专利名称：活性小分子偶合的纳米单质硫溶胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及活性小分子偶合的纳米单质硫溶胶及其制备方法。
技术背景硫元素是构成人体结构第八重要矿物元素，人体无论是指甲、头发、皮肤、 内脏器官、结缔软组织等都含有丰富的硫化合物，构成肌肉组织的蛋白质中更 是富含硫化物，缺硫会降低蛋白质的生物学价值和食用价值。缺硫在临床并没 有非常明显的症状，也未见有硫过量危害的报导，但已经证明补充有机硫化物 能够强化韧带细胞强度、增加润滑粘液的分泌量及强化软组织的结构，同时能 够明显的改善指甲薄软易裂及头发韧度不佳的状况。而且有研究认为，生物体 内的含硫化合物具有独特的药理活性，如去重金属毒性和清除自由基、抗氧化 活性、抗肿瘤活性等。而自然界中的硫也和人体健康有着密切的关系，如硫磺 温泉被称为"皮肤之汤"，有软化皮肤角质层的作用，并有止痒、解毒、排毒 的效能，泡硫磺温泉对关节炎、皮肤炎、神经痛的改善特别有用，主要是因为其中的硫磺有消毒、杀菌之功效；补充含硫化物丰富的食物，如大蒜、洋葱、 韭菜、高丽菜、绿花椰菜等特别有益健康，主要是因为其中的一些含硫化合物 在起作用。氨基酸是组成蛋白质的基本单位，是人类和动物合成蛋白质所必备的资 源。人体如果缺乏氨基酸，特别是缺乏不能为机体所合成的必需氨基酸，会影 响蛋白质的合成，导致身体免疫力下降，甚至引发各种疾病。生物体内的含硫 氨基酸包括蛋氨酸、胱氨酸、半胱氨酸，这些物质不仅具有氨基酸的营养功能， 同时具有特殊的药理活性，如去重金属毒性、抗癌、抗氧化活性等，而且对肝 病如浸润性肝炎有一定的治疗作用，半胱氨酸对治疗心脏衰竭具有一定的疗 效。没食子酸(gallicacid)，即3， 4， 5—三羟基苯甲酸，又称五倍子酸，广 泛存在于植物界，是植物水解单宁的重要组成成分，在普洱茶中有较高含量。没食子酸在加热时脱羧成为焦性没食子酸，没食子酸和焦性没食子酸均具有显 著的抗氧化活性，并具有抗菌、抗病毒、抗炎、抗肿瘤、抗过敏、抗诱变等药 理活性。随着纳米科学与技术的发展，纳米材料的制备、性能与应用已成为近年来的研究热点之一；随着人类对硫及其硫化物生物功效认识的日益加深，纳米硫 的制备、特性及潜在应用也开始受到化学和医药领域研究者的关注。目前纳米 硫的制备主要采用如下两大类方法1、气相法，可制备得至ijl 100nm的高纯(99.999%)硫，但其能耗大、条 件苛刻、成本高中国地质大学皮振邦等在国内最早制备出纳米硫，他们采用 化学气相沉积法制备丝状或颗粒状的纳米硫，该法在高温、惰性气体保护下利 用多孔阻隔层将单质硫分散而获得纳米态硫粒子；2、软化学法，与气相法相 比，其实验条件温和，制备方法简单上海大学丁亚平等采用超声溶剂转化法 制备线状纳米硫，该法在超声条件下用有机溶剂溶解单质硫，加入极性溶剂水 改变体系的极性使纳米硫析出；Igor Bezverkhyy等将单质硫与硫代钼酸铵((NH4)2Mo2S12， 2H20)溶解混合于丙酮中，经过滤后制备得到含钼的纳米硫微管； 吉林大学郭义明等将硫粉溶解于硫化钠中，采用甲酸做沉淀剂、聚乙二醇-400 为分散剂，在常温、常压、在液相中合成并沉淀析出硫纳米粒子。以上的制备方法均获得纳米硫粉体(固相)。而液相微粒结构复杂、比表 面能高且常带有电荷，液相中纳米粒子的高表面能决定了其热力学不稳定性(活泼性)，从而使液相中的纳米粒子趋向于聚合成大颗粒而沉淀析出固态粒 子，因此液相中纳米粒子的保存成为不易攻克的技术难关；但由于液相纳米粒 子具有许多新奇的物理和化学特性，同时液相状态的纳米粒子均匀分散体系即 纳米溶胶有利于多种剂型开发，如口服、喷雾、注射剂、乳剂、霜剂等，从而 大大拓展了应用范围。这使得在食品、医药领域中，液相纳米体系更具优势， 也更为引人关注。 发明内容本发明要解决的技术问题是克服液相纳米单质硫稳定保存的技术难关以 及固态硫在应用上的缺点和不足，提供一种液相含硫氨基酸偶合的纳米单质硫尤其是由活性分子偶合的纳米单质硫的液相均匀分散体系(溶胶)的制备方法。 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种活性小分子偶合的纳米单质硫溶胶的制备方法，其特征在于包括以下 步骤在超声波或搅拌处理条件下，往硫的乙醇饱和溶液或没食子酸一硫的乙 醇饱和溶液中加入含硫氨基酸水溶液，使硫分散于水—乙醇中，过滤后所得的 滤液即为所述的活性小分子偶合的纳米单质硫溶胶。所述硫的乙醇饱和溶液由以下方法制得将升华硫溶解于无水乙醇中，用 超声波处理溶液，形成均匀的饱和溶液，然后过滤获得澄清溶液即可。所述没食子酸一硫的乙醇饱和溶液由以下方法制得将升华硫和没食子酸 溶解于无水乙醇中，用超声波处理溶液，形成均匀的饱和溶液，然后过滤获得 澄清溶液即可。所述没食子酸包括没食子酸或焦性没食子酸。所述含硫氨基酸水溶液中含硫氨基酸的浓度为0.01 0. 10 mol L—、所 加入的含硫氨基酸水溶液的量为每20毫升硫的乙醇饱和溶液或没食子酸一 硫的乙醇饱和溶液中，加入5 50毫升含硫氨基酸水溶液。所述含硫氨基酸为胱氨酸、半胱氨酸或蛋氨酸中的一种或几种混合物。所述含硫氨基酸为单一 的含硫氨基酸。所述的活性小分子是指含硫氨基酸和没食子酸(或焦性没食子酸)，它们 的作用是分散剂、表面修饰剂和生物活性剂。
与现有技术相比，本发明具有以下优点(1) 本发明的制备方法中加入的含硫氨基酸和没食子酸(或焦性没食子 酸)可以在液相中与纳米单质硫偶合并对其粒径和形貌进行调控，同时又起稳 定作用，从而可获得不同的形貌如球状、网状等形貌的由活性小分子偶合的纳 米单质硫的均匀的液相分散体系。(2) 本发明所制得的活性小分子偶合的纳米单质硫，这种偶合物可以发 挥氨基酸、没食子酸等与纳米硫的协同作用，使其具有更丰富的生物活性和更 强的保健功效。(3) 本发明所制得的活性小分子偶合的纳米单质硫由于是液相中均匀分 散体系即以溶胶的形式保存，有利于多种剂型开发，如口服、喷雾、乳剂、霜 剂等，从而大大拓展了应用范围。
图1是TECNAI-10型透射电子显微镜(Philips)下所观测到的实施例2 所得的液相活性小分子偶合的纳米单质硫的形貌图。图2是TECNAI-10型透射电子显微镜(Philips)下所观测到的实施例3 所得的液相活性小分子偶合的纳米单质硫的形貌图。图3是TECNAI-10型透射电子显微镜(Philips)下所观测到的实施例4 所得的液相活性小分子偶合的纳米单质硫的形貌图。图4是TECNAI-10型透射电子显微镜(Philips)下所观测到的实施例5 所得的液相活性小分子偶合的纳米单质硫的形貌图。图5为实施例2的液相活性小分子偶合的纳米单质硫的粒径范围图。
具体实施方式
以下结合本发明的实施例进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不仅 限于此。实施例1一种活性小分子偶合的纳米单质硫溶胶的制备方法，包括以下步骤在超 声波处理条件下，往硫的乙醇饱和溶液中加入含硫氨基酸水溶液，使硫分散于 水一乙醇中，过滤后所得的滤液即为所述的活性小分子偶合的纳米单质硫。所 述活性小分子为含硫氨基酸。所述硫的乙醇饱和溶液由以下方法制得将升华硫溶解于无水乙醇中，用 超声波处理溶液，形成均匀的饱和溶液，然后过滤获得澄清溶液即可。所述含硫氨基酸水溶液中含硫氨基酸的浓度为0. 01 0. 10 mol L"。所述含硫氨基酸为胱氨酸、半胱氨酸或蛋氨酸中的一种或几种混合物。 所述含硫氨基酸为单一的含硫氨基酸。实施例2取0. 5g升华硫加入到100ml乙醇中，超声波处理30min后，马上过滤得 到澄清溶液。取20ml的澄清溶液，保持超声波处理，以约30滴每分钟的速度 滴加入10ml浓度为0. 10 mol *L—i含硫氨基酸水溶液，使硫分散于水一乙醇中， 过滤，所得的滤液即为活性小分子偶合的纳米单质硫溶胶。所述的活性小分子为胱氨酸。实施例3取0. 5g升华硫加入到100ml乙醇中，超声波处理30min后，马上过滤得 到澄清溶液。取20ml的澄清溶液，保持超声波处理，以约20滴每分钟的速度 滴加入20ml浓度为0. 01 mol *L—t含硫氨基酸水溶液，使硫分散于水一乙醇中， 过滤，所得的滤液即为活性小分子偶合的纳米单质硫溶胶。所述活性小分子为 半胱氨酸。实施例4取0. 5g升华硫加入到lOOml乙醇中，超声波处理30min后，马上过滤得 到澄清溶液。取20ml的澄清溶液，保持超声波处理，以约40滴每分钟的速度 滴加入15ml浓度为0. 05 mol *L—i含硫氨基酸水溶液，使硫分散于水一乙醇中， 过滤，所得的滤液即为活性小分子偶合的纳米单质硫溶胶。所述活性小分子为 半胱氨酸与蛋氨酸的混合物(半胱氨酸与蛋氨酸可以任意比例混合)。实施例5取0.5g升华硫、0.2g没食子酸加入到lOOml无水乙醇中，超声波处理 30min后，马上过滤得到澄清溶液。取20ml的澄清溶液，在保持搅拌条件下， 以约25滴每分钟的速度滴加入10ml浓度为0. 01 mol 1/i含硫氨基酸水溶液， 使硫分散于水一乙醇中，过滤，所得的滤液即为活性小分子偶合的纳米单质硫 溶胶。所述活性小分子为胱氨酸。对实施例2 5所得的液相活性小分子偶合的纳米单质硫进行观察，图1、 图2、图3和图4是TECNAI-10型透射电子显微镜(Philips)下所观测到的 实施例2 5所得的活性小分子偶合的纳米单质硫的形貌图。从图1 4可以看 出本发明所得的活性小分子偶合的纳米单质硫可呈现球状、网状等形貌。图5为实施例2的活性小分子偶合的纳米单质硫的粒径范围图。由图5 可以看出，本发明的活性小分子偶合的纳米单质硫的粒径范围在87 122nm 之间。
权利要求
1、一种活性小分子偶合的纳米单质硫溶胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤在超声波或搅拌处理条件下，往硫的乙醇饱和溶液或没食子酸-硫的乙醇饱和溶液中加入含硫氨基酸水溶液，使硫分散于水-乙醇中，过滤后所得的滤液即为所述的活性小分子偶合的纳米单质硫溶胶。
2、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于 所述硫的乙醇饱和溶液由以下方法制得将升华硫溶解于无水乙醇中，用超声波处理溶液，形成均匀的饱和溶液，然后过滤获得澄清 溶液即可。
3 、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述没食子 酸包括没食子酸或焦性没食子酸。
4 、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述没食子 酸一硫的乙醇饱和溶液由以下方法制得将升华硫和没食子酸溶解于 无水乙醇中，用超声波处理溶液，形成均匀的饱和溶液，然后过滤获 得澄清溶液即可。
5、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述含硫氨基酸水溶液中含硫氨基酸的浓度为0. 01 0. 10 mol L—、
6、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述含硫氨基酸为胱氨酸、半胱氨酸或蛋氨酸中的一种或几种混合物。
7、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述活性小分子为含硫氨基酸、没食子酸或焦性没食子酸。
8、 权利要求1 7任意一项所述制备方法制得的活性小分子偶合的纳米单质硫溶胶。
全文摘要
本发明提供一种液相活性小分子偶合的纳米单质硫及其制备方法。所述制备方法包括如下步骤在超声波或搅拌处理条件下，往硫的乙醇饱和溶液或没食子酸-硫的乙醇饱和溶液中加入含硫氨基酸的水溶液，使硫分散于水-乙醇中，过滤后所得的滤液即为所述的液相活性小分子偶合的纳米单质硫。本发明所制得的液相活性小分子偶合的纳米单质硫可以发挥氨基酸等与纳米硫的协同作用，并具有剂型开发和深度加工等方面的优势。
文档编号C01B17/02GK101214929SQ20071003281
公开日2008年7月9日 申请日期2007年12月26日 优先权日2007年12月26日
发明者燕 白, 谢新媛, 郑文杰 申请人:暨南大学