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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810585024.6 (22)申请日 2018.06.08 (71)申请人 江汉大学 地址 430056 湖北省武汉市沌口经济技术 开发区新江大路8号江汉大学 (72)发明人 彭湘红卞仕龙詹俊彭如洁 (74)专利代理机构 北京三高永信知识产权代理 有限责任公司 11138 代理人 吕耀萍 (51)Int.Cl. C08B 37/08(2006.01) C08J 3/09(2006.01) C08L 5/08(2006.01) (54)发明名称 壳聚糖纳米晶、 其制备方法及。
2、其分散液 (57)摘要 本发明提供一种壳聚糖纳米晶、 其制备方法 及分散液。 所述壳聚糖纳米晶的制备方法简单， 在制备过程中没有引进任何有毒的试剂， 无需特 殊设备， 且所述壳聚糖纳米晶能分散在乙醇等有 机溶剂及其水溶液中形成稳定的分散液。 所述壳 聚糖纳米晶的制备方法， 包括以下步骤： (1)将壳 聚糖溶于摩尔浓度为0.05M以上的有机酸水溶液 中， 得到壳聚糖溶液， 所述壳聚糖在所述壳聚糖 溶液中的质量百分比浓度为0.05-3.0， 所述 有机酸为酒石酸、 苹果酸、 柠檬酸、 草酸、 己二酸、 抗坏血酸或硼酸中的至少一种； (2)使所述壳聚 糖溶液在10-95条件下蒸发结晶； (3)洗涤步。
3、骤 (2)中蒸发结晶所得晶体， 干燥得到壳聚糖纳米 晶。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 109134699 A 2019.01.04 CN 109134699 A 1.一种壳聚糖纳米晶的制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤： (1)将壳聚糖溶于摩尔浓度为0.05M以上的有机酸水溶液中， 得到壳聚糖溶液， 所述壳 聚糖在所述壳聚糖溶液中的质量百分比浓度为0.05-3.0， 所述有机酸为酒石酸、 苹果 酸、 柠檬酸、 草酸、 己二酸、 抗坏血酸或硼酸中的至少一种； (2)使所述壳聚糖溶液在10-95条件下蒸发结晶； (3)洗涤步骤(2)中蒸发结晶所得晶体， 干燥得到壳聚糖纳米晶。 。
4、2.如权利要求1所述的壳聚糖纳米晶的制备方法， 其特征在于， 步骤(3)中先后用乙醇和质量百分比浓度不小于30的乙醇水溶液洗涤步骤(2)中蒸 发结晶所得晶体至洗涤后滤液的pH值为中性。 3.如权利要求1所述的壳聚糖纳米晶的制备方法， 其特征在于， 所述壳聚糖为粉末状或片状。 4.如权利要求1所述的壳聚糖纳米晶的制备方法， 其特征在于， 所述壳聚糖的粘均分子量为5-30万， 脱乙酰度为70-95。 5.权利要求1-4中任一项所述制备方法得到的壳聚糖纳米晶。 6.权利要求5所述壳聚糖纳米晶的分散液， 其特征在于， 其制备步骤为： 将干燥的壳聚糖纳米晶分散于极性溶剂或极性溶剂水溶液中， 得到壳聚糖纳。
5、米晶的分 散液， 所述分散液中壳聚糖纳米晶的质量百分比含量为0.01-1， 所述极性溶剂为乙醇、 甘 油、 N-甲基吡咯烷酮、 聚乙二醇、 二甲基甲酰胺、 二甲基亚砜或异丙醇， 或乙醇与甘油、 N-甲 基吡咯烷酮、 聚乙二醇、 二甲基甲酰胺、 二甲基亚砜或异丙醇中的任意一种的混合溶剂， 所 述混合溶剂中乙醇与甘油、 N-甲基吡咯烷酮、 聚乙二醇、 二甲基甲酰胺、 二甲基亚砜或异丙 醇的体积比为1:9到9:1， 所述聚乙二醇的重均分子量为200-1000， 所述极性溶剂水溶液中 极性溶剂的质量百分比浓度不小于30。 权利要求书 1/1 页 2 CN 109134699 A 2 壳聚糖纳米晶、 其。
6、制备方法及其分散液 技术领域 0001 本发明涉及生物材料的技术领域， 特别涉及一种壳聚糖纳米晶、 其制备方法及其 分散液。 背景技术 0002 壳聚糖是自然界唯一的阳离子氨基多糖， 壳聚糖纳米粒子表面带正电荷， 在医药、 日用化学品和食品行业得到广泛应用。 壳聚糖只能溶解到有机酸的水溶液中， 限制其用途。 通常将壳聚糖进行衍生化制备能溶解或分散在水或有机溶剂的壳聚糖衍生物。 壳聚糖纳米 粒子兼顾壳聚糖和纳米材料的优异性质， 已得到广泛关注， 制备壳聚糖纳米粒子的方法主 要有戊二醛的共价交联法、 三聚磷酸钠的离子沉淀析出法， 壳聚糖与丙烯酸等单体进行接 枝衍生化后再通过戊二醛交联法等。 而且，。
7、 化学交联法需要使用戊二醛等有毒试剂， 离子交 联的沉淀析出为非均相反应， 难于控制纳米粒子的尺寸。 制备壳聚糖纳米粒子的方法还包 括使用超声波或强酸降解大分子壳聚糖， 超声降解需要使用大功率的超声设备， 所得到的 壳聚糖纳米粒子的尺寸也难于控制， 所得的壳聚糖纳米粒子只能分散在水溶液中， 难于分 散在乙醇等有机溶剂中， 限制壳聚糖纳米粒子的应用范围。 0003 在实现本发明的过程中， 本发明人发现现有技术中至少存在以下问题： 制备方法 复杂、 需要引进有毒试剂或者特殊设备， 且所得壳聚糖纳米粒子在有机溶剂中的分散性不 好。 发明内容 0004 鉴于此， 本发明提供一种壳聚糖纳米晶， 制备方法。
8、简单， 在制备过程中没有引进任 何有毒的试剂， 无需特殊设备， 且所述壳聚糖纳米晶能分散在乙醇等有机溶剂及其水溶液 中形成稳定的分散液。 0005 本发明还提供所述壳聚糖纳米晶的制备方法。 0006 本发明还提供所述壳聚糖纳米晶的分散液。 0007 具体而言， 包括以下的技术方案： 0008 根据本发明的第一方面， 本发明提供了一种壳聚糖纳米晶的制备方法， 包括以下 步骤： 0009 (1)将壳聚糖溶于摩尔浓度为0.05M以上的有机酸水溶液中， 得到壳聚糖溶液， 所 述壳聚糖在所述壳聚糖溶液中的质量百分比浓度为0.05-3.0， 所述有机酸为酒石酸、 苹果酸、 柠檬酸、 草酸、 己二酸、 抗坏。
9、血酸或硼酸中的至少一种； 0010 (2)使所述壳聚糖溶液在10-95条件下蒸发结晶； 0011 (3)洗涤步骤(2)中蒸发结晶所得晶体， 干燥得到壳聚糖纳米晶。 0012 步骤(3)通过洗涤除去有机酸， 本领域技术人员可以根据有机酸与壳聚糖的物性 差别， 和/或经试验确定洗涤步骤需要的具体试剂。 优选的， 0013 步骤(3)中先后用乙醇和质量百分比浓度不小于30的乙醇水溶液洗涤步骤(2) 说明书 1/6 页 3 CN 109134699 A 3 中蒸发结晶所得晶体至洗涤后滤液的pH值为中性。 一般， 乙醇洗涤次数为1次， 可以直接将 步骤(2)中蒸发结晶所得晶体分散于乙醇中， 然后过滤即可。
10、。 0014 所述蒸发结晶可在常压或减压条件下进行。 0015 所述干燥通常采用60-110热空气的常压干燥方法。 0016 优选的， 所述壳聚糖为粉末状或片状。 0017 优选的， 所述壳聚糖的粘均分子量为5-30万， 脱乙酰度为70-95(如80、 90)。 0018 根据本发明的第二方面， 本发明提供了所述制备方法得到的壳聚糖纳米晶。 0019 根据本发明的第三方面， 本发明还提供了所述壳聚糖纳米晶的分散液， 其制备步 骤为： 0020 将干燥的壳聚糖纳米晶分散于极性溶剂或极性溶剂水溶液中， 得到壳聚糖纳米晶 的分散液， 所述分散液中壳聚糖纳米晶的质量百分比含量为0.01-1(优选不超过。
11、0.5)， 所述极性溶剂为乙醇、 甘油、 N-甲基吡咯烷酮、 聚乙二醇、 二甲基甲酰胺(DMF)、 二甲基亚砜 (DMSO)或异丙醇， 或乙醇与甘油、 N-甲基吡咯烷酮、 聚乙二醇、 DMF、 DMSO或异丙醇中的任意 一种的混合溶剂， 所述混合溶剂中乙醇与甘油、 N-甲基吡咯烷酮、 聚乙二醇、 DMF、 DMSO或异 丙醇的体积比为1:9到9:1， 所述聚乙二醇的重均分子量为200-1000， 所述极性溶剂水溶液 中极性溶剂的质量百分比浓度不小于30。 0021 本发明所述 “乙醇” ， 除非特别指明， 均指纯度为分析纯或分析纯以上的乙醇。 0022 本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少。
12、包括： 0023 1、 本发明制备方法简单， 在制备过程中没有引进任何有毒的试剂， 也无需特殊设 备； 0024 2、 所得壳聚糖纳米晶可稳定分散于乙醇等有机溶剂及其水溶液， 所得分散液能稳 定存放1-30天不出现分层， 所述稳定存放是指在室温下稳定存放， 不出现分层和/或沉淀。 其中， 当壳聚糖纳米晶分散液的含量较低时， 在极性溶剂中分散液的存放时间较长。 具体 的， 所述壳聚糖纳米晶分散在乙醇或50以上质量百分比浓度的乙醇水溶液中， 其质量百 分比浓度不超过0.5(例如0.3)时， 所得分散液的稳定性较好； 尤其是当制备壳聚糖纳 米晶的过程中采用酒石酸和/或苹果酸作为有机酸， 所得壳聚糖纳。
13、米晶分散在乙醇或50 以上质量百分比浓度的乙醇水溶液中， 其质量百分比浓度不超过为0.5时， 所得分散液的 稳定性均可达到20-30天不沉淀； 所述壳聚糖纳米晶分散在乙醇： 其他极性溶剂1:1的混 合溶剂中， 其质量百分比浓度为0.1-0.5时， 所得分散液均可达到5-10天不沉淀； 在除 乙醇以外其他极性溶剂及质量百分比浓度50以上其他极性溶剂的水溶液中， 其质量百分 比浓度为0.1-0.5时， 所得分散液均可达到1-5天不沉淀。 附图说明 0025 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案， 下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的。
14、一些实施例， 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 的附图。 0026 图1是实施例2所得分散液中壳聚糖纳米晶的扫描电镜照片。 说明书 2/6 页 4 CN 109134699 A 4 具体实施方式 0027 为使本发明的技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图对本发明实施方式作进 一步地详细描述。 0028 (1)将壳聚糖溶于摩尔浓度为0.05M以上的有机酸水溶液中， 得到壳聚糖溶液， 所 述壳聚糖在所述壳聚糖溶液中的质量百分比浓度为0.05-3.0， 所述有机酸为酒石酸、 苹果酸、 柠檬酸、 草酸、 己二酸、 抗坏血酸或硼酸中的至少一种；。
15、 0029 (2)使所述壳聚糖溶液在10-95条件下蒸发结晶； 0030 (3)洗涤步骤(2)中蒸发结晶所得晶体， 干燥得到壳聚糖纳米晶。 0031 步骤(3)通过洗涤除去有机酸， 本领域技术人员可以根据有机酸与壳聚糖的物性 差别， 和/或经试验确定洗涤步骤需要的具体试剂。 优选的， 0032 步骤(3)中先后用乙醇和质量百分比浓度不小于30的乙醇水溶液洗涤步骤(2) 中蒸发结晶所得晶体至洗涤后滤液的pH值为中性(如pH值为7.0)。 一般， 乙醇洗涤次数为1 次， 可以直接将步骤(2)中蒸发结晶所得晶体分散于乙醇中， 然后过滤即可。 0033 所述蒸发结晶可在常压或减压条件下进行。 0034。
16、 优选的， 所述壳聚糖为粉末状或片状。 0035 优选的， 所述壳聚糖的粘均分子量为5-30万， 脱乙酰度为70-95。 0036 根据本发明的第二方面， 本发明提供了所述制备方法得到的壳聚糖纳米晶。 0037 根据本发明的第三方面， 本发明还提供了所述壳聚糖纳米晶的分散液， 其制备步 骤为： 0038 将干燥的壳聚糖纳米晶分散于极性溶剂或极性溶剂水溶液中， 得到壳聚糖纳米晶 的分散液， 所述分散液中壳聚糖纳米晶的质量百分比含量为0.01-1， 所述极性溶剂为乙 醇、 甘油、 N-甲基吡咯烷酮、 聚乙二醇、 DMF、 DMSO或异丙醇， 或乙醇与甘油、 N-甲基吡咯烷酮、 聚乙二醇、 DMF、。
17、 DMSO或异丙醇中的任意一种的混合溶剂， 所述混合溶剂中乙醇与甘油、 N-甲 基吡咯烷酮、 聚乙二醇、 DMF、 DMSO或异丙醇的体积比为1:9到9:1， 所述聚乙二醇的重均分子 量为200-1000， 所述极性溶剂水溶液中极性溶剂的质量百分比浓度不小于30。 0039 实施例中所用到的试剂参数如下表所示。 说明书 3/6 页 5 CN 109134699 A 5 0040 0041 实施例1 0042 粘均分子量为10万、 脱乙酰度为85的壳聚糖溶解到0.05M的酒石酸水溶液中得 到壳聚糖质量百分比浓度为0.05的壳聚糖溶液。 壳聚糖溶液在10条件下进行蒸发结 晶， 所得的晶体首先分散到。
18、乙醇中得到一种悬浮液， 悬浮液过滤后再用质量百分比浓度为 50的乙醇水溶液洗涤多次直至滤液的pH7.0， 滤饼干燥后得到一种白色的壳聚糖纳米 晶粉末。 0043 将壳聚糖纳米晶分散在90的乙醇水溶液中形成分散液(分散液中壳聚糖纳米晶 的质量百分比浓度为0.5)， 所述分散液能稳定存放20天。 0044 实施例2 0045 粘均分子量为30万、 脱乙酰度为80的壳聚糖溶解到饱和的酒石酸水溶液中得到 壳聚糖质量百分比浓度为3的壳聚糖溶液。 壳聚糖溶液在95条件下进行蒸发结晶， 所得 的晶体首先分散到乙醇中， 过滤后再用质量百分比浓度为30的乙醇水溶液洗涤至滤液的 pH7， 滤饼干燥得到一种白色的壳。
19、聚糖纳米晶粉末。 0046 将所得壳聚糖纳米晶分散在质量百分比浓度为50的乙醇水溶液中形成分散液 (分散液中壳聚糖纳米晶的质量百分比浓度为0.5)， 分散液能稳定存放30天。 0047 图1示出了所得壳聚糖纳米晶分散液中壳聚糖纳米晶的扫描电镜照片。 0048 实施例3 0049 粘均分子量为5万、 脱乙酰度为90的壳聚糖溶解到0.1M的苹果酸水溶液中得到 说明书 4/6 页 6 CN 109134699 A 6 壳聚糖质量百分比浓度为0.5的壳聚糖溶液。 壳聚糖溶液在60条件下进行蒸发结晶， 所 得的晶体首先分散到乙醇中， 分散液过滤后再用质量百分比浓度为50的乙醇水溶液洗涤 到滤液的pH7.。
20、0， 滤饼干燥得到一种白色的壳聚糖纳米晶粉末。 0050 将所得壳聚糖纳米晶分散在质量百分比浓度为50的聚乙二醇(分子量为200)的 水溶液中形成分散液(分散液中壳聚糖纳米晶的质量百分比浓度为0.1)， 分散液能稳定 存放3天。 0051 实施例4 0052 粘均分子量为20万、 脱乙酰度为80的壳聚糖溶解到2M的柠檬酸水溶液中得到壳 聚糖质量百分比浓度为2的壳聚糖溶液。 壳聚糖溶液在90条件下进行蒸发结晶， 所得的 晶体首先采用分散到乙醇中， 分散液过滤后再用质量百分比浓度为80的乙醇水溶液洗涤 到滤液的pH7.0得到一种白色的壳聚糖纳米晶粉末。 0053 将所得壳聚糖纳米晶分散在DMF和乙。
21、醇以1:1体积比混合的溶液中形成分散液(分 散液中壳聚糖纳米晶的质量百分比浓度为0.4)， 分散液能稳定存放10天。 0054 实施例5 0055 粘均分子量为10万、 脱乙酰度为80的壳聚糖溶解到1M的草酸水溶液中得到壳聚 糖质量百分比浓度为1的壳聚糖溶液。 壳聚糖溶液在80条件下进行蒸发结晶， 所得的晶 体首先采用分散到乙醇中， 分散液过滤后再用质量百分比浓度为90的乙醇水溶液洗涤到 滤液的pH7.0， 滤饼干燥得到一种白色的壳聚糖纳米晶粉末。 0056 将所得壳聚糖纳米晶分散在乙醇和DMSO以5:1的体积比组成的混合溶剂中形成分 散液(分散液中壳聚糖纳米晶的质量百分比浓度为0.5)， 分。
22、散液能稳定存放10天。 0057 实施例6 0058 1M的酒石酸水溶液和1M硼酸水溶液以体积比为1:1的混合得到酒石酸和硼酸混合 溶液， 粘均分子量为5万、 脱乙酰度为80的壳聚糖溶解到酒石酸和硼酸混合溶液中得到壳 聚糖质量百分比浓度为1的壳聚糖溶液。 壳聚糖溶液在85条件下进行蒸发结晶， 所得的 晶体首先采用分散到乙醇中， 分散液过滤后再用质量百分比浓度为30的乙醇水溶液洗涤 到滤液的pH7.0， 滤饼干燥得到一种白色的壳聚糖纳米晶粉末。 0059 将所得壳聚糖纳米晶分散在质量百分比浓度为50的N-甲基吡咯烷酮水溶液形 成分散液(分散液中壳聚糖纳米晶的质量百分比浓度为1.0)， 分散液能稳。
23、定存放1天。 0060 实施例7 0061 粘均分子量为5万、 脱乙酰度为85的壳聚糖溶解到1M的抗坏血酸水溶液中得到 壳聚糖质量百分比浓度为1的壳聚糖溶液。 壳聚糖溶液在65条件下进行蒸发结晶， 所得 的晶体首先采用分散到乙醇中， 分散液过滤后再用质量百分比浓度为30的乙醇水溶液洗 涤到滤液的pH7.0， 滤饼干燥得到一种白色的壳聚糖纳米晶粉末。 0062 将所得壳聚糖纳米晶分散在质量百分比浓度为50的乙醇水溶液形成分散液(分 散液中壳聚糖纳米晶的质量百分比浓度为0.6)， 分散液能稳定存放15天。 0063 实施例8 0064 粘均分子量为10万、 脱乙酰度为90的壳聚糖溶解到2M的己二酸。
24、水溶液中得到壳 聚糖质量百分比浓度为1的壳聚糖溶液。 壳聚糖溶液在55条件下进行蒸发结晶， 所得的 晶体首先采用分散到乙醇中， 分散液过滤后再用质量百分比浓度为60的乙醇水溶液洗涤 说明书 5/6 页 7 CN 109134699 A 7 到滤液的pH7.0， 滤饼干燥得到一种白色的壳聚糖纳米晶粉末。 0065 将所得壳聚糖纳米晶分散在质量百分比浓度为50的乙醇水溶液形成分散液(分 散液中壳聚糖纳米晶的质量百分比浓度为1.0)， 分散液能稳定存放3天。 0066 下表列出了实施例1-8所得壳聚糖纳米晶分散于各种极性溶剂、 或乙醇和极性溶 剂的混合溶剂、 或质量百分比浓度为50的极性溶剂水溶液中得到的分散液(分散液中壳 聚糖纳米晶的质量百分比浓度均为0.3)可稳定存放的天数。 0067 0068 由上表可以看出， 本发明所述壳聚糖纳米晶分散液能稳定存放的时间与分散液的 溶剂种类有关， 同时与壳聚糖纳米晶的浓度也有重要的关联性。 0069 以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案， 并不用以限制 本发明。 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。 说明书 6/6 页 8 CN 109134699 A 8 图1 说明书附图 1/1 页 9 CN 109134699 A 9 。