一種γ-聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種γ-聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，屬于高分子材料和天然大分子【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明通過向γ-聚谷氨酸的良溶劑溶液中逐滴滴加乙醇，使γ-聚谷氨酸在選擇性溶劑中進(jìn)行自組裝形成膠束粒子，為生物大分子γ-聚谷氨酸的自組裝提供了一種新方法。所得γ-聚谷氨酸膠束具有優(yōu)良的生物相容性和生物降解性，可應(yīng)用于生物涂層和生物活性分子負(fù)載釋放等，在功能圖層、生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種Y-聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，向聚谷氨酸的 良溶劑溶液中逐滴滴加非水沉淀劑，使Υ -聚谷氨酸在有機(jī)相中進(jìn)行自組裝形成膠束，屬 于高分子材料和天然大分子【技術(shù)領(lǐng)域】。 技術(shù)背景
[0002] γ-聚谷氨酸是一類由Bacillus系微生物合成的具有良好生物相容性和生物可 降解性的高聚物，是由L-谷氨酸和/或D-谷氨酸的α -氨基與Y -羧基通過酰胺鍵結(jié)合 形成的一種生物大分子。（Polymer Journal, 2014, 46，（3):184-188) γ-聚谷氨酸作為一種 生物大分子，具有良好的生物降解性、生物相容性、強(qiáng)保水性、對人體無毒害等。這些特性決 定了 聚谷氨酸在農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、環(huán)保、化妝品工業(yè)、煙草、皮革制造工業(yè)和植物種子 保護(hù)等領(lǐng)域的廣泛用途，是一種極具開發(fā)價值的天然高分子材料。
[0003] 聚谷氨酸膠束具有良好的生物降解性、生物相容性以及無毒作用等性能，共 聚物中的酯鍵在水或酶作用下會發(fā)生斷裂，降解形成的小分子可被人體吸收或通過代謝 而排出，且通過核降解制備所得中空膠束，能進(jìn)行載藥，很適宜用作藥物載體，除此之外，其 還可以作為保濕劑和增稠劑用于醫(yī)藥、化妝品和食品中，可以作為保水劑、保肥劑用于農(nóng)業(yè) 方面，也可以作為水處理的絮凝劑和重金屬螯合劑等，應(yīng)用非常廣泛。但是，目前聚 谷氨酸自組裝膠束的制備過程均是在水相中進(jìn)行的，例Tatsuo Kaneko等人合成聚 谷氨酸苯丙氨酸接枝物在選擇性溶劑DMS0/H20中自組裝形成納米粒子（Chem. Mater，2005, 17:2484-2486.);上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院馬霞課題組以聚電解質(zhì)的自組裝在水相 中制備了 聚谷氨酸/殼聚糖納米膠囊（Chemical Research IN Chinese Universitie s，2012, 28 (5): 921-925·)。因此，本專利實現(xiàn)了 Y-聚谷氨酸在有機(jī)相的自組裝，為天然大 分子的自組裝提供了一種新思路。
[0004] 本專利發(fā)明了一種聚谷氨酸在有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，將聚谷氨 酸在兩種有機(jī)相選擇性溶劑體系中進(jìn)行自組裝制備膠束納米粒子，該膠束具有很好的生物 相容性、生物降解性，可應(yīng)用于功能涂層、生物涂層、生物醫(yī)學(xué)材料等領(lǐng)域。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供了一種Y -聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，得到的 Y -聚谷氨酸膠束形貌規(guī)整、粒徑分布較窄。
[0006] 本發(fā)明的另一目的還在于得到的Y -聚谷氨酸膠束具有優(yōu)良的生物相容性和細(xì) 胞相容性，此膠束可用于生物涂層、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
[0007] 它的設(shè)計思路是：將不同質(zhì)量的聚谷氨酸溶解于良溶劑中，形成一系列不同 濃度的聚谷氨酸溶液，再向該溶液中逐滴加入沉淀劑，促使聚谷氨酸進(jìn)行自組裝， 得到穩(wěn)定的膠束。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0009] -種聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，其特征步驟為：
[0010] (1)稱取不同質(zhì)量的聚谷氨酸，加入良溶劑，在30?40°C下，溶解2小時，降 溫至室溫，繼續(xù)攪拌24小時，使聚谷氨酸充分溶解，得到一系列不同濃度的聚谷氨 酸溶液；
[0011] (2)向聚谷氨酸溶液中逐滴加入沉淀劑，隨著沉淀劑的加入，聚谷氨酸發(fā) 生自組裝，溶液逐漸變?yōu)榘胪该鳡睿哂兴{(lán)乳光現(xiàn)象，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌一定時間，固定 膠束形貌，通過透析法除去膠束粒子中的良溶劑，得到穩(wěn)定的Y -聚谷氨酸膠束粒子溶液。
[0012] 步驟⑴中所用良溶劑選自二甲亞砜、N，N-二甲基甲酰胺中的一種或兩種混合溶 齊U，所述的Y -聚谷氨酸溶液濃度為〇. 1?20. Omg/mL。
[0013] 步驟（2)中所述的沉淀劑選自無水乙醇、丙酮、二氧六環(huán)中的一種，沉淀劑的滴加 速率為10?500μ L/min。
[0014] 步驟⑵中沉淀劑加入量與良溶劑的體積比為1:0. 5?1:10,除去良溶劑時所用 的透析外液為500mL?1000mL的沉淀劑，透析時間為3?10天。
[0015] 步驟（2)中所制備的膠束粒子濃度為0· 1?20mg/mL，具有優(yōu)異的生物相容性、生 物可降解性、pH響應(yīng)性。
[0016] 本發(fā)明的主要優(yōu)點在于：
[0017] (1)本發(fā)明以微生物聚合制備的聚谷氨酸為原料，安全無毒，具有優(yōu)良的生物 相容性和生物降解性，具有合成大分子無法比擬的優(yōu)點；原料易得、可循環(huán)再生，符合可持 續(xù)發(fā)展的觀點，具有很好的經(jīng)濟(jì)價值和應(yīng)用前景。
[0018] (2)實現(xiàn)了 聚谷氨酸在有機(jī)相中自組裝形成膠束的過程，為有機(jī)大分子的自 組裝提供了一種新的方法、途徑。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1不同濃度聚谷氨酸自組裝膠束粒子溶液數(shù)碼照片；
[0020] 圖2 γ -聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的粒徑分布及TEM圖。

【具體實施方式】
[0021] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于此。
[0022] 實施例1 :
[0023] -種聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，具體制備步驟如下：
[0024] ⑴稱取lmgY-聚谷氨酸，加入10mL二甲亞砜中，加熱至30°C，保溫2h，然后將其 降至室溫，攪拌溶解24h，至γ -聚谷氨酸完全溶解，最終形成0. lmg/mL的溶液；
[0025] (2)量取lmL無水乙醇，以10 μ L/min的速度逐滴加入⑴中形成的γ-聚谷氨酸 溶液中，隨著乙醇的加入，Y -聚谷氨酸進(jìn)行自組裝，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌一定時間，固定 膠束形貌，將得到的Y -聚谷氨酸膠束溶液加入到透析袋中，放入加有500mL透析外液的大 燒杯中，透析3天，即可得到穩(wěn)定的γ -聚谷氨酸膠束粒子溶液。
[0026] 實施例2 :
[0027] -種聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，具體制備步驟如下：
[0028] ⑴稱取25mgY-聚谷氨酸，加入5mL二甲亞砜中，加熱至30°C，保溫2h，然后將其 降至室溫，攪拌溶解24h，至γ -聚谷氨酸完全溶解，最終形成5mg/mL的溶液；
[0029] (2)量取10mL丙酮，以50 μ L/min的速度逐滴加入⑴中形成的γ -聚谷氨酸溶 液中，隨著丙酮的加入，聚谷氨酸進(jìn)行自組裝，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌一定時間，固定膠 束形貌，將得到的Y -聚谷氨酸膠束溶液加入到透析袋中，放入加有600mL透析外液的大燒 杯中，透析5天，即可得到穩(wěn)定的γ -聚谷氨酸膠束粒子溶液。
[0030] 實施例3 :
[0031] 一種聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，具體制備步驟如下：
[0032] (1)稱取50mgY_聚谷氨酸，加入5mL N，N-二甲基甲酰胺，加熱至35°C，保溫2h， 然后將其降至室溫，攪拌溶解24h，至γ -聚谷氨酸完全溶解，最終形成10mg/mL的溶液；
[0033] (2)量取5mL無水乙醇，以200 μ L/min的速度逐滴加入⑴中形成的γ -聚谷氨 酸溶液中，隨著乙醇的加入，Y -聚谷氨酸進(jìn)行自組裝，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌一定時間，固 定膠束形貌，將得到的Y -聚谷氨酸膠束溶液加入到透析袋中，放入加有800mL透析外液的 大燒杯中，透析7天，即可得到穩(wěn)定的γ -聚谷氨酸膠束粒子溶液。
[0034] 實施例4 :
[0035] -種聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，具體制備步驟如下：
[0036] (1)稱取200mgY-聚谷氨酸，加入10mL N，N-二甲基甲酰胺中，加熱至35°C，保 溫2h，然后將其降至室溫，攪拌溶解24h，至γ -聚谷氨酸完全溶解，最終形成20mg/mL的溶 液；
[0037] (2)量取5mL二氧六環(huán)，以500 μ L/min的速度逐滴加入⑴中形成的γ -聚谷氨 酸溶液中，隨著二氧六環(huán)的加入，Y -聚谷氨酸進(jìn)行自組裝，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌一定時 間，固定膠束形貌，將得到的Y -聚谷氨酸膠束溶液加入到透析袋中，放入加有l(wèi)〇〇〇mL透析 外液的大燒杯中，透析8天，即可得到穩(wěn)定的γ -聚谷氨酸膠束粒子溶液。
[0038] 上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和 權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，其特征步驟為： ⑴稱取不同質(zhì)量的γ-聚谷氨酸，加入良溶劑，在30?40°C下，溶解2小時，降溫至 室溫，繼續(xù)攪拌24小時，使γ-聚谷氨酸充分溶解，得到一系列不同濃度的γ-聚谷氨酸溶 液； (2)向聚谷氨酸溶液中逐滴加入沉淀劑，隨著沉淀劑的加入，聚谷氨酸發(fā)生自 組裝，溶液逐漸變?yōu)榘胪该鳡?，具有藍(lán)乳光現(xiàn)象，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌一定時間，固定膠束 形貌，通過透析法除去膠束粒子中的良溶劑，得到穩(wěn)定的Y -聚谷氨酸膠束粒子溶液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，其特征在 于，步驟（1)中所用良溶劑選自二甲亞砜、N，N-二甲基甲酰胺中的一種或兩種混合溶劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，其特征在 于，步驟（1)中所述的Y -聚谷氨酸溶液濃度為0. 1?20. Omg/mL。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，其特征在 于，步驟（2)中所述的沉淀劑選自無水乙醇、丙酮、二氧六環(huán)中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，其特征在 于，步驟（2)中沉淀劑的滴加速率為10?500 μ L/min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，其特征在 于，步驟⑵中沉淀劑加入量與良溶劑的體積比為1:0. 5?1:10。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，其特征在 于，步驟⑵中除去良溶劑時所用的透析外液為500mL?1000mL的沉淀劑，透析時間為3? 10天。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚谷氨酸有機(jī)相自組裝膠束的制備方法，其特征在 于，步驟（2)中所制備的膠束粒子濃度為0. 1?20mg/mL，具有優(yōu)異的生物相容性、生物可降 解性、pH響應(yīng)性。
【文檔編號】C08L77/04GK104151569SQ201410374230
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】劉曉亞, 李楊, 崔燕, 朱曉潔, 沈佳麗, 董罕星, 曲冬安, 潘凱, 孫家娣 申請人:江南大學(xué)