本发明专利技术属于高分子化学，药物制剂技术和食品化学领域。具体涉及一种稳定的多糖修饰明胶纳米粒子及其制备方法和应用。该纳米粒子是以明胶为核，多糖为壳的具有交联结构的纳米粒子。该纳米粒子制备方法主要包括：明胶与多糖的Ｍａｉｌｌａｒｄ反应、球状蛋白质的加热交联等。该纳米粒子适合作为小分子物质载体，即通过混合扩散的方法将药物、营养物质、香料和染料等负载到纳米粒子中，从而得到负载药物、营养物质、香料和染料等物质的纳米粒子。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种稳定的多糖修饰明胶纳米粒子及其制备方法和应用，属于高分 子化学、药物制剂技术和食品化学领域。
技术介绍
纳米科技与生命医学的结合，使人类在疾病诊断、治疗等方面获得了新的认识 和途径，纳米载药体系就是其中一个很有生命力的研究方向。一个理想纳米药物载体要 满足良好生物相容性、靶向输送、控制释放等诸多条件。明胶(gelatin)是一类来源于动物结缔组织中胶原蛋白的水解产物，具有良好的 生物相容性、可生物降解性和无免疫抗原性以及优良的粘性、胶凝性、成膜性等，被广 泛应用于食品、化妆品和医药工业中。明胶纳米粒子可以用来吸附或包埋各种不同性质 的药物(如抗肿瘤药物紫杉醇和阿霉素等)或者无机粒子(如金、氧化铁等)。由于明胶具有很好的胶凝性，明胶在一定的温度、浓度、pH等条件下容易得 到可逆凝胶，因此稳定的明胶纳米粒子的通用制备方法为戊二醛辅助交联的两步去溶剂 法。但戊二醛有一定的细胞毒性，用作医用材料的制备时有一定的局限性。另一方面，普通的明胶纳米粒子在生物体内容易被网状内皮系统吞噬，不具备 长循环性质。经过表面亲水修饰得明胶纳米粒子，可以获得长循环明胶纳米粒子。目 前关于明胶纳米粒子的表面亲水修饰研究较多的为PEG改性法。但文献报道PEG修 饰明胶或者PEG修饰明胶纳米粒子制备过程繁琐，常常使用到有机溶剂和有毒化学 试剂，容易造成污染，给药品安全带来威胁，不适应体内安全要求，也不利于工业生 产{Biomacromolecules 2004，5 202-208}{Journal of PharmaceuticalSciences 96(2) 397-407.丨。最近，有研究报道含葡聚糖等亲水性多糖链段的纳米粒子在体内也具有类 似PEG化纳米粒子的长循环性质。Chauvierre等发现在葡聚糖分子链末端可引发氰基 丙烯酸丁酯单体聚合得到葡聚糖_b-聚氰基丙烯酸丁酯嵌段共聚物，由此类葡聚糖嵌段 共聚物制备的纳米粒子不仅可以减少血浆蛋白吸附，而且还具备长循环性质{Colloid and Polymer Science 282 (9) 1016-1025.}。因此，发展一种稳定的多糖修饰的明胶纳米粒子及其制备方法和应用具有很好 的应用前景。本专利技术拟采用球状蛋白质的交联和Maillard反应来制备一种稳定的多糖修 饰明胶纳米粒子的研究未见报道。球状蛋白质的加热凝胶化性质，可以用来改善食品质构和风味，得到了很多食 品研究工作者的重视，形成了较完整的理论基础。在一定的热变性条件下，球状蛋白质 可以发生热变性进一步聚集形成交联网络结构，通常这种交联是不可逆的。对于球状蛋 白而言，当溶液的温度升高到蛋白质变性的温度以上时，天然态的球状蛋白的三级结构 遭到一定程度的破坏，疏水基团被暴露到分子的表面，使蛋白分子之间的疏水相互作用 增强而发生聚集，此时伴随着二硫键的形成、二硫键的交换反应以及氢键的破坏。球状 蛋白质与明胶发生分子间的相互作用形成聚电解质复合物，加热时聚电解质复合物进一步聚集形成不可逆的交联网络结构。Maillard反应是食品加工和储藏过程中氨基化合物(氨基酸、多肽和蛋白质)和 羰基化合物(还原糖类)之间自然发生的反应。关于蛋白质和多糖之间的Maillard反应国 际上已有很成熟的理论基础和实验技术，Maillard反应一般在干热条件下进行，不添加其 他化学试剂，条件温和，对人体安全无毒。已有文献报道明胶与单糖或低聚糖的Maillard 反应可以改善明胶的凝胶性能，但到目前为止还未见明胶与多糖的Maillard反应研究报 道。通过Maillard反应制备明胶-多糖共价结合物，并进一步制备多糖修饰明胶纳米粒 子的研究也未有研究报道。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种具有明胶核_多糖壳结构的纳米粒子。本专利技术的目的之二是提供一种简单、高效、安全、稳定的多糖修饰的明胶纳米 粒子制备方法。本专利技术目的之三是提供上述多糖修饰的明胶纳米粒子的应用方法。一种稳定的多糖修饰明胶纳米粒子是以明胶为核、多糖为壳的具有交联网络结 构的单分散的纳米粒子。所述的明胶为碱法明胶或酸法明胶，所述的多糖为葡聚糖、半乳甘露聚糖、普 鲁兰多糖、麦芽糊精或者其他不带电荷的具有还原性羟基的水溶性多糖及它们的衍生 物；所述的交联网络结构中的交联剂为白蛋白、溶菌酶、乳球蛋白、α-乳清蛋白或 者其他具有加热凝胶性质的球状蛋白质。一种稳定的多糖修饰明胶纳米粒子的制备方法包括以明胶、多糖为原料，利 用Maillard反应制备明胶-多糖共价结合物；然后在加热条件下，通过交联剂使明胶-多 糖共价结合物形成纳米粒子。所述的明胶为碱法明胶或酸法明胶，所述的多糖为葡聚糖、半乳甘露聚糖、普 鲁兰多糖或者不带电荷的具有还原性羟基的水溶性多糖或者它们的衍生物；所述的交联 网络结构中的交联剂为白蛋白、溶菌酶或者具有加热凝胶性质的球状蛋白质。所述的多糖的分子量在Ik IOOk之间。所述的明胶与多糖的质量比值在1 50-50 1;优选1 10-10 1之间。所述的形成明胶-多糖共价结合物的Maillard反应条件是(1)反应温度是40 100°C ；优选60°C ；(2)反应时间是30min 300h ；优选24°C ；(3)反应pH是4 11 ；优选7 ；(4)反应在固相或者液相进行。所述的交联剂浓度为0.01% 10% ；交联剂与明胶的质量比为1 10 10 1。所述的多糖修饰明胶纳米粒子可用于包埋药物、营养物质、染料或香料。其通 过直接混合和调节pH的方法将药物、营养物质、染料或香料包裹到纳米粒子中。本专利技术用天然来源的明胶、多糖、球状蛋白为原料，不使用有机溶剂，通过两 步加热反应制备稳定的纳米凝胶。本专利技术的第一步，通过Maillard反应将多糖共价偶联到明胶上，形成明胶-多糖 共价复合物。Maillard反应温度在40 100°C范围，反应时间在30min 300h，反应pH 为4 11，反应在固相或者液相中进行。一般而言，当反应在较高温度进行时，所需时 间大大缩短；当反应在较高pH进行时，所需时间大大缩短。优化的Maillard反应条件 使制备成本降低，本专利技术Maillard反应通常在60°C，反应pH为7，反应时间为24h下进 行。上述反应条件温和易控，反应产物一般不表现明显的褐色反应，水溶性好。另外，通过控制多糖、明胶的投料比以及多糖链长，可以调节蛋白质-多糖共 价复合物中多糖的含量。明胶与多糖的投料摩尔比在1 50到50 1之间，优选1 10 到10 1之间，多糖分子量在Ik到IOOk之间所制备的蛋白质-多糖共价复合物可以形成 纳米粒子。本专利技术的Maillard反应产物不需要进一步分离，可以直接进行下一步反应。本专利技术的第二步，将第一步制备得到的Maillard反应产物加水溶解后，然后加入 用作交联剂的球状蛋白质溶液，调节混合溶液的pH值到一定范围，明胶和球状蛋白存在 分子间作用力而倾向于相互聚集，此时将混合溶液进行加热。在加热条件下蛋白质发生 充分变性，生成由分子间的疏水聚集、氢键和二硫键形成的交联网络结构，即可得到具 有交联网络结构的纳米粒子。该纳米粒子具有以蛋白质为核(主要成分为明胶)、多糖为 壳的结构，即蛋白质分子主要位本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种稳定的多糖修饰明胶纳米粒子，其特征在于，它是以明胶为核、多糖为壳的具有交联网络结构的单分散的纳米粒子。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李娟，刘又年，周辉辉，张佩，林庆斌，刘金凤，周飞艨，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。