一种具有pH响应性的纳米粒子组装体及其制备方法

一种具有ph响应性的纳米粒子组装体及其制备方法
技术领域
1.本发明属于纳米材料技术领域，涉及舒更葡糖钠和壳聚糖纳米粒子组装体的制备及表征，该组装体能够对ph具有一定的响应性。


背景技术：

2.环糊精与壳聚糖构建的纳米粒子具有独特的结构以及优异的生物化学性能，近年来在国内外引起了广泛关注，不难发现，目前报道的环糊精/壳聚糖纳米载体大都是基于共价策略而构筑的，主要是通过壳聚糖c-2位伯胺基团或c-6位伯醇基团这些反应位点，将环糊精共价连接到壳聚糖上，形成分子载体。这种载体既具有环糊精的包结性能和传输特性，又具有组装体基质的控释能力。但是共价策略仍存在一些局限性，如分子设计复杂，往往用到有毒溶剂，合成耗时久、成本高、分离难，共价连接可能改变响应基团活性等等。而通过非共价键作用恰好弥补了共价策略的不足。
3.舒更葡糖钠是修饰的羧酸化γ-环糊精，学名为6-全脱氧-6-全(2-羧基乙基)硫代-γ-环糊精钠盐，分子式：c
72h104o48
s8na8；分子量：2178.006，是由8个相邻的葡萄糖分子构成的环状分子结构，有亲脂性内腔和亲水性表面，带有8个负电荷。壳聚糖是自然界中含量第二高的多糖聚合物，具有无毒、生物相容性好、可生物降解、价格低廉等良好特性，其在酸性条件下带正电荷，而碱性条件下则脱掉正电荷显示中性。因此舒更葡糖钠能够在酸性条件下与带正电荷的壳聚糖通过静电相互作用构筑形成组装体，而在碱性条件下，上述组装体由于舒更葡糖钠和壳聚糖之间的静电相互作用不复存在则发生解聚。


技术实现要素：

4.本发明目的是提供一种ph响应性纳米粒子组装体的制备方法，该组装体通过静电相互作用利用舒更葡糖钠和壳聚糖构建，对酸碱度有良好的响应性。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种ph响应性的纳米粒子组装体，构筑单元是舒更葡糖钠和脱乙酰度为95％的壳聚糖，是通过静电相互作用构建而成，舒更葡糖钠的组分含量是14.04％-52.13％，壳聚糖组分含量是47.87％-85.96％。
7.优选的，所述的舒更葡糖钠和壳聚糖的组分含量分别为52.13％、47.87％。
8.一种ph响应性的纳米粒子组装体制备方法，包括以下步骤：
9.1)将脱乙酰度为95％的壳聚糖溶于ph为1的盐酸溶液中，再加水定容制成500μg/ml，再用一定量的氢氧化钠颗粒调节溶液的ph，得到ph为5.3的壳聚糖母液。
10.2)将舒更葡糖钠用ph为5.3的蒸馏水溶解制成1
×
10-3
mol/l的舒更葡糖钠母液。
11.3)将1mol/l盐酸溶液滴入水中调节溶液ph至5.3。
12.4)取一定量调节好ph值的壳聚糖和舒更葡糖钠母液混合，再加入ph等于5.3的蒸馏水定容至舒更葡糖钠的浓度为3
×
10-6
mol/l，壳聚糖的浓度为6μg/ml，得到ph值为5.3的具有ph响应性的纳米粒子组装体溶液。
13.制备的组装体对ph具有响应性，过调整溶液的ph至碱性使组装体解聚，再将溶液调回酸性时，组装体又重新形成，具有良好的往复循环性。
14.通过静电相互作用利用舒更葡糖钠与壳聚糖构建纳米粒子组装体具有如下有益效果：
15.(1)能够有效的简化制备过程中复杂的化学合成以及繁琐的纯化，并且这种方法对环境的污染较小且成本低廉。
16.(2)静电相互作用的动态及可逆特性赋予了组装体良好的刺激响应性能，不仅可以实现负载分子的有效释放，同时表现出良好的靶向选择性。
17.(3)更贴近于生命体，为其在生物体系的应用奠定了良好基础。
附图说明
18.图1为固定壳聚糖的浓度为20μg/ml时，舒更葡糖钠的临界聚集浓度图；
19.图2为固定舒更葡糖钠浓度为3
×
10-6
mol/l时，壳聚糖的临界聚集浓度图；
20.图3为该纳米粒子组装体的动态光散射图；
21.图4为该纳米粒子组装体的扫描电镜图；
22.图5为该纳米粒子组装体的透射电镜图；
23.图6为该纳米粒子组装体在400nm波长处体系透射率随ph变化的曲线图；
24.图7为该纳米粒子组装体在400nm波长处体系透射率随ph往复调节的曲线图；
25.图8为该纳米粒子组装体ph为10.18时的扫描电镜图；
26.图9为该纳米粒子组装体ph为10.13时的透射电镜图。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明做进一步说明。
28.一种ph响应性的纳米粒子组装体，构筑单元是舒更葡糖钠和脱乙酰度为95％的壳聚糖，是通过静电相互作用构建而成，舒更葡糖钠的组分含量是14.04％-52.13％，壳聚糖组分含量是47.87％-85.96％。
29.具体制备方法，步骤如下：
30.1)先将0.025g脱乙酰度为95％的壳聚糖用3ml ph为1的盐酸溶解，用蒸馏水定容后制成500μg/ml，再用通过加入氢氧化钠调节溶液的ph，最终得到ph为5.3的壳聚糖母液。同时将分子量为2177.97的舒更葡糖钠用ph为5.3的蒸馏水溶解，配制成浓度1
×
10-3
mol/l的舒更葡糖钠母液。其中，ph为5.3的蒸馏水是将适量盐酸滴加至蒸馏水而成。
31.2)将120μl壳聚糖和30μl舒更葡糖钠母液混合，加入9.850ml ph为5.3的蒸馏水，得到10mlph值为5.3的组装体溶液。
32.图1为固定壳聚糖的浓度为20μg/ml，逐渐增加舒更葡糖钠的浓度，测定溶液在400nm处的紫外透过曲线图。可以观察到该紫外透过曲线在舒更葡糖钠的溶度为0.001mm时出现拐点，即舒更葡糖钠的临界聚集浓度(cac)为0.001mm。
33.图2为固定舒更葡糖钠浓度为3
×
10-6
mol/l，逐渐增加壳聚糖的浓度，测定溶液在400nm处的紫外透过曲线图。可以观察到在壳聚糖浓度达到6μg/ml的时候溶液透过率最低，由此可见，在壳聚糖浓度为6μg/ml时，溶液中的舒更葡糖钠-壳聚糖纳米粒子组装体达到最
多。
34.该纳米粒子组装体的粒径和形貌：分别是通过动态光散射，扫描电镜和透射电镜进行表征。
35.图3为舒更葡糖钠和壳聚糖的ph响应性纳米粒子组装体的动态光散射图，图中显示，组装体的平均粒径为196nm。
36.图4为该舒更葡糖钠和壳聚糖的ph响应性纳米粒子组装体的扫描电镜图。
37.图5为舒更葡糖钠和壳聚糖的ph响应性纳米粒子组装体的透射电镜图。
38.该纳米粒子组装体对ph的响应：制备的组装体对ph具有响应性，当溶液的ph为碱性时，组装体解聚；当溶液的ph重新调至酸性时，组装体又重新形成，具有良好的往复性。
39.图6为舒更葡糖钠和壳聚糖的ph响应性纳米粒子组装体在400nm波长处体系透射率随ph变化的曲线图。由图可见，该组装体在ph为5.3时，溶液的透过率最低，随着溶液的ph增加，透过率不断上升。对此现象的解释为组装体逐渐解聚；当体系的ph逐渐由碱性调回酸性时，透过率出现了不断下降的趋势，意味着在溶液的ph由碱变酸的过程中，组装体又重新生成。
40.图7为该纳米粒子组装体在400nm波长处体系透射率随ph往复调节的曲线图，由图可见，该组装体的溶液在酸性的条件下透过率较低，在碱性的条件下透过率升高，意味着在碱性条件下组装体发生了解聚，当溶液重新调至酸性时透过率重新下降，如此往复循环，该组装体具有良好的ph往复循环性。
41.图8为该纳米粒子组装体ph为10.18时的扫描电镜图，由图可见，当溶液的ph调节至碱性时，可以明显地看出纳米粒子已基本完全解聚。
42.图9为该纳米粒子组装体ph为10.13时的透射电镜图，由图可见，当溶液ph调至碱性时纳米粒子已解聚，与扫描电镜实验相对应，可见本发明构建的纳米粒子具有ph响应性。