专利名称：N－琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒及制备方法
技术领域：
本发明涉及N-琥珀二酰壳聚糖，特别涉及N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒及制备方法。
背景技术：
壳聚糖是甲壳素的脱乙酰基衍生物，可以从自然界天然多糖直接衍生得到，是唯一的碱性多糖。由于其具有良好的生物相容性与生物可降解性的特征，因而使得壳聚糖及其衍生物在生物、医学领域中的应用倍受关注。
在生物、医学领域中，可作为生物活性大分子、药物载体应用的壳聚糖衍生物纳米微粒的制备方法主要有共价交联法、沉淀析出法、自组装法等。共价交联法往往会影响大分子物质的释放；沉淀析出法为非均相反应，制备条件苛刻。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述缺陷，研制利用琥珀酸酐修饰壳聚糖，从而制备得到N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒。
本发明的技术方案是N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒的制备方法，其步骤为(1)将壳聚糖加入到乙酸水溶液中，搅拌至完全溶解，形成壳聚糖乙酸水溶液；
(2)将琥珀酸酐溶于无水丙酮中，形成琥珀酸酐的丙酮溶液；(3)将琥珀酸酐的丙酮溶液加入到壳聚糖乙酸水溶液中，升温至40℃，快速搅拌4h，得产物；(4)将产物冷却至室温，加入到无水丙酮中沉淀、抽滤，洗涤；(5)产物在40℃温度下真空干燥后，得N-琥珀二酰壳聚糖白色固体；(6)将N-琥珀二酰壳聚糖白色固体分散于蒸馏水中，在30℃、磁力搅拌下，得N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒。
本发明又一技术方案是N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒，其主要技术特征在于分子结构为 本发明的优点和效果在于选择了适当的琥珀酸酐与壳聚糖的投料比例、合适的反应条件首次制备得到了能够在水溶液中自组装成纳米微粒的N-琥珀二酰壳聚糖，此纳米微粒的水分散体系非常稳定，且纳米粒径尺寸特别适用于大分子药物、生物活性大分子的包埋与释放，可望成为极具应用前景的生物活性大分子、药物控释的理想载体。
本发明的方法利用琥珀酸酐在温和条件下修饰壳聚糖制备N-琥珀二酰壳聚糖(NSCS)的技术，使N-琥珀二酰壳聚糖在水溶液中自聚集组装成纳米微粒的方法，以及制备的此纳米微粒的表征和具有包埋疏水化合物的功能。
本发明的其他优点和效果将在下面继续描述。
图1——N-琥珀二酰壳聚糖的IR谱图。
图2——N-琥珀二酰壳聚糖的合成路线和分子结构示意图。
图3——琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒透射电镜图。
图4——芘在N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒水溶液中的荧光光谱图。
具体实施例方式
制备N-琥珀二酰壳聚糖取1g壳聚糖，放置三颈烧瓶中，加入200ml、1％的乙酸水溶液，搅拌使其完全溶解，形成浓度为0.5％的壳聚糖乙酸水溶液；另称取0.2g琥珀酸酐溶于20ml无水丙酮，形成琥珀酸酐的丙酮溶液；在室温下缓慢搅拌，将琥珀酸酐的丙酮溶液滴加到上述壳聚糖乙酸水溶液中，滴加时间为1h，然后升温至40℃，并控制在40℃，快速搅拌下反应4h；反应完毕后，将产物冷却至室温，倾入无水丙酮中沉淀，抽滤，收集产物，产物依次用70％丙酮、80％丙酮、无水丙酮洗涤，然后在40℃、真空干燥24h，即得N-琥珀二酰壳聚糖白色固体1.1g。
N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒的制备将上述制备得到的N-琥珀二酰壳聚糖白色固体分散于蒸馏水中，浓度为0.05g/ml，在30℃、磁力搅拌下24h，即得N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒的澄清透明水分散体系。
上述制备过程的时间可以根据具体制备的现状进行掌握。
N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒的表征1.N-琥珀二酰壳聚糖的红外光谱图及结构示意图如图1所示，将N-琥珀二酰壳聚糖固体粉末样品通过KBr压片法制得薄片，用富立叶红外光谱仪(Biorad FTS 6000 spectrometer)测定其红外光谱。
显然，在1640cm-1处出现了仲酰胺C＝O的伸缩振动峰，在1556cm-1处出现了仲酰胺NH的弯曲振动峰。
如图2所示，根据仲酰胺的特征峰可推测出N-琥珀二酰壳聚糖的结构。在本发明所筛选的反应条件下，由红外光谱分析可知，琥珀酸酐与壳聚糖反应产物是N-琥珀二酰壳聚糖。需要说明的是，所形成的两个酰胺键可以在壳聚糖同一条分子链上，也有可能在不同分子链间。这一结构为N-琥珀二酰壳聚糖在水溶液中自聚集组装成纳米微粒提供了结构上的依据。
2.N-琥珀二酰壳聚糖纳米微粒的形态与粒径如图3所示，用透射电镜(TE CHAI-12，philips)研究N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒的形态与粒径。结果表明，N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒的粒径在50-100nm，且具有非常光洁的表面以及很好的规整度。
3.N-琥珀二酰壳聚糖纳米微粒的聚集特性如图4所示，以芘为疏水探针，用荧光光谱(Shimadzu RF 5301spectrometer)研究了N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒在水中的聚集特性。芘在水中的I1/I3为1.72，而在浓度为0.05g/ml N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒的水溶液中的I1/I3为1.54。说明N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒具有明显的两亲性，在水中自组装形成了疏水核与亲水表面，当芘从水中进入疏水核中后，使得I1/I3数值下降。将N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒的水溶液放置7d后重复实验得到了相同的结果，表明N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒在水溶液中具有很好的稳定性，在包埋疏水化合物时有稳定作用。
权利要求
1.N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒的制备方法，其步骤为(1)将壳聚糖加入到乙酸水溶液中，搅拌至完全溶解，形成壳聚糖乙酸水溶液；(2)将琥珀酸酐溶于无水丙酮中，形成琥珀酸酐的丙酮溶液；(3)将琥珀酸酐的丙酮溶液加入到壳聚糖乙酸水溶液中，升温至40℃，快速搅拌4h，得产物；(4)将产物冷却至室温，加入到无水丙酮中沉淀、抽滤，洗涤；(5)产物在40℃温度下真空干燥后，得N-琥珀二酰壳聚糖白色固体；(6)将N-琥珀二酰壳聚糖白色固体分散于蒸馏水中，在30℃、磁力搅拌下，得N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒。
2.根据权利要求1制备的N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒，其特征在于分子结构为
3.根据权利要求1所述的N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒的制备方法，其特征在于步骤(1)中乙酸水溶液的浓度为1％。
4.根据权利要求1所述的N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒的制备方法，其特征在于步骤(1)中壳聚糖乙酸水溶液的的浓度为0.5％。
5.根据权利要求1所述的N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒的制备方法，其特征在于步骤(1)、(2)中壳聚糖与琥珀酸酐的投料比为10∶2。
6.根据权利要求1所述的N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒的制备方法，其特征在于步骤(3)中琥珀酸酐的丙酮溶液滴加到壳聚糖乙酸水溶液时，对溶液缓慢搅拌。
7.根据权利要求1所述的N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒的制备方法，其特征在于步骤(3)中琥珀酸酐与壳聚糖反应温度控制在40℃。
8.根据权利要求1所述的N-琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒的制备方法，其特征在于步骤(6)中N-琥珀二酰壳聚糖白色固体在磁力搅拌下分散于蒸馏水中。
全文摘要
本发明涉及N－琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒及制备方法。本发明将壳聚糖加入乙酸水溶液至溶解，将琥珀酸酐溶于无水丙酮中，将琥珀酸酐的丙酮溶液加入到壳聚糖乙酸水溶液中，升温、搅拌，并冷却至室温，在无水丙酮中沉淀、抽滤，洗涤，在40℃温度下真空干燥得N－琥珀二酰壳聚糖白色固体，将其分散于蒸馏水中，在30℃、磁力搅拌下，得N－琥珀二酰壳聚糖自组装纳米微粒。本发明解决了现有技术存在的影响大分子物质的释放或非均相反应，制备条件苛刻等缺陷。本发明的效果在于将琥珀酸酐与壳聚糖搂比例投料首次制备得到自组装成纳米微粒的N－琥珀二酰壳聚糖，其水分散体系非常稳定，且纳米粒径尺寸特别适用于大分子药物、生物活性大分子的包埋与释放。
文档编号C08L5/08GK1837264SQ20061003894
公开日2006年9月27日 申请日期2006年3月20日 优先权日2006年3月20日
发明者陈天, 朱爱萍, 袁兰花, 吴昊, 鲁萍 申请人:扬州大学