一种纳米生物碱及其制备方法与流程

本发明涉及纳米
技术领域：
，具体而言，涉及一种纳米生物碱及其制备方法。
背景技术：
：生物碱类是指来源于自然界的一类大多显碱性的含氮化合物，多具有显著的生物活性，如延胡索乙素具有镇痛作用，小檗碱、苦参生物碱、蝙蝠葛碱具有抗菌消炎作用，苦参碱、氧化苦参碱等具有抗心律失常作用，喜树碱、秋水仙碱、长春新碱、三尖杉碱、紫杉醇等具有不同程度的抗癌作用等。目前，对生物碱类化合物的提取，大多采取经典提取方法—酸水渗漉结合阳离子树脂交换法进行提取。当然，还可以采取醇提取法、亲树脂有机溶剂提取法和其他提取法等进行提取。上述所有提取方法，其成品粒径度一般只能达到毫米级，最多达到微米级，达不到纳米级。技术实现要素：本发明提供了一种纳米生物碱的制备方法，旨在提供一种低耗、高效、快速、简便生产小粒径纳米生物碱类化合物的集成方法。本发明提供了一种纳米生物碱，旨在改善现有的纳米生物碱粒度不够小的问题。本发明是这样实现的：一种纳米生物碱的制备方法，所选原材料为具有杀菌、杀虫或除草功效的生物碱类化合物，纳米生物碱的制备方法包括：将粒径小于5mm的生物碱类化合物与水进行混合，得干湿比为1:1-8的第一浆液；将第一浆液进行研磨至其中粒子粒径小于30微米得第二浆液；将第二浆液进行萃取，得到粒子平均粒径小于1000nm的第三浆液，其中粒径小于900nm的粒子占所有粒子总量的90％以上，萃取包括超临界萃取、微波萃取、超声波萃取、超高压萃取与纳米研磨萃取中的一种或多种组合。一种纳米生物碱，其由上述的纳米生物碱的制备方法制备得到。本发明的有益效果是：本发明提供的纳米生物碱及其制备方法低耗、高效、快速、简便能够生产小粒径纳米生物碱类化合物，且该方法不择原料，对一切生物碱类化合物原料都能进行萃取，而且该制备方法低耗高效，费用低廉，工艺简便，适合工业化生产，并且萃取完整，高效彻底，没有残渣，能够使一切生物碱类化合物原料得到完全转化利用。而本发明提供的纳米生物碱能被生物体完全吸收利用，且作用于植物病虫害时只杀灭病虫草害，不产生抗药性对生态环境没有任何危害，绿色安全。附图说明为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本发明实施例1提供的样品对应的检测结果图；图2是本发明实施例2提供的样品对应的检测结果图；图3是本发明实施例3提供的样品对应的检测结果图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本发明实施例提供的一种纳米生物碱及其制备方法进行具体说明。本发明实施例提供了一种纳米生物碱的制备方法，所选原材料为生物碱类化合物，该纳米生物碱的制备方法包括：s1、将粒径小于5mm的生物碱类化合物与水进行混合，得干湿比为1:1-8的第一浆液。具体地，首先选取清洁无杂质的生物碱类化合物为原材料。生物碱类是指来源于自然界的一类大多显碱性的含氮化合物，多具有显著的生物活性，本申请所提供的生物碱类化合物包括小檗碱、苦参生物碱、蝙蝠葛碱、苦参碱、氧化苦参碱、喜树碱、秋水仙碱、长春新碱、三尖杉碱、紫杉醇等。进一步地，将生物碱类化合物与水进行混合前还包括选材和粉碎，具体地，选择无杂质的初始生物碱类化合物，然后将选取好的生初始物碱类化合物粉碎，粉碎成粒径小于5mm的粒子，将粒径小于5mm的生物碱类化合物与水进行混合，得干湿比为1:1-8的第一浆液。粒径小于5mm时有利于后续研磨过程将生物碱类化合物研磨得更加充分，保证能将生物碱类化合物研磨至粒径小于30微米。需要说明的是，此第一浆液为一种生物碱类化合物所对应的浆液，也可以为多种植物性混合原料对应的浆液。当第一浆液为一种生物碱类化合物对应的浆液时，多种生物碱类化合物对应多种第一浆液。s2、将第一浆液进行研磨至其中粒子粒径小于30微米得第二浆液。具体地，将粒径小于5mm的生物碱类化合物进行研磨，研磨时选用胶体磨或锥体磨，研磨至粒径小于30微米以下得第二浆液。需要说明的是，此第二浆液为一种生物碱类化合物所对应的浆液，也可以为多种植物性混合原料对应的浆液。优选地，若生物碱类化合物种类至少为2种，粉碎过程与研磨过程分别进行，则对应有多种第二浆料，当第二浆料为至少两种时，研磨后还需进行调浆。调浆是指将多种第二浆液按照糖酸比或配方比进行调整并混合均匀，将生物碱类化合物研磨至粒径小于30微米有利于后续萃取得到粒径更小的纳米粒子。s3、将第二浆液进行萃取，得到粒子平均粒径小于1000nm的第三浆液，其中粒径小于900nm的粒子占所有粒子总量的90％以上，萃取包括超临界萃取、微波萃取、超声波萃取、超高压萃取与纳米研磨萃取中的一种或多种组合。具体地，若未调浆，则将第二浆液进行萃取，若调浆，则将混合浆液进行萃取。该萃取方式包括超临界萃取、微波萃取、超声波萃取、超高压萃取与纳米研磨萃取中的一种或多种组合，萃取剂为为二氧化碳或水，其中超临界萃取的萃取剂为二氧化碳。进一步地，超临界萃取植物性原材料采用的压力为25-80mpa，功率为5-25kw，温度为≤40℃，液体流量为1000-2000l/h；微波萃取第二浆液采用的频率为300-915mhz，功率为5-25kw，温度为≤40℃；超声波萃取第二浆液采用的频率为20-50khz，功率为5-25kw，温度为≤40℃；超高压萃取第二浆液采用的压力为250-380mpa，功率为5-25kw，温度为≤40℃，液体流量为1000-2000l/h；纳米研磨萃取第二浆液采用的压力为50-80mpa，功率为5-25kw，温度为≤40℃，液体流量为1000-5000l/h。当在各萃取中采用上述参数时提取效率更高，提取出的植物性纳米粒子粒径更小。进一步地，采用一种萃取方式进行萃取时，超临界萃取时间为45-60min，微波萃取时间为45-60min，超声波萃取时间为45-60min，超高压萃取过压时间为2-5min，纳米研磨萃取过压时间为2-5min。更进一步地，萃取组合为：超临界萃取与微波萃取的组合；超临界萃取与超声波萃取的组合；超临界萃取与超高压萃取的组合；超临界萃取与纳米研磨萃取的组合；微波萃取与超声波萃取的组合；微波萃取与超高压萃取的组合；微波萃取与纳米研磨萃取的组合；超声波萃取与超高压萃取的组合；超声波萃取与纳米研磨萃取的组合；超临界萃取、微波萃取与超声波萃取的组合；超临界萃取、微波萃取与超高压萃取的组合；超临界萃取、微波萃取与纳米研磨萃取的组合；微波萃取、超声波萃取与超高压萃取的组合；微波萃取、超声波萃取与纳米研磨萃取的组合；超声波萃取、超高压萃取与纳米研磨萃取的组合。进一步地，为使得制得的纳米农药的粒子粒径更小，上述组合中，超临界萃取时间为5-10min，微波萃取时间为10-15min，超声波萃取的时间为10-15min，超高压萃取的时间为2-5min，纳米研磨萃取的时间为10-15min。换言之，超临界萃取5-10min与微波萃取10-15min组合；超临界萃取5-10min与超声波萃取10-15min组合；超临界萃取5-10min与超高压萃取2-5min组合；超临界萃取5-10min与纳米研磨萃取10-15min组合；微波萃取10-15min与超声波5-10min萃取组合；微波萃取10-15min与超高压萃取2-5min组合；微波萃取10-15min与纳米研磨萃取10-15min组合；超声波萃取10-15min与超高压萃取2-5min组合；超声波萃取10-15min与纳米研磨5-10min组合；超高压萃取2-5min，纳米研磨萃取10-15min组合；超临界萃取5-10min、微波萃取10-15min与超声波萃取10-15min组合；超临界萃取5-10min、微波萃取10-15min与超高压萃取2-5min组合；超临界萃取5-10min、微波萃取10-15min与纳米研磨萃取10-15min组合；微波萃取10-15min、超声波萃取10-15min与超高压萃取2-5min组合；微波萃取10-15min、超声波萃取10-15min与纳米研磨萃取10-15min组合；超声波萃取10-15min、超高压萃取2-5min与纳米研磨萃取10-15min组合。萃取时间不宜过长，在该萃取时间范围内，不仅能够使萃取率达到最高，有效成分不易流失，还能节约工艺成本。需要说明的是，两两或两两以上萃取组合时，萃取方式选用的先后顺序不限。萃取后得到第三浆液，第三浆液中粒子的平均粒径小于1000nm，其中粒径小于900nm的粒子占所有粒子总量的90％以上。粒子的粒径越小越容易被人体、植物或动物吸收。而当纳米粒子的平均粒径小于1000nm时基本能被人体、植物或动物完全吸收。进一步地，将第三浆液置于低温真空浓缩设备内对其进行浓缩至含水率低于75％得第四浆液；将第四浆液置于低温真空干燥设备中使其含水量低于15％，得固体纳米生物碱。本发明还提供了一种纳米生物碱，其由上述的制备方法制备得到。该纳米生物碱中平均粒子粒径均小于1000nm，且粒径小于900nm的粒子占所有粒子总量的90％以上。生物碱类化合物纳米化之后会产生物理、化学甚至生物性质发生改变使得被作用人体、植物或动物对其的吸收更好。以下结合实施例对本发明的特征和性能做进一步的说明。实施例11、主要原料：苦参碱。2、选料：选择无杂质的苦参碱。3、粉碎：对无杂质的的苦参碱进行粉碎，通过湿料粉碎机将其粉碎成5毫米以下颗粒。5、磨浆：对粉碎后的苦参碱进行磨浆加水，得干湿比为1:1的第一浆液，然后通过胶体磨将其磨成30微米以下的第二浆液。6、对调配好的第二浆液，通过超高压萃取设备对其进行萃取，萃取剂为水，萃取过程中压力为250-380mpa，功率为5-25kw，温度为≤40℃，液体流量为1000-2000l/h，萃取时间为5-10min。萃取后得第三浆液，第三浆液中粒子的平均粒径小于1000nm，其中粒径小于900nm的粒子占所有粒子总量的90％以上。7、将第三浆液通过低温真空浓缩设备对其进行浓缩，使其含水量控制在50％以下得第四浆液。8、将第四浆液采用定量灌装机对其进行灌装。实施例21、主要原料：苦参总碱、苦参碱、氧化苦参碱、去氢苦参碱、小檗碱。2、选料：选择选择无杂质的苦参总碱、苦参碱、氧化苦参碱、去氢苦参碱、小檗碱作为主要原料。3、粉碎：将参总碱、苦参碱、氧化苦参碱、去氢苦参碱、小檗碱分别进行粉碎，通过湿料粉碎机将其粉碎成5毫米以下颗粒。5、磨浆：对粉碎后的参总碱、苦参碱、氧化苦参碱、去氢苦参碱、小檗碱分别进行磨浆加水，得干湿比为1:2的多种第一浆液，然后通过胶体磨将其磨成30微米以下的多种第二浆液。6、调配：将多种第二浆液按照配方比例进行调配，并搅拌均匀，得混合浆液。7、将混合浆液通过超高压萃取+超声波萃取的方式对其进行萃取，萃取剂为水，超高压萃取过程中压力为250-380mpa，功率为5-25kw，温度为≤40℃，液体流量为1000-2000l/h萃取时间为2-5min；超声波萃取的频率为20-50khz，功率为5-25kw，温度为≤40℃，萃取时间为10-15min。萃取后得第三浆液，第三浆液中粒子的平均粒径小于1000nm，其中粒径小于900nm的粒子占所有粒子总量的90％以上。8、将第三浆液通过低温真空浓缩设备对其进行浓缩，使其含水量控制在50％以下得第四浆液。9、将第四浆液采用定量灌装机对其进行灌装。实施例31、主要原料：延胡索乙素、喜树碱、秋水仙碱、长春新碱、三尖杉碱、紫杉醇、苦参碱、小檗碱。2、选料：选择无杂质的延胡索乙素、喜树碱、秋水仙碱、长春新碱、三尖杉碱、紫杉醇、苦参碱、小檗碱作原料。4、粉碎：对清洗好后的使君子、苦参、贯众、苦楝皮、槟榔分别进行粉碎，通过湿料粉碎机将其粉碎成5毫米以下颗粒。5、磨浆：对粉碎后的清洗好后的延胡索乙素、喜树碱、秋水仙碱、长春新碱、三尖杉碱、紫杉醇、苦参碱、小檗碱分别进行磨浆加水，得干湿比为1:2的多种第一浆液，然后通过锥体磨将其磨成30微米以下的多种第二浆液。6、调配：将多种第二浆液按照配方比例进行调配，并搅拌均匀，得混合浆液。7、将混合浆液通过超高压萃取+微波萃取的方式对其进行萃取，超高压萃取过程中压力为250-380mpa，功率为5-25kw，温度为≤40℃，液体流量为1000-2000l/h萃取时间为2-5min，萃取剂为水；微波萃取第二浆液采用的频率为300-915mhz，功率为5-25kw，温度为≤40℃萃取时间为5-10min，萃取剂为水。萃取后得第三浆液，第三浆液中粒子的平均粒径小于1000nm，其中粒径小于900nm的粒子占所有粒子总量的90％以上。8、将第三浆液通过低温真空浓缩设备对其进行浓缩，使其含水量控制在50％以下得第四浆液。9、将第四浆液采用定量灌装机对其进行灌装。实施例41、主要原料：延胡索乙素、喜树碱、秋水仙碱、长春新碱。2、选料：选择无杂质的延胡索乙素、喜树碱、秋水仙碱、长春新碱作原料。3、粉碎：将延胡索乙素、喜树碱、秋水仙碱、长春新碱分别通过湿料粉碎机将其粉碎成5毫米以下颗粒。5、磨浆：对粉碎后的延胡索乙素、喜树碱、秋水仙碱、长春新碱分别进行磨浆加水，得干湿比为1:8的多种第一浆液，然后通过锥体磨将其磨成30微米以下的多种第二浆液。6、调配：将多种第二浆液按照配方比例进行调配，并搅拌均匀，得混合浆液。7、将混合浆液通过超高压萃取+超临界萃取的方式对其进行萃取，萃取剂为水，超高压萃取过程中压力为250-380mpa，功率为5-25kw，温度为≤40℃，液体流量为1000-2000l/h萃取时间为2-5min；超临界萃取的压力为25-80mpa，功率为5-25kw，温度为≤40℃，液体流量为1000-2000l/hn，萃取时间为5-10min，萃取剂为二氧化碳。萃取后得第三浆液，第三浆液中粒子的平均粒径小于1000nm，其中粒径小于900nm的粒子占所有粒子总量的90％以上。8、将第三浆液通过低温真空浓缩设备对其进行浓缩，使其含水量控制在50％以下得第四浆液。9、将第四浆液通过低温真空干燥设备对其进行干燥，使其含水量低于10％，得固态纳米复合生物碱类化合物。10、将固体纳米生物碱通过定量包装机对其进行包装。实施例51、主要原料：苦参总碱、苦参碱、秋水仙碱、长春新碱、小檗碱。2、选料：选取无杂质的苦参总碱、苦参碱、秋水仙碱、长春新碱、小檗碱作原料。3、粉碎：对无杂质的苦参总碱、苦参碱、秋水仙碱、长春新碱、小檗碱分别采用进行粉碎，通过湿料粉碎机将其粉碎成5毫米以下颗粒。4、磨浆：对苦参总碱、苦参碱、秋水仙碱、长春新碱、小檗碱分别进行磨浆加水，得干湿比为1:2的多种第一浆液，然后通过锥体磨将其磨成30微米以下的多种第二浆液。5、调配：将多种第二浆液按照配方比例进行调配，并搅拌均匀，得混合浆液。6、将混合浆液通过超高压萃取+纳米研磨萃取的方式对其进行萃取，超高压萃取过程中压力为250-380mpa，功率为5-25kw，温度为≤40℃，液体流量为1000-2000l/h萃取时间为2-5min，萃取剂为水；纳米研磨的压力为50-80mpa，功率为5-25kw，温度为≤40℃，液体流量为1000-5000l/h，萃取时间为10-15min。萃取后得第三浆液，第三浆液中粒子的平均粒径小于1000nm，其中粒径小于900nm的粒子占所有粒子总量的90％以上。7、将第三浆液通过低温真空浓缩设备对其进行浓缩，使其含水量控制在50％以下得第四浆液，第四浆液即为液态纳米复合生物碱类化合物。8、将液态纳米复合生物碱类化合物通过定量灌装机对其进行灌装。实施例6-17实施例6-8的操作步骤及原材料与实施例1大致相同，不同之处为萃取方式不同见表1；实施例9-11操作步骤及原材料与实施例2大致相同，不同之处为萃取方式不同见表1；实施例12-14操作步骤及原材料与实施例3大致相同，不同之处为萃取方式不同见表1；实施例15-17操作步骤及原材料与实施例4大致相同，不同之处为萃取方式不同见表1；实施例18-19操作步骤及原材料与实施例5大致相同，不同之处为萃取方式不同见表1。表1各实施例对应的萃取方式需要说明的是，本申请所提出的生物碱类化合物指所有生物碱类化合物，并不局限于本发明实施例所列举的这几种生物碱类化合物，在本发明的其他实施例中还包括其他生物碱类化合物。实验例1将重庆市铜梁县大面积发生黄龙病的柑桔田，平均分为5个实验区，分别采用实施例1、实施例6-8得到的纳米生物碱兑水1200倍进和市售普通农药兑水800倍进行喷洒。结果表明市售农药对黄龙病的治愈率仅达41.7％，而本发明提供的纳米生物碱对黄龙病的治愈率达100％。实验例2将40名15-30岁体重相近的患有对称性皮损的患者平均分为4组，分别采用实施例2和实施例9-11制得的纳米生物碱药膏对患处进行涂抹，1日3次，7日后病情得到控制，21日后痊愈，追访3年未犯。实验例3将重庆市某因干旱正受生理病害的玉米种植基地，平均分为4个实验区，分别采用实施例3和实施例12-14制得的纳米生物碱1200倍液进行喷洒，连用三天，一周后观察，病害症状完全消失，且2月内持续观察，发现立枯病、枯萎病、炭疽病、黄萎病、根腐病等菌类病害也少有发生。实验例4对某地区4个不同农户住所内的蚊蝇，分别采用实施例4和实施例15-17提供的纳米生物碱1200倍液对周围环境进行喷洒，数小时内蚊蝇全部被杀灭。实验例5将30名严重脚气病患者均分为3组，分别采用实施例5和实施例18-19提供的纳米生物碱制成的药膏对患处进行涂抹，1日3次，7日后病情得到控制，21日后痊愈，追访3年未复发。实验例6分别对实施例1-3提供的样品进行粒径检测。1、实施例1的检测条件及结果表2实施例1的检测条件表3实施例1的测试结果平均粒径：xav＝869.59nm分散指数：pi＝0.4556光子计数：21d10＝209.88nmd50＝460.78nmd90＝1009.59nm具体结果见图1。2、实施例2和实施例3的检测条件及结果表4实施例2和实施例3的测试条件测试温度：25℃分散介质：水介质折射率：1.330介质粘度(cp)：0.8872表5实施例2的测试结果具体结果见图2。表6实施例3的测试结果具体结果见图3。根据表3、表5和表6可知，实施例1-3提供的方法最终生产得到的样品的平均粒径为849.59nm、427.1nm与428.3nm；且根据图1可知，粒径范围主要集中在100-1000nm，说明实施例1生产出来的纳米农药的粒径较小，粒径小于1000nm的颗粒所占的比率大于95％。根据图2和图3可知，实施例2和实施例3生产出来的纳米农药中，粒径小于900nm的颗粒所占的比率大于90％。并且通过实验例1-5能够看出，本发明所提供的纳米生物碱的制备方法制备的纳米生物碱能够有效作用于生物体，针对某些疾病有很好的疗效，对农作物的病虫害的去除也有相当不错的效果。综上所述，本发明提供的纳米生物碱及其制备方法低耗、高效、快速、简便能够生产小粒径纳米生物碱类化合物，且该方法不择原料，对一切生物碱类化合物原料都能进行萃取，而且该制备方法低耗高效，费用低廉，工艺简便，适合工业化生产，并且萃取完整，高效彻底，没有残渣，能够使一切生物碱类化合物原料得到完全转化利用。而本发明提供的纳米生物碱能被生物体完全吸收利用，且作用于植物病虫害时只杀灭病虫草害，不产生抗药性对生态环境没有任何危害，绿色安全。以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12