双响应性聚合物及纳米粒的制法及其在原花青素中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种双响应性聚合物的合成方法，包括以下步骤：1)、通过透明质酸的羧基与组氨酸的氨基进行酰胺反应，得到透明质酸—组氨酸接枝物；将透明质酸—组氨酸接枝物溶于去离子水中，然后加入作为引发剂的过硫酸钾和作为交联剂的N’N‑双丙烯酰胱胺，于惰性气体的保护下进行反应，反应所得物于去离子水中透析后冷冻干燥，所得的胱胺‑透明质酸‑组氨酸聚合物为双响应性聚合物。该双响应性聚合物能制备用于负载原花青素(OPC)的纳米粒。

Preparation of double responsive polymers and nanoparticles and their application in procyanidins

【技术实现步骤摘要】
双响应性聚合物及纳米粒的制法及其在原花青素中的应用
本专利技术属于食品工程领域；具体涉及一种双响应性聚合物的制备法及其在原花青素纳米粒中的应用。
技术介绍
原花青素存在于各种植物的花粉、坚果、果实、树皮和种子中，作为抵御生物和非生物胁迫的防御剂；基本成分包括儿茶素和表儿茶素。原花青素作为一类在多种植物食品中发现的低聚类黄酮，具有多种生物活性，例如抗氧化剂，清除自由基，抗癌剂，抗微生物，抗病毒和神经保护能力。人类饮食中原花青素的摄入与各种慢性疾病的发生率降低相关，在减少心肌梗塞和心血管疾病死亡的可能性方面具有巨大潜力，对结肠癌、肝癌、乳腺癌有一定程度的治疗和预防效果，因此引起了人们的极大关注。然而，原花青素极强的生物活性对pH、温度和光敏感，容易导致原花青素被氧化。透明质酸作为天然多糖具备较好的生物相容性，但未经修饰的透明质酸难以应对酸、碱、热等不利环境。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种双响应性聚合物的制备法及其在原花青素纳米粒中的应用。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种双响应性聚合物的合成方法，包括以下步骤：1)、透明质酸-组氨酸接枝物(HA-His)的合成：通过透明质酸的羧基与组氨酸(L-组氨酸)的氨基进行酰胺反应，得到透明质酸—组氨酸接枝物(HA-His)；2)、胱胺-透明质酸-组氨酸(BAC-HA-His)的合成：将透明质酸—组氨酸接枝物(HA-His)溶于去离子水中，然后加入作为引发剂的过硫酸钾和作为交联剂的N’N-双丙烯酰胱胺，于惰性气体(例如氮气)的保护下，于(50±5)℃反应(1±0.2)h；反应所得物装入透析袋(Mr＝8,000～14,000D)中，于去离子水中透析22～26h，将位于透析袋中的截留液冷冻干燥(于-50℃干燥24h)，得到胱胺-透明质酸-组氨酸聚合物(BAC-HA-His)，所述胱胺-透明质酸-组氨酸聚合物为双响应性聚合物；过硫酸钾：透明质酸—组氨酸接枝物＝(5±0.5)：1的质量比；N’N-双丙烯酰胱胺：透明质酸—组氨酸接枝物＝(1.2±0.1)：1的质量比。说明：于去离子水中透析的目的是：从而除去未反应的单体等其他杂质(即，未反应的过硫酸钾、N’N-双丙烯酰胱胺)。作为本专利技术的双响应性聚合物的合成方法的改进：所述步骤1)包括以下步骤：S1.1、将透明质酸(MW＝90000)溶于去离子水中，再加入EDC、NHS后磁力搅拌混合(1±0.2)h，从而活化透明质酸的羧基；透明质酸：EDC、NHS＝1:(1.2±0.1):(1.2±0.1)的摩尔比；EDC，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐；NHS，N-羟基琥珀酰亚胺；S1.2、按照组氨酸(L-组氨酸)：透明质酸＝0.5～4:1的质量比(优选3:1的质量比)，在S1.1所得物中加入组氨酸，磁力搅拌混合(2±0.2)h后，于20～60℃(优选50℃)、200～400W(优选250W)超声处理20～60min(优选40min)；将所得的反应液装入透析袋(Mr＝8000～14000D)中，于去离子水中透析22～26h，将位于透析袋中的截留液进行冷冻干燥(于-50℃干燥24h)，得到透明质酸—组氨酸接枝物(HA-His)。说明：上述超声时，将超声仪探头插入液面下2cm，于去离子水中透析的目的是从而除去未反应的组氨酸、EDC、NHS。作为本专利技术的双响应性聚合物的合成方法的进一步改进：所述步骤S1.1中，每0.32mmol透明质酸配用(75±25)ml的去离子水；所述步骤2)中，每20mg透明质酸—组氨酸接枝物(HA-His)配用(20±5)mL去离子水。作为本专利技术的双响应性聚合物的合成方法的进一步改进：步骤S1.2中，组氨酸：透明质酸＝3:1的质量比；于50℃、250W超声处理40min。本专利技术还同时公开了一种双响应性聚合物纳米粒的制备，包括以下步骤：将胱胺-透明质酸-组氨酸聚合物(BAC-HA-His)溶于去离子水中，配成浓度为(1±0.2)mg/mL的溶液；将溶液(约20ml～100ml)于(25±5)℃磁力搅拌(8±2)小时，从而使得胱胺-透明质酸-组氨酸聚合物充分溶胀；然后于(4±1)℃放置10～12小时；再在冰浴的条件下，于140～200W(优选180W)的超声功率超声6～15min(优选10min)，得到双响应性聚合物纳米粒。即，得到胱胺-透明质酸-组氨酸(BAC-HA-His)自组装纳米粒。本专利技术还同时提供了上述双响应性聚合物的用途：制备用于负载原花青素(OPC)的纳米粒。作为本专利技术的用途的改进，包括以下步骤：1)、将原花青素溶解于pH6.5磷酸缓冲溶液中，配成(1±0.2)mg/mL的原花青素溶液；2)、将4mg胱胺-透明质酸-组氨酸(BAC-HA-His)聚合物中加入至(4±1)mL去离子水，磁力搅拌(8±2)小时，然后加入原花青素溶液80～150μL(优选130μL)，于冰浴条件下(180±20)W超声(10±2)min，得包埋有OPC的超声纳米粒。由于原花青素容易被外界环境所破坏，因此通过制备纳米载体对它进行包埋保护，使其进入生物体内达到靶向释放的目的，提高其生物活性和利用率。本专利技术通过对透明质酸进行改性后制备成具有双响应性的聚合物纳米粒对原花青素进行负载保护。本专利技术具有如下技术优势：1、本专利技术以透明质酸作为大分子载体，通过酰胺反应利用组氨酸对透明质酸进行改性赋予其pH响应特性，并采用优选工艺来提高透明质酸的接枝度。2、制备具有热稳定性、肠胃稳定性、生物相容性的自组装聚合物纳米粒。3、通过制备纳米粒子对OPC进行负载保护，本专利技术对原花青素的包封率较高，由于纳米粒对OPC的保护作用，可以延缓OPC在热处理和储藏过程中抗氧化性能的降低，一定程度下还能防止食品防腐剂等环境对OPC的破坏，提高了OPC的稳定性从而确保其生物活性。4、本专利技术的制备方法简单，没有有机溶剂或有毒溶剂的加入，通过超声分散法制备负载原花青素的纳米粒，通过受体介导的靶向作用将芯材输送到特定部位，再利用载体的响应性，能够进一步提高其主动靶向性。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1为HA、His、HA-His的红外图谱；图2为HA、BAC、和BAC-HA-His的红外图谱；图3为HA、HA-His和BAC-HA-His的热重分析曲线；图4为超声功率对HA-His接枝度的影响；图5为反应时间对HA-His接枝度的影响；图6为质量配比对HA-His接枝度的影响；图7为反应温度对HA-His接枝度的影响；图8为浊度测试来验证聚合物的还原降解性的对比；图9为透明质酸-组氨酸、胱胺-透明质酸-组氨酸复合物、氯化钠、透明质酸的酸碱滴定曲线；图10为超声前后纳米粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双响应性聚合物的合成方法，其特征在于包括以下步骤：/n1)、透明质酸-组氨酸接枝物的合成：/n通过透明质酸的羧基与组氨酸的氨基进行酰胺反应，得到透明质酸—组氨酸接枝物；/n2)、胱胺-透明质酸-组氨酸的合成：/n将透明质酸—组氨酸接枝物溶于去离子水中，然后加入作为引发剂的过硫酸钾和作为交联剂的N’N-双丙烯酰胱胺，于惰性气体的保护下，于(50±5)℃反应(1±0.2)h；/n反应所得物装入透析袋(Mr＝8,000～14,000D)中，于去离子水中透析22～26h，将位于透析袋中的截留液冷冻干燥，得到胱胺-透明质酸-组氨酸聚合物，所述胱胺-透明质酸-组氨酸聚合物为双响应性聚合物；/n过硫酸钾：透明质酸—组氨酸接枝物＝(5±0.5)：1的质量比；/nN’N-双丙烯酰胱胺：透明质酸—组氨酸接枝物＝(1.2±0.1)：1的质量比。/n

【技术特征摘要】
1.双响应性聚合物的合成方法，其特征在于包括以下步骤：
1)、透明质酸-组氨酸接枝物的合成：
通过透明质酸的羧基与组氨酸的氨基进行酰胺反应，得到透明质酸—组氨酸接枝物；
2)、胱胺-透明质酸-组氨酸的合成：
将透明质酸—组氨酸接枝物溶于去离子水中，然后加入作为引发剂的过硫酸钾和作为交联剂的N’N-双丙烯酰胱胺，于惰性气体的保护下，于(50±5)℃反应(1±0.2)h；
反应所得物装入透析袋(Mr＝8,000～14,000D)中，于去离子水中透析22～26h，将位于透析袋中的截留液冷冻干燥，得到胱胺-透明质酸-组氨酸聚合物，所述胱胺-透明质酸-组氨酸聚合物为双响应性聚合物；
过硫酸钾：透明质酸—组氨酸接枝物＝(5±0.5)：1的质量比；
N’N-双丙烯酰胱胺：透明质酸—组氨酸接枝物＝(1.2±0.1)：1的质量比。


2.根据权利要求1所述的双响应性聚合物的合成方法，其特征在于：所述步骤1)包括以下步骤：
S1.1、将透明质酸溶于去离子水中，再加入EDC、NHS后磁力搅拌混合(1±0.2)h，从而活化透明质酸的羧基；
透明质酸：EDC、NHS＝1:(1.2±0.1):(1.2±0.1)的摩尔比；
S1.2、按照组氨酸：透明质酸＝0.5～4:1的质量比，在S1.1所得物中加入组氨酸，磁力搅拌混合(2±0.2)h后，于20～60℃、200～400W超声处理20～60min；
将所得的反应液装入透析袋(Mr＝8000～14000D)中，于去离子水中透析22～26h，将截留液进行冷冻干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊春华，钟贻馨，王小青，张建勇，姚兰英，陆海霞，姚彩萍，
申请(专利权)人：浙江工商大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33