一种海藻酸钠衍生物和纳米SiO2协同稳定的pH响应性pickering乳液制造技术

本发明专利技术提供了一种海藻酸钠衍生物和纳米SiO2协同稳定的pH响应性pickering乳液，所述乳液包括油水两相，其稳定剂为纳米二氧化硅和Ugi‑Alg，所述油相与水相的体积比为1∶0.1‑10，分散在水相中的二氧化硅的浓度为0.1‑10wt％，分散在水相中Ugi‑Alg的浓度为0.05‑5g/L，所述水相的pH为2‑7。本发明专利技术提供的Pickering乳液稳定性增强，有利于乳液的长期储存，同时制备方法操作工艺简单，避免超声或长时间均质等易产热的操作步骤，而且具有较大的制备通量，更容易实现乳液的放大生产，而且具有pH响应性，通过调节pH，可实现內相药物的可控释放，因此在化妆品、生物、农药药物传递等领域具有广泛的应用，以及很好的推广应用价值。

A pH responsive Pickering emulsion synergistic with sodium alginate derivative and nano SiO2

The invention provides a sodium alginate derivative and nano SiO2 synergistic and stable pH responsive Pickering emulsion, which comprises oil-water two-phase, and the stabilizer is nano silica and Ugi Alg, the volume ratio of the oil phase to the water phase is 1: 0.1, 10, and the concentration of silica in the water phase is 0.1 10wt%, dispersed in the water phase, the concentration of Ugi Alg Alg is 0.05 5g/L. The pH of the water phase is 2 7. The Pickering emulsion provided by the invention has the advantages of enhanced stability, favorable long-term storage of the emulsion, simple preparation process, simple operation process, easy operation of ultrasonic or long time homogenization, and large preparation flux. It is easier to realize the amplification of emulsion, and has the pH responsiveness. By adjusting pH, the controlled release of the internal phase medicine can be realized, so that it can be used in the production of the emulsion. Cosmetics, biology, pesticide drug delivery and other fields have a wide range of applications, as well as good application value.

【技术实现步骤摘要】
一种海藻酸钠衍生物和纳米SiO2协同稳定的pH响应性pickering乳液
本专利技术涉及一种pickering乳液，尤其涉及一种海藻酸钠衍生物和纳米SiO2协同稳定的pH响应性pickering乳液。
技术介绍
Pickering乳液是一种由固体颗粒代替传统表面活性剂的新型乳液体系。如图1所示，乳液的稳定机理主要是通过固体颗粒吸附在油水界面，形成固体颗粒单层或多层结构，从而使乳液稳定。与传统表面活性剂稳定的乳液相比较，它具有突出的优势：(1)对人体的毒副作用小；(2)降低环境污染；(3)乳液稳定性强。因此，Pickering乳液在食品、化妆品和医药等领域有着非常重要的研究和应用价值。近几十年来，随着现代技术的迅速发展，研究者们可以制备出不同种类、不同形状的纳米或微米级颗粒，为Pickering乳液的制备提供了良好的基础，因此Pickering乳液的研究和应用也在不断探索和深入。海藻酸钠(Alg)是一种天然的阴离子无支链多糖，由褐藻和各种细菌获得。作为一种天然生物聚合物，海藻酸钠被认为是生物相容的，可生物降解的，无毒的，非免疫原性的和生态友好的，因此被广泛应用于食品工业，环境工程和生物医学上。然而，纯海藻酸钠具有本身固有的缺点，如机械强度差，水溶性高。因此，对于对海藻酸钠的疏水改性是目前受到研究工作者关注的一个方向。目前对于Alg的改性已经做了很多的研究，例如研究学者报道过通过酯化、酰胺化、Ugi反应等化学接枝的方法对海藻酸盐进行修饰。改性之后的Alg具有两亲性，类似于表面活性剂的功能，这种高分子表面活性剂既保留了Alg本身的特性，还可通过不同的改性使其在各个领域具有不同的应用。并且在造纸工艺中作胶凝剂，在涂料工业中作分散剂，在石油开采中作驱油剂等方面都有着广泛的应用。高分子表面活性剂在界面上有良好的吸附，在各个领域的应用与其在界面吸附行为密切相关。但目前鲜少有改性Alg应用于pickering乳液的报道。探究两亲性海藻酸衍生物对颗粒分散体系的影响以及在纳米颗粒表面的吸附机制，探究大分子颗粒乳化剂协同稳定Pickering乳液及在不同环境下的稳定机理，为其在更广泛的领域中的开发及应用提供一定的理论依据。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种海藻酸钠衍生物和纳米SiO2协同稳定的pH响应性pickering乳液，该乳液稳定性强，该工艺操作简单，较大的制备通量也更利于乳液的放大生产。本专利技术的第一个方面是提供一种pickering乳液，所述乳液包括油水两相，其稳定剂为纳米二氧化硅和Ugi-Alg。其中，所述油相与水相的体积比为1∶0.1-10，例如1∶0.2、1∶0.3、1∶0.4、1∶0.5、1∶0.6、1∶0.7、1∶0.8、1∶0.9、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9、或1∶10等。其中，分散在水相中的二氧化硅的浓度为0.1-10wt％(即在水相中二氧化硅的浓度为0.1-10wt％)，例如0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、或10wt％等。优选地分散在水相中的二氧化硅的浓度为1-2.5wt％。其中，分散在水相中的Ugi-Alg的浓度为0.05-5g/L(即在水相中Ugi-Alg的浓度为0.1-10g/L)，例如0.06g/L、0.07g/L、0.08g/L、0.09g/L、0.1g/L、0.2g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L、0.6g/L、0.7g/L、0.8g/L、0.9g/L、1g/L、1.5g/L、2g/L、2.5g/L、3g/L、4g/L或5g/L等。优选地分散在水相中的Ugi-Alg的浓度为0.2-1g/L。其中，所述水相的pH为2-7，例如2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5或7等，优选为3-5。其中，所述Ugi-Alg结构式如下所示：优选地，所述Ugi-Alg为Alg、甲醛、辛胺和环己基异腈按照Ugi反应合成的改性海藻酸钠。优选地，Ugi-Alg的重均分子量为90000-1000000，例如92700、100000、150000、200000、250000、300000、350000、400000、450000、500000、550000、600000、650000、700000、750000、800000、850000、900000、950000或1000000等，优选地，Ugi-Alg的重均分子量为680000-1000000。其中，所述油相包括与水不互溶或微溶于水的溶剂，所述溶剂优选为硅油、脂肪酯类、芳香烃、C链长度为6-16的烷烃和醇类、C链长度为22-50的石油烃类中的任意一种或者至少两种的混合物，进一步优选为脂肪酯类、C链长度为6-16的烷烃或醇类中的任意一种或者至少两种的混合物。其中，所述油相可以为常见的用于pickering乳液的油相，本专利技术在此不作特别限定，本领域技术人员可根据实际应用的需要合理选择。优选地，所述油相可以仅由与水不互溶或微溶于水的溶剂组成，优选地，所述油相中可包含其他可溶性物质，所述油溶性物质选自脂溶性药物、脂溶性标记物、脂溶性酶类或脂溶性蛋白中的任意一种或者至少两种的混合物。其中，其中，所述水相可以为常见的用于pickering乳液的油相，本专利技术在此不作特别限定，本领域技术人员可根据实际应用的需要合理选择。优选地，所述水相包括水、磷酸盐缓冲液、醋酸盐缓冲液、柠檬酸缓冲液或Tris缓冲液中的任意一种或者至少两种的混合物。优选地，所述水相还包括其他水溶性物质，所述水溶性物质为盐类、抗体、蛋白多肽药物酶类、细胞因子或糖类中的任意一种或者至少两种的混合物。所述盐类物质为氯化钠、乙酸钠、氯化钾、氯化钙等。优选地，所述水相的盐浓度为0～1000mM，例如0(纯水)，0.02mM、50mM、100mM、150mM、200mM、250mM、300mM、350mM、400mM、450mM、500mM、600mM、700mM、800mM或900mM。本专利技术还提供本专利技术第一个方面所述的pickering乳液的制备方法：将纳米二氧化硅和Ugi-Alg分散在水相中，加入油相，乳化，即得。优选地，采用3000-30000rpm的速率进行乳化，均质时间为5-20min。上述制得pickering乳液可用于生物医药、化妆品、食品、石油和废水处理领域。本专利技术提供的Pickering乳液稳定性增强，有利于乳液的长期储存，同时制备方法操作工艺简单，避免超声或长时间均质等易产热的操作步骤，而且具有较大的制备通量，更容易实现乳液的放大生产，而且具有pH响应性，通过调节pH，可实现內相药物的可控释放，因此在化妆品、生物、农药药物传递等领域具有广泛的应用，以及很好的推广应用价值。附图说明图1为Alg和不同分子量Ugi-Alg的红外光谱图。图2为Alg和不同分子量Ugi-Alg的核磁共振谱图。图3为SiO2的量对Pickering乳液稳定性的影响(a：TSI值，b：△BS值)和Ugi-Alg分子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种pickering乳液，其特征在于，所述乳液包括油水两相，其稳定剂为纳米二氧化硅和Ugi‑Alg，所述油相与水相的体积比为1∶0.1‑10，分散在水相中的二氧化硅的浓度为0.1‑10wt％，分散在水相中Ugi‑Alg的浓度为0.05‑5g/L，所述水相的pH为2‑7，其中，所述Ugi‑Alg结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种pickering乳液，其特征在于，所述乳液包括油水两相，其稳定剂为纳米二氧化硅和Ugi-Alg，所述油相与水相的体积比为1∶0.1-10，分散在水相中的二氧化硅的浓度为0.1-10wt％，分散在水相中Ugi-Alg的浓度为0.05-5g/L，所述水相的pH为2-7，其中，所述Ugi-Alg结构式为：2.根据权利要求1所述的pickering乳液，其特征在于，所述Ugi-Alg为Alg、甲醛、辛胺和环己基异腈按照Ugi反应合成的改性海藻酸钠。3.根据权利要求1所述的pickering乳液，其特征在于，分散在水相中的二氧化硅的浓度为1-2.5wt％。4.根据权利要求1所述的pickering乳液，其特征在于，分散在水相中的Ugi-Alg的浓度为0.2-1g/L。5.根据权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉诚，冯玉红，赵心宇，余高波，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：海南,46