和安全无毒的食品添加剂广泛使用。

Preparation and application of antioxidant poly (tea polyphenols) nanomaterials

The invention belongs to the field of preparation of biological base functional nano materials, in particular relates to an anti oxidation poly tea polyphenol nanometer material. The invention provides a poly antioxidant tea polyphenol nano materials, the antioxidation of tea polyphenols polymer nano materials in tea polyphenols and theophylline was prepared from the raw material quality ratio of tea polyphenols 2 weight, 0.5 to 2 parts by weight of theophylline. The invention provides a pure organic antioxidant without the use of additives poly tea polyphenol nano material and preparation method thereof, and can adjust the formula to adjust the product particle size, the particle size of nano materials in the range of 100 to 300nm; and the invention of the polymer nano materials in tea polyphenols antioxidant free radicalsscavenging well, is expected to be used as a food additive non-toxic green antioxidant drugs and widely used security.

【技术实现步骤摘要】
抗氧化聚茶多酚纳米材料的制备方法和应用
：本专利技术属于生物基功能纳米材料的制备领域，具体而言是一种以绿茶提取物为基本原料，不添加外源助剂而得到一系列形貌、大小可控的抗氧化聚茶多酚纳米材料。
技术介绍
：生物基材料(Bio-basedMaterials)指的是利用谷物、秸秆等可再生生物质为原料的高分子材料。当今社会能源逐渐紧缺，生物基材料由于来源广泛、可再生、环境友好和节约能源等优点，正逐步吸引人们的注意力，有望成为引领当代科技创新和经济发展的一大产业。生物基材料可大致分为两大类，其一是可再生原料通过生物转化直接得到的生物高分子材料；其二则是源于自然的单体经人工聚合形成的材料。后者于前者相比，其优势在于能实现更加精细的分子和结构上的设计。茶是中国传统饮品之一，在中国的茶文化里，饮茶有振奋精神、延年益寿的功效，当代的科学也证明了这一点。茶叶中能延缓衰老的成分主要是茶多酚(TeaPolyphenols，简称TP)，茶多酚是茶叶中一系列多酚化合物的总称，主要成分为儿茶素，包括表儿茶素(EC)、表没食子儿茶素(EGC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)和表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)四种。相关研究表明，茶多酚以及茶多酚富集的产品在预防肿瘤(AnnualReviewofPharmacologyandToxicology,2002；42:25-54)、心血管疾病(Circulation,2004；109:2448-2453)、癌症(Molecules2007,12,946)等方面有着显著作用。同时儿茶素具有良好的抗氧化能力和金属离子螯合能力，故而茶多酚被视为具有开发潜力的生物基单体。与此同时，纳米材料由于其微观特性，在能源、保健和环境领域有着广阔的应用空间。综合以上两点，以茶多酚为单体构建功能化聚合物纳米材料这一课题值得深入研究。目前，一些合成茶多酚纳米材料的方法已被报道，然而这些方法均无法避免反应过程中外源添加剂的加入。例如，XudongLi等用Cu2+诱导TP的氧化偶联，得到了中空多孔的茶多酚纳米粒子，可用于药物运输及响应释放(JournaloftheAmericanChemicalSociety,2013；135:4179-4182)；Fei的团队在微波辐射下，以Ag+作为氧化剂，TP为单体，用一锅法合成了带有荧光的TP-Ag核壳复合纳米材料(ACSNano2014,8,8529)；Markova等通过TP和Fe3+合成了TP-Fe纳米混合物，并探究了Fe3+在此过程中的作用(ACSSustainableChemistry&Engineering,2014,2(7):1674-1680)。可见，在目前被报道的工作中，研究人员普遍使用金属离子作为添加剂；金属离子如Cu2+、Ag+、Fe3+等能有效诱导茶多酚氧化交联从而得到形态规整的纳米复合物，但与此同时，外源金属离子的加入也对纳米复合物的毒性和生物相容性产生了一定的影响；外源添加剂的加入一定程度上增加了产物的毒性，影响了材料在生物医学领域的应用，因此，更加安全无毒，符合绿色化学理念的功能化多酚纳米粒子的合成方法仍待研究。
技术实现思路
：针对上述缺陷，本专利技术提供一种不使用外源添加剂的纯有机茶多酚纳米粒子及其制备方法，并可以通过调整配方来调节产物粒子的大小，实验得到的粒子粒径在100～300nm范围内；且本专利技术所得茶多酚纳米粒子在自由基清除方面表现优异，有望作为绿色抗氧药物和安全无毒的食品添加剂广泛使用。本专利技术的技术方案：本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种抗氧化聚茶多酚纳米材料，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料以茶多酚和茶碱为原料制备而成，各原料的质量比为：茶多酚2重量份，茶碱0.5～2重量份。进一步，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料采用下述制备方法：茶多酚水溶液与茶碱水溶液在空气氛围中于75～85℃(优选为80℃)搅拌反应直至得到棕色透明的混合溶液，停止反应；再将所得混合溶液冷却至室温，然后静置至混合溶液呈浑浊状且肉眼可见棕黄色沉淀；最后经离心处理、洗涤得到抗氧化聚茶多酚纳米材料。进一步，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料的粒径在100～300nm。进一步，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料的粒径通过下述方式调控：控制茶多酚与茶碱的质量比为1.1～1.5时，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料的粒径为132～175nm；控制茶多酚与茶碱的质量比为1.8～2.5时，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料的粒径为173～240nm；控制茶多酚与茶碱的质量比为4时，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料的粒径为109～125nm。本专利技术要解决的第二技术问题是提供一种抗氧化聚茶多酚纳米材料的制备方法，所述方法为：茶多酚水溶液与茶碱水溶液在空气氛围中于75～85℃(优选为80℃)搅拌反应直至得到棕色透明的混合溶液，停止反应；再将所得混合溶液冷却至室温，然后静置至混合溶液呈浑浊状且肉眼可见棕黄色沉淀；最后经离心处理、洗涤得到抗氧化聚茶多酚纳米材料；其中，混合溶液中茶多酚与茶碱的质量比为：茶多酚2重量份，茶碱0.5～2重量份。进一步，上述方法中，所述茶多酚水溶液的质量浓度为5～10mg/mL，所述茶碱水溶液的质量浓度为0.5～2mg/mL。进一步，上述方法中，反应前茶多酚水溶液和茶碱水溶液分别经过超声处理2～5分钟，确保茶多酚和茶碱完全溶解。进一步，上述方法中，茶多酚水溶液与茶碱水溶液在空气氛围中于搅拌反应24～36小时(优选为30小时)得到棕色透明的混合溶液。进一步，茶多酚水溶液与茶碱水溶液反应前先分别在75～85℃下预热10～15min。进一步，上述方法中，离心处理中，离心速率为12000～16000r/min(优选为15000r/min)，离心时间为5～12分钟(优选为10分钟)。进一步，上述方法中，冷却至室温静置24～72(优选为48小时)小时。进一步，上述方法中，采用蒸馏水洗涤至少三次。本专利技术要解决的第三个技术问题是提供上述抗氧化聚茶多酚纳米材料在氧化剂中的用途。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术合成方法原料均属于茶叶提取物，来源广泛、可再生，合成时以去离子水为分散剂，反应过程中亦不再添加其他试剂，保证了产物粒子的毒性更低，绿色环保，安全可靠，在食品安全、生物医药领域有更广泛的应用。2、本专利技术所得的茶多酚纳米粒子为纯有机质，反应原料均来自于茶叶，无外源添加剂即可得到形状规整、大小可控、大小均一且分布均匀的抗氧化聚茶多酚纳米粒子。3、本专利技术方法制备的抗氧化聚茶多酚纳米粒子在自由基清除能力上远超同等粒径的聚多巴胺纳米粒子，是一种良好的抗氧化试剂。4、本专利技术方法配方简单，成本较低，工艺流程短，简便易行，合成过程无污染，属于符合绿色化学理念的制备方案。附图说明：图1a为TP浓度2mg/mL，不添加茶碱时，在80℃下反应30h所得产物SEM图；图1b-f为本专利技术实施例1-5采用不同配方所得产物的SEM图，其中，反应初始TP浓度均为2mg/mL：图1(b)茶碱浓度0.5mg/mL，所得抗氧化聚茶多酚纳米材料记为PN-1，粒径117±8nm；图1(c)茶碱浓度0.8mg/mL，所得抗氧化聚茶多酚纳米材料记为PN-2，粒径191±18nm；图1(d)茶碱浓度1.1mg/mL，所得抗氧化聚茶多酚纳米材料记为PN-3，粒径21本文档来自技高网...

【技术保护点】
抗氧化聚茶多酚纳米材料，其特征在于，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料以茶多酚和茶碱为原料制备而成，各原料的质量比为：茶多酚2重量份，茶碱0.5～2重量份。

【技术特征摘要】
1.抗氧化聚茶多酚纳米材料，其特征在于，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料以茶多酚和茶碱为原料制备而成，各原料的质量比为：茶多酚2重量份，茶碱0.5～2重量份。2.根据权利要求1所述抗氧化聚茶多酚纳米材料，其特征在于，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料采用下述方法制备：茶多酚水溶液与茶碱水溶液在空气氛围中于75～85℃搅拌反应直至得到棕色透明的混合溶液，停止反应；再将所得混合溶液冷却至室温，然后静置至混合溶液呈浑浊状且肉眼可见棕黄色沉淀；最后经离心处理、洗涤得到抗氧化聚茶多酚纳米材料。3.根据权利要求1或2所述抗氧化聚茶多酚纳米材料，其特征在于，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料的粒径在100～300nm；进一步，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料的粒径通过下述方式调控：控制茶多酚与茶碱的质量比为1.1～1.5时，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料的粒径为132～175nm；控制茶多酚与茶碱的质量比为1.8～2.5时，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料的粒径为173～240nm；控制茶多酚与茶碱的质量比为4时，所述抗氧化聚茶多酚纳米材料的粒径为109～125nm。4.权利要求1～3任一项所述抗氧化聚茶多酚纳米材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将茶多酚水溶液与茶碱水溶液在空气氛围中于75～85℃搅拌反应直至得到棕色透明的混合溶液，停止反应；再将所得混合溶液冷却至室温，然后静置至混合溶液呈浑浊状且肉眼可见棕黄...

【专利技术属性】
技术研发人员：李乙文，项思颖，杨鹏，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51