专利名称：：壳聚糖纳米颗粒的制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种新的制备壳聚糖纳米颗粒的方法，该方法釆用纳米空洞技术，从而简便地得到纯净的壳聚糖纳米颗粒以及纯净的壳聚糖纳米颗粒乳液。
背景技术：
：目前制备壳聚糖纳米颗粒的方法多为化学交联沉降或者油/水反相交联，其中有些方法使用了化学分散剂。也有极少数采用机械研磨得到纯壳聚糖微粒，如中国专利申请CN200410089449.6。另外还有极少数采用超声波空洞技术制备壳聚糖纳米颗粒，如中国专利申请CN200410021761.1，但该申请仍然使用了离子交联剂以及表面活性剂等化学助剂。
发明内容本发明的目的在于提供一种新的制备壳聚糖纳米颗粒的方法，该方法采用纳米空洞技术，从而简便地得到纯净的壳聚糖纳米颗粒以及仅含水和壳聚糖的壳聚糖纳米颗粒分散乳液。为实现上述目的，本发明的制备壳聚糖纳米颗粒乳液的方法包括以下步骤(O将壳聚糖溶于稀酸溶液中，得到壳聚糖溶液；(2)采用碱性溶液使溶液中的壳聚糖快速沉淀；(3)用去离子水清洗沉淀物直至滤液呈中性；(4)对含壳聚糖的去离子水溶液进行超声空洞处理，使其中的沉淀被粉碎成纳米颗粒，从而得到纯净的壳聚糖纳米颗粒乳液。本发明的制备壳聚糖纳米颗粒的方法还包括将上述方法制得的壳聚糖纳米颗粒乳液进行过滤和/或干燥的步骤，从而得到壳聚糖纳米颗粒。本发明还提供了一种制备与其它纳米颗粒共存的壳聚糖纳米颗粒乳液的方法，该方法是在制备壳聚糖纳米颗粒乳液方法的步骤(1)之后，进一步包括将其它纳米颗粒分散于步骤(1)制得的壳聚糖溶液中的步骤。本发明还提供一种制备与其它纳米颗粒共存的壳聚糖纳米颗粒的方法，该方法包括将上述制得的与其它纳米颗粒共存的壳聚糖纳米颗粒乳液进行过滤和/或干燥的步骤。本发明进一步提供一种制备与水溶性物质共存的壳聚糖纳米颗粒乳液的方法，该方法是在制备壳聚糖纳米颗粒乳液方法的步骤(1)之后，进一步包括将水溶性物质溶解于步骤(1)制得的壳聚糖溶液中的步骤，从而得到具有一定缓释效果的含壳聚糖纳米颗粒乳液。本发明还提供一种制备与水溶性物质共存的壳聚糖纳米颗粒的方法，该方法包括将上述制得的与水溶性物质共存的壳聚糖纳米颗粒乳液进行过滤和/或干燥的步骤。本发明还提供了一种制备与过渡金属氧化物共存的壳聚糖纳米颗粒乳液的方法，该方法是在制备壳聚糖纳米颗粒乳液方法的步骤(1)之后，还包括步骤将过渡金属无机盐溶解于步骤1制得的壳聚糖溶液中，机械搅拌至壳聚糖分子和过渡金属离子鳌合，然后进行以下步骤。所述过渡金属氧化物可以包括，但不限于如氧化银。本方法可使用可溶性的过渡金属无机盐，如硝酸银、氯铂酸，HAuCU等，利用壳聚糖对过渡金属无机盐中的过渡金属离子的还原能力，在搅拌过程中直接生成纳米尺寸的过渡金属氧化物颗粒，最终得到壳聚糖纳米颗粒包夹过渡金属氧化物纳米颗粒的的复合纳米颗粒。本发明进一步提供一种制备与过渡金属氧化物共存的壳聚糖纳米颗粒的方法，该方法包括将上述制得的与过渡金属氧化物共存的壳聚糖纳米颗粒乳液进行过滤和/或干燥的步骤。本发明还提供了由上述任意一种方法所制得的纳米颗粒。具体实施方式以下结合具体实施方式和实施例对本发明所述的制备壳聚糖纳米颗粒乳液的方法进行详细描述。所述实施例仅用于示例性说明，不应理解为本发明仅限于此。本发明所述的制备壳聚糖纳米颗粒乳液的方法可包括-(1)在机械搅拌下将0.5-5克壳聚糖固体溶于100-500毫升0.3-1%的醋酸溶液；(2)在快速机械搅拌(如大于300rpm)下用浓氨水(25g/100ml)调节上述壳聚糖溶液的pH值至大于11(每分钟5毫升)，得到白色壳聚糖沉淀，并在室温下陈化0.5-1小时；(3)减压过滤所得壳聚糖沉淀，用去离子水反复淋洗白色壳聚糖沉淀，直至滤液为中性；(4)再将抽干的壳聚糖沉淀转入锥形瓶中，并添加去离子水至总体积为100-500毫升；将锥形瓶置于冰水浴中。将超声波细胞粉碎器的探头放入锥形瓶中，直至探头顶端处于液面下0.5-2厘米的位置；根据所需纳米颗粒的大小，选择适当的输出功率和超声时间进行超声粉碎，即得到纯净的壳聚糖纳米粒子乳液。纳米颗粒的尺寸主要由超声的实际功率(输出功率和实际处理体积)和壳聚糖本身性质(诸如分子量，结晶度等)决定，一定范围内实际功率越大，壳聚糖结晶度越小，颗粒尺寸越小；而颗粒的尺寸分布主要由超声的时间决定，一定范围内超声时间越长分布越集中。为得到壳聚糖纳米颗粒，可将上述得到的壳聚糖纳米颗粒乳液采用已知适宜的方法进行过滤和/或干燥，适宜的方法包括但不仅限于如冷冻干燥、高速离心、喷雾干燥等。实施例1在机械搅拌下将0.3克壳聚糖(脱乙酰度95%，分子量100000)固体溶于100毫升0.3%的醋酸溶液；在快速机械搅拌(大于500rpm)下用浓氨水(25%)(或氢氧化钠，或氢氧化钾，3—5g/100ml水)调节上述壳聚糖溶液的pH值至大于11(每分钟5毫升)，得到白色壳聚糖沉淀，并在室温下陈化2小时；减压过滤所得壳聚糖沉淀，用去离子水反复淋洗该白色壳聚糖沉淀，直至滤液为中性；再将抽干之壳聚糖沉淀转入IOO毫升锥形瓶中，并添加去离子水至总体积为100毫升，置于冰水浴中。将超声波细胞粉碎器，如SonicsVCX130(Sonics&Materials,Inc.)的6毫米探头深入液面下0.5厘米处。在输出功率25W下，选择不同的超声时间，得到不同粒径的纳米颗粒。超声时间与颗粒尺寸的关系如表1所示(壳聚糖粘均分子量1.2x106Da，脱乙酰度63%)。表1超声时间与颗粒尺寸的关系<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>为了研究超声输出功率与颗粒尺寸的关系，在超声空洞处理中，固定超声时间为20分钟，选择不同的超声输出功率，可获得不同的粒径颗粒，输出功率与纳米颗粒的粒径关系如表2所示(壳聚糖粘均分子量1.0x106Da，脱乙酰度56%)。表2输出功率与颗粒尺寸的关系<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例2在机械搅拌下将0.3克壳聚糖(脱乙酰度95%，分子量100000)固体溶于100毫升0.3%的醋酸溶液；在机械搅拌下(300rpm)，将5毫升5%的硝酸银水溶液快速滴加到上述壳聚糖溶液中。继续搅拌4小时至溶液微红，快速加入5%的氢氧化钠(或氢氧化钾)溶液，得到沉淀。减压过滤所得壳聚糖沉淀，用去离子水反复淋洗该棕褐色沉淀，直至滤液为中性；再将抽干的壳聚糖沉淀转入IOO毫升锥形瓶中，并添加去离子水至总体积为100毫升，置于冰水浴中。将超声波细胞粉碎器，如SonicsVCX130(Sonics&Materials,Inc.)的6毫米探头深入液面下0.5厘米处。在输出功率25W下，超声处理20分钟，得到与纳米氧化银共存的壳聚糖纳米颗粒乳液，其中氧化银颗粒和壳聚糖颗粒的混合物粒径大约为300纳米。本实施例举例说明了制备与过渡金属氧化物共存的壳聚糖纳米颗粒乳液的方法，该方法主要是利用壳聚糖对过渡金属离子的还原能力，在壳聚糖溶液中将过渡金属离子还原生长成一定尺寸的纳米晶体，再通过碱处理，在沉淀壳聚糖的同时将生成的过渡金属纳米晶体氧化使其停止增长。最后经过超声处理得到乳液。实施例3在机械搅拌下将0.3克壳聚糖(脱乙酰度95%，分子量100000)固体溶于100毫升0.3%的醋酸溶液；在机械搅拌下(300rpm)，将0.05克二氧化钛纳米颗粒(粒径大约为20纳米)加到上述壳聚糖溶液中，继续搅拌4小时至二氧化钛较好地分散在该壳聚糖溶液中，快速加入氢氧化钠或氢氧化钾溶液(5g/100ml水)，得到白色沉淀。减压过滤所得壳聚糖沉淀，用去离子水反复淋洗该白色壳聚糖沉淀，直至滤液为中性；再将抽干的壳聚糖沉淀转入IOO毫升锥形瓶中，并添加去离子水至总体积为100毫升，置于冰水浴中。将超声波细胞粉碎器，如SonicsVCX130(Sonics&Materials,Inc.)的6毫米探头深入液面下0.5厘米处。在输出功率25W下，超声处理20分钟，得到与二氧化钛纳米颗粒共存的壳聚糖纳米颗粒乳液，其中二氧化钛纳米颗粒和壳聚糖颗粒的混合物粒径大约为300纳米。本实施例举例说明了制备与其它纳米颗粒共存的壳聚糖纳米颗粒乳液的方法，就是把已有的其它纳米颗粒(固态粉末或者酸性水乳液)分散到壳聚糖溶液中，再把壳聚糖沉降，将己有的纳米颗粒包裹在里面。再通过洗涤和超声处理得到乳液。实施例4在机械搅拌下将0.3克壳聚糖(脱乙酰度95%，分子量100000)固体溶于100毫升0.3%的醋酸溶液；在机械搅拌下(300rpm)，将0.05克维生素C粉末加到上述壳聚糖溶液中，继续搅拌至维生素C完全溶解在该壳聚糖溶液中，快速加入5%的氢氧化钠(或氢氧化钾)溶液，得到白色沉淀。减压过滤所得壳聚糖沉淀，用去离子水反复淋洗该白色壳聚糖沉淀，直至滤液为中性；再将抽干的壳聚糖沉淀转入IOO毫升锥形瓶中，并添加去离子水至总体积为100毫升，置于冰水浴中。将超声波细胞粉碎器，如SonicsVCX130(Sonics&Materials,Inc.)的6毫米探头深入液面下0.5厘米处。在输出功率25W下，超声处理20分钟，得到纳米颗粒乳液，其中含有维生素C的壳聚糖颗粒的粒径大约为300纳米。一种制备与水溶性物质共存的壳聚糖纳米颗粒乳液的方法，就是将水溶性的物质分散溶解于壳聚糖溶液中，再将壳聚糖沉降。最后通过洗涤超声得到乳液。权利要求1.一种制备壳聚糖纳米颗粒乳液的方法，其包括以下步骤(1)将壳聚糖溶于稀酸溶液中，得到壳聚糖溶液；(2)采用碱性溶液使壳聚糖溶液中的壳聚糖快速沉淀；(3)用去离子水清洗沉淀直至呈中性；(4)对含壳聚糖的去离子水溶液进行超声空洞处理，使其中的沉淀被粉碎成纳米颗粒，从而得到纯净的壳聚糖纳米颗粒乳液。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(1)中的稀酸溶液为醋酸溶液；步骤(2)是在大于300rpm的快速机械搅拌下，用碱性溶液调节壳聚糖溶液的pH值大于11，从而得到白色壳聚糖沉淀；其中所述碱性溶液为氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；步骤(4)是使含壳聚糖的去离子水溶液处于冰水浴中，超声波细胞粉碎器的探头顶端置于去离子水溶液液面下0.5-2厘米处的条件下进行的。3.—种制备壳聚糖纳米颗粒的方法，其包括将权利要求1所得到的壳聚糖纳米颗粒乳液进行过滤的步骤。4.一种制备与其它纳米颗粒共存的壳聚糖纳米颗粒乳液的方法，其中，所述方法是在权利要求1所述的方法的步骤(1)之后，还包括将其它纳米颗粒分散于步骤1制得的壳聚糖溶液中的步骤。5.—种制备与其它纳米颗粒共存的壳聚糖纳米颗粒的方法，其进一步包括将所制得的与其它纳米颗粒共存的壳聚糖纳米颗粒乳液进行过滤的步骤。6.—种制备与水溶性物质共存的壳聚糖纳米颗粒乳液的方法，其中，所述方法是在权利要求1所述的方法的步骤(1)之后，还包括将水溶性物质溶解于步骤l制得的壳聚糖溶液中的步骤。7.—种制备与水溶性物质共存的壳聚糖纳米颗粒的方法，其进一步包括将所制得的与水溶性物质共存的壳聚糖纳米颗粒乳液进行过滤的步骤。8.—种制备与过渡金属氧化物共存的壳聚糖纳米颗粒乳液的方法，其中所述方法是在权利要求1所述的方法的步骤(1)之后，还包括以下步骤将过渡金属的无机盐溶解于步骤1制得的壳聚糖溶液中，机械搅拌至壳聚糖分子和过渡金属离子鳌合。9.一种制备与过渡金属氧化物共存的壳聚糖纳米颗粒的方法，其进一步包括将所制得的与过渡金属氧化物共存的壳聚糖纳米颗粒乳液进行过滤的步骤。10.上述任意一项权利要求所述的方法所制得的纳米颗粒。全文摘要本发明涉及一种新的制备壳聚糖纳米颗粒的方法，该方法采用纳米空洞技术，从而简便地得到纯净的壳聚糖纳米颗粒以及纯净的壳聚糖纳米颗粒乳液。文档编号C08J3/14GK101153081SQ20061013960公开日2008年4月2日申请日期2006年9月26日优先权日2006年9月26日发明者司徒丘山,胡志刚申请人:香港理工大学