基于天然生物大分子的Janus颗粒及其可控制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于天然生物大分子的Janus颗粒，所述Janus颗粒呈哑铃状，所述Janus颗粒一端为玉米醇溶蛋白，另一端为紫胶，Janus颗粒的粒径为300nm～2μm。兼具玉米醇溶蛋白和紫胶的特性。本发明专利技术公开了一种基于天然生物大分子的Janus颗粒的可控制备方法，包括以下步骤：步骤一、将玉米醇溶蛋白和紫胶溶解于良溶剂中，得到良溶液；步骤二、将表面活性剂分散于去离子水中，得到不良溶液；步骤三、以良溶液为内相，不良溶液为外相，通入共轴流动聚焦型芯片，得到Janus颗粒在不良溶液中的分散液；步骤四、静置，离心，去除表面活性剂。本发明专利技术的制备方法成本低、颗粒性质稳定、易于规模生产的有益效果。有益效果。有益效果。

【技术实现步骤摘要】
基于天然生物大分子的Janus颗粒及其可控制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及新型颗粒材料
更具体地说，本专利技术涉及一种基于天然生物大分子的Janus颗粒及其可控制备方法和应用。

技术介绍

[0002]自1991年诺贝尔物理学奖获得者Pierre
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Gilles de Gennes教授提出各向异性颗粒概念，命名为Janus颗粒以来。近年来，以无机物和聚合物为构建材料，通过选择性表面改性法、微流体法，嵌段共聚物自组装法以及相分离法已经开发出许多新颖的方法来制备具有可调大小，形状，微结构和化学性质的Janus颗粒。
[0003]Janus颗粒的大小、形状和成分等不对称性，赋予了Janus颗粒丰富的性质。Janus颗粒可由性质各异的材料构建，可体现多种性质，甚至能够发挥协同作用。科研人员已经将Janus颗粒应用到表面活性剂，用于稳定乳液，化工催化提高催化效率，生物医药进行药物递送和医药成像等领域。
[0004]目前关于无机料如二氧化硅的Janus颗粒的研究较多，而基于天然生物大分子的可控Janus颗粒的研究报道相对较少。
[0005]有报道显示，使用旋涂喷涂法制备淀粉基Janus颗粒，颗粒包括相对较大(12.2μm)的半多孔蜡质玉米淀粉Janus颗粒(通过α
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淀粉酶处理淀粉颗粒制备)，以及相对较小(1.2μm)的半疏水性苋菜淀粉Janus颗粒(通过淀粉与辛烯基丁二酸酐酯化制备)。通过单乳液聚合，将大豆油环氧丙烯酸酯(SBOEA)单体聚合在乙酸丁酯和乙基纤维素(EC)的单乳液滴中，制备了SBOP/EC Janus颗粒。
[0006]然而，大多数研究都依赖于石油化学材料和溶剂，随着人们对环境问题和健康问题的关注，构建更加天然、安全、绿色的Janus颗粒成为了近年来研究的热点。因此，基于天然分子(如脂质、蛋白质、多糖和磷脂)开发绿色、天然、安全和营养的Janus颗粒应该是未来研究的重点。此外，有必要开发商业上可行的制备方法，这意味着制备方法成本低、颗粒性质稳定、易于规模生产。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0008]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于天然生物大分子的Janus颗粒，所述Janus颗粒呈哑铃状，所述Janus颗粒一端为玉米醇溶蛋白，另一端为紫胶，所述Janus颗粒的粒径为300nm～2μm。
[0009]提供一种基于天然生物大分子的Janus颗粒的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一、将玉米醇溶蛋白和紫胶溶解于良溶剂中，得到良溶液；
[0011]步骤二、将表面活性剂分散于去离子水中，得到不良溶液；
[0012]步骤三、以良溶液为内相，不良溶液为外相，以一定温度和流速下，通入共轴流动聚焦型芯片，收集得到玉米醇溶蛋白
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紫胶的Janus颗粒在不良溶液中的分散液，即所述
Janus颗粒的在不良溶液中的分散液；
[0013]步骤四、静置，离心，以及采用去离子水反复溶解离心去除表面活性剂，得到所述Janus颗粒。
[0014]优选的是，良溶剂为80～95％的乙醇溶液。
[0015]优选的是，玉米醇溶蛋白和紫胶在良溶剂中的浓度均为6～96mg/mL。
[0016]优选的是，表面活性剂为吐温80，表面活性剂在去离子水中的质量分数为0.5～2％。
[0017]优选的是，步骤三的温度为70～95℃。
[0018]优选的是，步骤三中内相和外相的流速分别为1～3mL/h和15～50mL/h。
[0019]优选的是，所述共轴流动聚焦型芯片的共轴处入口和收集口的玻璃毛细管锥口内径分别为180～240μm和280～450μm。
[0020]优选的是，步骤四中静置时间为6～12h，离心的转速为8000～12000rpm，离心次数为4～8次。
[0021]提供基于天然生物大分子的Janus颗粒在制备乳液稳定、毒素检测、抗菌物质、药物递送、医学成像的产品中的应用。
[0022]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0023]第一、本专利技术是以天然生物大分子玉米醇溶蛋白、紫胶为Janus颗粒的构筑原料，绿色天然。所制备的Janus颗粒的两个半球分别为玉米醇溶蛋白和紫胶，因此，该Janus颗粒兼具两种材料的性质。
[0024]第二、本专利技术通过微流控的共轴流动聚焦型芯片制备颗粒，制备方法简单、易操作，可连续化、大批量生产。所得Janus颗粒呈哑铃状，粒径为300nm～2μm，两端的物质存在异构特性，表现为元素异构、电位异构，兼具玉米醇溶蛋白和紫胶的特性。
[0025]第三、本专利技术中调控玉米醇溶蛋白、紫胶浓度、内外相流速、乙醇体积浓度可得到系列Janus颗粒，从而对颗粒形貌尺寸进行精准调控。
[0026]第四、本专利技术所制得的Janus颗粒所用的原料是天然生物大分子无毒无害、环境友好、生物可降解的绿色材料，从而使得Janus颗粒可在食品或医药领域中应用。
[0027]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0028]图1为本专利技术制备的玉米醇溶蛋白
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紫胶Janus颗粒的流程示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例1制备得到的Janus颗粒扫描电镜图；
[0030]图3为本专利技术实施例2制备得到的Janus颗粒扫描电镜图；
[0031]图4为本专利技术实施例2制备得到的Janus颗粒原子力显微镜图；
[0032]图5为本专利技术实施例3制备得到的Janus颗粒扫描电镜图；
[0033]图6为本专利技术实施例4制备得到的Janus颗粒扫描电镜图；
[0034]图7为本专利技术实施例5制备得到的Janus颗粒扫描电镜图；
[0035]图8为本专利技术对比例1制备得到的复合颗粒扫描电镜图；
[0036]图9为本专利技术对比例2制备得到的复合颗粒扫描电镜图；
[0037]图10为本专利技术对比例3制备得到的复合颗粒扫描电镜图；
[0038]图11为本专利技术对比例4制备得到的复合颗粒扫描电镜图；
[0039]图12为本专利技术对比例5制备得到的复合颗粒扫描电镜图。
具体实施方式
[0040]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0041]需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0042]玉米醇溶蛋白，是一种广泛存在于植物中的食物蛋白，在食品、医药和化工行业有广泛应用，可作为抗氧化剂、药物缓释材料、可食性膜材料、营养辅料、粘结剂。玉米醇溶蛋白具有良好的生物相容性和可降解性，于1985年由美国食品药品监督管理局(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于天然生物大分子的Janus颗粒，其特征在于，所述Janus颗粒呈哑铃状，所述Janus颗粒一端为玉米醇溶蛋白，另一端为紫胶，所述Janus颗粒的粒径为300nm～2μm。2.如权利要求1所述的基于天然生物大分子的Janus颗粒的可控制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将玉米醇溶蛋白和紫胶溶解于良溶剂中，得到良溶液；步骤二、将表面活性剂分散于去离子水中，得到不良溶液；步骤三、以良溶液为内相，不良溶液为外相，以一定温度和流速下，通入共轴流动聚焦型芯片，收集得到玉米醇溶蛋白
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紫胶的Janus颗粒在不良溶液中的分散液，即所述Janus颗粒的在不良溶液中的分散液；步骤四、静置，离心，以及采用去离子水反复溶解离心去除表面活性剂，得到所述Janus颗粒。3.如权利要求2所述的基于天然生物大分子的Janus颗粒及其可控制备方法，其特征在于，良溶剂为80～95％的乙醇溶液。4.如权利要求2所述的基于天然生物大分子的Janus颗粒及其可控制备方法，其特征在于，玉米醇溶蛋白和紫胶在良溶剂中的浓度均为...

【专利技术属性】
技术研发人员：石爱民，王强，刘哲，刘红芝，胡晖，马晓杰，焦博，张金闯，郭芹，
申请(专利权)人：中国农业科学院农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：