聚乙二醇/葡聚糖雙水相體系乳液穩定劑及其制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及精細化工，尤其是雙水相乳液穩定劑制備領域。
【背景技術】
[0002]傳統的乳液制備過程需要添加大量的表面活性劑和有機溶劑，因此在乳液產品發揮功能時，會有大量的表面活性劑和有機溶劑被排入環境，造成環境的污染。許多產業開始呼吁溶解時間短、使用方便、綠色環保的新型乳液的出現，水包水乳液的出現則解決了上述難題，水包水乳液制備過程不需添加任何有機溶劑，且具有溶解分散性好，使用方便、綠色環保以及生物相容性高等優點。然而，水包水乳液具有成乳難、穩定性差等缺點，因此很難大規模的應用于工業中。
[0003]針對以上問題，國內外有許多研究學者對此進行了探索，目前有研究報道高溫變性蛋白質顆粒、三嵌段高分子共聚物能有效地穩定水包水乳液。然而，用于穩定雙水相乳液的蛋白質顆粒不是天然蛋白質，而是通過加熱蛋白質溶液制得的，蛋白質顆粒已變性，失去了其生物活性；用于穩定雙水相乳液的三嵌段共聚物是由三種不同的聚合物共聚生成的，三嵌段共聚物生產成本高，制備過程較為復雜，且嵌段中不含有生物活性物質。由于該領域研究正處于起步階段，穩定雙水相乳液的方法過少、應用范圍狹隘、且能賦予雙水相乳液穩定劑生物活性的產品還未見報道，因此市場急需一種新型的雙水相乳液乳化劑，它既能穩定水包水乳液，又能擴大水包水乳液在負載生物活性物質方面的應用。蛋白高分子共聚物乳化劑，憑借其與生倶來的綠色環保和生物活性必將使水包水乳液在藥物可控釋放、食品、化妝品等產業中具有更為廣闊的前景。
【發明內容】
[0004]鑒于現有技術的以上不足，本發明旨在設計一種用于能有效穩定且能拓寬雙水相乳液應用范圍的乳液穩定劑，使之克服現有技術的以上不足。
[0005]本發明的目的通過如下方案來實現。
[0006]聚乙二醇/葡聚糖雙水相體系乳液穩定劑制備方法，通過使蛋白質上的氨基與聚乙二醇衍生物上的醛基發生反應得到目標產物，其具體步驟包含:
[0007]I)將蛋白質晶體加入到一定量的去離子水中，攪拌至完全溶解得到蛋白質水溶液，其中蛋白質:去離子水的質量比為1:200 ;將甲氧基聚乙二醇醛mPEG-CHO加入到蛋白質水溶液中，充分攪拌至溶解；其中蛋白質:mPEG-CH0的摩爾比為1:10?1:13 ;
[0008]2)向I)所得溶液中加入適量的稀鹽酸溶液以調節pH值略高于蛋白質等電點，在O?4oC下恒溫反應20h ;待反應完成后，于O?4oC下以轉速15000rpm離心lOmin，取沉淀于35?40oC下烘干24h，即得目標雙水相乳液穩定劑。
[0009]本發明的目的還在于提供一種聚乙二醇/葡聚糖雙水相體系乳液穩定劑，在較寬的范圍中實現雙水相乳液的穩定，采用如上所述方法制得。在較寬范圍的濃度比和體積比的聚乙二醇/葡聚糖雙水相體系下，加入質量濃度為0.1%?I %的本發明雙水相乳液穩定劑后進行乳化，雙水相乳液可穩定一周以上。
[0010]用于穩定雙水相乳液的穩定劑是一種蛋白質高分子共聚物，其微觀形貌是直徑為500nm左右的顆粒狀物質，該蛋白質高分子共聚物吸附在聚乙二醇/葡聚糖兩相間的界面上，通過減小聚乙二醇/葡聚糖兩相間界面張力，達到穩定雙水相乳液的效果。
[0011]采用本發明的方法，制備工藝簡單，所需設備少，反應易于控制，副反應少，成功率高，為穩定雙水相乳液提供了一種快速、高效的方法。且其制備過程中反應條件溫和，較大程度上保留了生物活性材料的活性。由于雙水相乳液穩定劑中含有生物活性材料，可用于雙水相乳液液滴中的生化反應，如應用于檢測酶的微型化液滴生物反應器，使其快速、靈敏地完成檢測分離任務。也可實現雙水相乳液負載生物活性物質，在食品、化妝品、制藥工程領域頗具應用前景。
【具體實施方式】
[0012]下面對本發明的實施作進一步的描述。但是應該強調的是，下面的實施方式只是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及應用。工藝步驟中所涉及化學原料與試劑均為常規市售工業純。
[0013]實施例一
[0014](a)制備雙水相乳液穩定劑
[0015]①、電子天平稱取40mg的牛血清白蛋白，量筒量取1mL的去離子水，將其混合于含攪拌子的25mL燒杯中，使用磁力攪拌器以500rpm攪拌，使其充分溶解；
[0016]②、電子天平稱取稱取40mg的mPEG-CHO，將其加入步驟①中的燒杯中，使用磁力攪拌器繼續以500rpm攪拌，使其充分溶解；
[0017]③、量筒量取8.3mL的12mol/L濃鹽酸，轉移至500mL容量瓶中，加去離子水稀釋至刻度得到0.2mol/L的鹽酸溶液。
[0018]④、向上述燒杯中加入I滴0.2mol/L的鹽酸溶液，用保鮮膜將燒杯密封起來，在恒溫O?4°C下讓其充分反應20h。
[0019]⑤、把保鮮膜去掉，然后將燒杯里的溶液轉移到一個干凈的離心管中，再取一個干凈的離心管，量取一定量的去離子水倒入其中，使2個離心管的重量差不超過±0.lg，將2個離心管放入高速冷凍離心機中，以15000rpm常溫高速離心1min ；
[0020]⑥、取出離心管，倒掉部分上清液，將離心管中其余部分轉至25ml的燒杯中，將燒杯置于35°C的烘箱中烘干24h，得到雙水相乳液穩定劑產品。
[0021](b)制備雙水相乳液
[0022]①、用電子天平稱取1.7g的聚乙二醇(分子量8000)，將其加入于燒杯中，量筒分別量取16.7mL去離子水，加入于上述燒杯中，磁力攪拌器以500rpm攪拌，直至溶液澄清透明；
[0023]②、電子天平稱取1.6g的葡聚糖(分子量500000)，將其加入于上述燒杯中，磁力攪拌器繼續攪拌，直至葡聚糖充分溶解；
[0024]③、將上述燒杯中的溶液倒入20mL的螺口玻璃瓶中，使用漩渦混合器使其充分混勾，靜置分相，得到C聚乙二醇:C葡聚糖(質莖百分比)=8.5:8的雙水相。
[0025]④、將上述螺口玻璃瓶中加入(a)步驟制備的雙水相乳液穩定劑，其中雙水相乳液穩定劑的質量百分比濃度為0.5%，用手提式高速分散器以21000rpm乳化雙水相溶液，乳化Imin得到穩定的雙水相乳液，穩定時間可持續一周。
[0026]本發明獲得的雙水相乳液穩定劑穩定效果較好，在雙水相體系加入一定質量濃度的雙水相乳液穩定劑后，獲得的雙水相乳液穩定時間可持續一周以上；雙水相乳液穩定劑中含有生物活性物質，且制備過程條件溫和，很大程度上保留了生物活性物質的活性，這在生化工程等方面具有重要意義。這項研究成果在化妝品行業、食品行業、藥物可控釋放以及生化工程等領域具有極為廣闊的應用前景。
【主權項】
1.聚乙二醇/葡聚糖雙水相體系乳液穩定劑制備方法，通過使蛋白質上的氨基與聚乙二醇衍生物上的醛基發生反應得到目標產物，其具體步驟包含: 1)將蛋白質晶體加入到一定量的去離子水中，攪拌至完全溶解得到蛋白質水溶液，其中蛋白質:去離子水的質量比為1:200 ;將甲氧基聚乙二醇醛mPEG-CHO加入到蛋白質水溶液中，充分攪拌至溶解；其中蛋白質:mPEG-CH0的摩爾比為1:10?1:13 ; 2)向I)所得溶液中加入適量的稀鹽酸溶液以調節pH值略高于蛋白質等電點，在O?4°C下恒溫反應20h ;待反應完成后，于O?4°C下以轉速15000rpm離心lOmin，取沉淀于35?40°C下烘干24h，即得目標雙水相乳液穩定劑。2.—種聚乙二醇/葡聚糖雙水相體系乳液穩定劑，在較寬的范圍中實現雙水相乳液的穩定，其特征在于，采用權利要求1所述方法制得。
【專利摘要】本發明公開了聚乙二醇/葡聚糖雙水相體系乳液穩定劑及其制備方法，將mPEG-CHO(甲氧基聚乙二醇醛)加入到蛋白質水溶液中，充分攪拌至溶解，其中蛋白質:mPEG-CHO＝1:10～1:13(摩爾比)。然后在上述水溶液中加入一定量的稀鹽酸以調節pH值略高于蛋白質等電點，恒溫0～4℃下充分反應20h后，經沉淀、烘干后即得目標產品。本發明方法簡便，制備條件溫和，易于控制、副反應少。發明產品由于其表面與聚乙二醇和葡聚糖兩相均具有適中的浸潤性，因而吸附在兩相界面上并通過改變界面張力達到穩定雙水相乳液的效果，且較大程度上保留了蛋白質的生物活性，可實現雙水相乳液負載生物活性物質，在食品、化妝品、藥物可控釋放領域具有良好的應用前景。
【IPC分類】C08H1/02, C08L71/00, C08L5/02, C08J3/02, C08G81/00, C08G65/00
【公開號】CN105061772
【申請號】CN201510474579
【發明人】孟濤, 薛龍輝, 郭婷, 白瑞雪
【申請人】西南交通大學
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月5日