殼聚糖膠束包裹維生素 E 水溶液的應用研 究【推薦論文】

1、中國科技論文在線 殼聚糖膠束包裹維生素 e 水溶液的應用研 究陳松偉，陳詩敏，曾淑琴5（廣州拜恩化學科技有限公司，廣東廣州，510663）摘要：目的：以低分子殼聚糖為基質(zhì)，通過靜電吸附、離子交聯(lián)及聚電解質(zhì)復合物-表面活性劑自組裝方法制備水基殼聚糖膠束包裹維生素 e 水溶液，達到抑菌、止癢、潤膚、爽身 的使用效果.方法：利用低分子殼聚糖氨基活性，與 95%高純油酸交聯(lián)吸附及接合，構(gòu)成一 種新型的聚電解質(zhì)復合物，采用表面活性劑自組裝方法制備水基殼聚糖膠束包裹維生素 e10水溶液.結(jié)果：低分子殼聚糖分子量分布較窄，在 4,0007,000da 之間，所制備

2、的膠束粒徑 分布范圍也較窄，在 7.09.0nm 之間；臨界膠束濃度(cmc)為 0.45mmol l-1，微粒中包裹 維生素 e 達到 3.157 mg ml-1，包封率高，穩(wěn)定性好，室溫下存放一年含量無變化.結(jié)論： 殼聚糖膠束包裹維生素 e 水溶液 ph 值為 7.20，符合人體皮膚生理要求，抑菌效果顯著，對 皮膚干燥瘙癢起到滋潤及制止作用；制作方法合理，簡單可行，達到預期目的.15關(guān)鍵詞：低分子殼聚糖；膠束顆粒；維生素 e 水溶液中圖分類號：r9applied research on chitosan micelles containing vitamine aqueous soluti

3、on20chen sonwei, chen shimin, zeng shuqin(guangzhou bionchemistry technology co.,ltd.guangdonguangzhou,510663)abstract: objective: low molecular chitosan as a matrix, through electrostatic adsorption, ion crosslinking and polyelectrolyte surfactant self-assembly method for preparation of water-based

4、 chitosan micelles containing vitamin e aqueous solution, to antibacterial, itching, skin, comfortable use25effect. methods: the utilization of low molecular chitosan amino activity, and 95% high purity oleic acid crosslinked adsorption and bonding, to form a new type of polyelectrolyte complexes, t

5、hesurfactant self-assembly method for preparation of water-based chitosan micelles containing vitamin eaqueous solution. results: low molecular chitosan with narrow molecular weight distribution, between4,000-7,000 da, the prepared micelles size distribution is narrow, between 7.0-9.0nm; critical mi

6、celle30concentration ( cmc ) of 0.45mmol l-1, particulate inclusions in vitamin e reached 3.157 mgml-1, high encapsulation efficiency, stability good, stored at room temperature for one year without changing content. conclusion: disposable cleaning and protecting solution ph value was 7.20, accord w

7、ith human body skin physiological requirements, significant inhibitory effect on dry skin, itching to moist and inhibition; production method is reasonable, simple and feasible, has achieved the desired35purpose.key words: low molecular chitosan; micelle particles; vitamin e aqueous solution0引言殼聚糖（(

8、1,4)-2-氨基-2-脫氧-d-葡聚糖）是甲殼質(zhì)（(1,4)-2-乙酰氨基-2-脫氧-d-葡聚 糖）脫乙?；漠a(chǎn)物，具有良好的生物相容性、生物降解性、低免疫原性，且具有抗菌、止作者簡介：陳松偉（1958-），男，研究員，研究方向：殼聚糖納米載藥傳送系統(tǒng)應用. e-mail: 血、抑制癌細胞轉(zhuǎn)移等作用特性，使其在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，引起廣泛的關(guān)注和研究1,2,3；殼聚糖分子結(jié)構(gòu)中含有呈弱堿性的游離氨基，能結(jié)合氫離子,使殼聚 糖分子表面帶正電荷，因此，殼聚糖在酸性條件下呈現(xiàn)為線性高分子電解質(zhì)；低分子殼聚糖（low-molecular chitosan）

9、是殼聚糖經(jīng)降解而生成的一類低聚物，具有很多功能特點，如水 溶性、抑菌性、保濕性等.殼聚糖膠束包裹維生素 e 水溶液既可以作為日化產(chǎn)品應用于洗發(fā)、擦浴、爽身及抑菌 的作用，又可以作為化妝品應用于日常皮膚的護理、保養(yǎng)、滋潤且具有止癢的功效；既可以 作為人們?nèi)粘Ｉ顟玫谋匦杵?，又可以作為在特殊環(huán)境下工作的人員(航天、潛艇、野戰(zhàn)、 礦井等)身體抑菌、止癢、爽膚的應用.本文以低分子殼聚糖為基質(zhì)，通過靜電吸附、離子交聯(lián)及聚電解質(zhì)復合物-表面活性劑 自組裝方法制備水基殼聚糖膠束，其中包裹維生素 e 等營養(yǎng)皮膚物質(zhì)，制成無任何毒副作 用的殼聚糖膠束包裹維生素 e 水溶液；然而，目前有關(guān)采用殼聚糖膠束制備水基

10、殼聚糖溶 液應用于化妝品領(lǐng)域的研究還未見報道；因此，該制備方法將以殼聚糖膠束的新概念和藥物 載體的新視角重新詮釋新功能化妝品的新內(nèi)涵.1試劑與儀器1.1 試劑低分子殼聚糖，分子量 4,0007,000da，廣州拜恩化學科技有限公司提供；95%高純油 酸，廣州拜恩化學科技有限公司提供；月桂?；劝彼徕c，廣州壹凡化工有限公司生產(chǎn)；維 生素 e，杭州華東醫(yī)藥集團新五豐藥業(yè)有限公司，批號:110603；芘、磷酸組胺，美國 sigma 公司；實驗菌株由廣州工業(yè)微生物檢測中心提供；昆明種小鼠、spf 級由中山大學實驗動物 中心提供；其它試劑均為分析純，純凈水，屈臣氏蒸餾水提供.1.2 儀器掃描電鏡、透射電

11、鏡，日本 jeol 公司；激光粒度儀，英國 malvern 公司；高效液相色 譜儀，美國 waters 公司；熒光分光光度計，美國熱電公司；紫外-可見光分光光度計，美國 貝克曼公司；滲透壓摩爾濃度測定儀，天津斯格瑞儀器公司；自動液相色譜分離層析儀，上 海滬西儀器公司.2方法2.1 殼聚糖膠束制備及藥物的包裹稱取一定量的低分子殼聚糖配制成溶液；稱取 95%高純油酸少量，加入維生素 e 藥用 油，混勻，加入低分子殼聚糖溶液和少量 tween80，混勻后用高速分散均質(zhì)機均質(zhì) 30min， 再調(diào)節(jié) ph 值為 7.2，制成殼聚糖聚離子膠束；然后加入少量月桂?；劝彼徕c等，同時加純水至 1,000ml，

12、采用膜分離裝置進行納濾，濾液澄清透明，味覺清新；本實驗所使用生產(chǎn)批號為20110921；20111014；20111227；殼聚糖膠束包裹維生素 e 水溶液主要成分 見表 1.表1 殼聚糖膠束包裹維生素e水溶液成分表table1 chitosan micelles containing vitamin e aqueous solution composition table名稱name殼聚糖含量(%)content作用effect抑菌、止癢、去污chitosan 0.5095%高純油酸95%high purity oleic acid 0.35維生素 evitamin e 0.52聚山梨醇酯-

13、80polysorbate-80 0.80尿素urea 0.80十二烷基硫酸鈉sds 0.80月桂酰谷氨酸鈉sodium lauroyl glutamate 0.50純凈水pure water 95.73bacteriostatic, relieve itching, decontamination營養(yǎng)、滋潤肌膚 nutrition, moisturize skin 營養(yǎng)皮膚、抗氧化the nutrition skin, antioxidant使電荷分布均衡the charge distribution of equilibrium保濕、止癢moisturizing, relieve itch

14、ing促進溶液穩(wěn)定性to promote the stability of solution滋潤皮膚moist skin整體溶劑the overall solvent2.2 殼聚糖臨界膠束濃度(cmc)的測定2.2.1熒光探針芘標準貯備液的配制用精密電子天平準確稱取 0.012g 芘，在燒杯中用適量丙酮溶解后轉(zhuǎn)移 1l 容量瓶中，定 容后得到濃度為 6.010-6moll-1 的芘丙酮貯備液.2.2.2穩(wěn)態(tài)熒光探針法測定臨界膠束濃度(cmc)以芘的飽和水溶液配制不同濃度的殼聚糖離子聚合物水溶液，放入超聲浴槽中分散12h，測定芘的熒光發(fā)射光譜.芘單體的穩(wěn)態(tài)熒光光譜有 5 個峰(見圖 1)，峰 1

15、(=373nm)的熒 光強度 i1 和峰 3(=384nm)的熒光強度 i3 之比強烈地依賴于溶劑的極性，可用芘增溶于膠束 后由于所處環(huán)境極性的變化引起 i1/i3 值的突變來測定殼聚糖的 cmc4.2.3 殼聚糖膠束中維生素 e 包封率和保留率的測定2.3.1分離層析使用色譜條件色譜柱：交聯(lián)葡聚糖 g-50 凝膠色譜柱(柱高 450mm,內(nèi)徑 15mm)；流動相：pbs 7.2； 流速：1.0mlmin-1；檢測波長：285nm.2.3.2標準曲線和線性回歸方程準確稱取 100mg 維生素 e 標準品于容量瓶中，用無水乙醇定容至 50ml；準確量取標準 液 1,2,3,4,5ml 分別加入

16、50ml 容量瓶，無水乙醇定容，于 285nm 波長處測定吸光度 a，以 a 對濃度 c（mgml-1）繪制標準曲線；線性回歸方程 a = 4.555c + 0.0002(r=0.9997)；a 與 c在 0.040.2 mgml-1 之間有良好的線性關(guān)系.2.3.3層析分離維生素 e 膠束和游離維生素 e 的試驗取維生素 e 膠束水溶液 5ml 上柱，用 pbs 7.2 洗脫，流速 1.0mlmin-1，5ml 收集一份， 紫外檢測；用含 2%乙酸-甲醇溶液溶解維生素 e 膠束和空白膠束，于空白膠束溶解液用紫外 分光光度計在 200400nm 波長之間掃描，發(fā)現(xiàn)空白膠束無吸收峰.2.3.4膠

17、束體系中維生素 e 包封率和保留率的測定測定波長 285nm，紫外分光光度計測定包封于膠束內(nèi)維生素 e 的含量；用同法測定聚 合物膠束體系中維生素 e 的總含量和 4避光保存 24h 后膠束體系中維生素 e 的含量.b包封率 = 100%（1）ac保留率 = 100%（2）b聚合物膠束測定維生素 e 時做 3 組平行實驗，根據(jù)公式 1 和 2 計算包封率和保留率.公 式中，a 為加入的維生素 e 總含量；b 為包入膠束內(nèi)維生素 e 的含量；c 為 4避光保存 24h 后仍包在膠束內(nèi)的維生素 e 含量5.2.4 殼聚糖膠束 ph 值、粒徑分布、zeta 電位、滲透壓的測定2.4.1膠束 ph 值

18、、粒徑分析、zeta 電位測定殼聚糖包裹維生素 e 水溶液 ph 值采用精密 ph 計在 25下測定；zeta 電位測定采用 malvevn ms2000 zeta 電位分析裝置測定；粒徑分布采用 malvevn ms2000 激光粒度儀進行， 溫度 滲透壓摩爾濃度測定在室溫 25下使用 smc 30d 滲透壓摩爾濃度測定儀將殼聚糖包裹維生素 e 水溶液直接 測定.2.5 殼聚糖膠束形態(tài)學觀察膠束水溶液滴于銅網(wǎng)中干燥后用 2%磷鎢酸染色劑負染，使用透射電鏡觀察形態(tài)結(jié)構(gòu)并 拍照；膠束水溶液滴于載玻片（上海帆船牌，經(jīng) 48h 高強度清潔液浸洗，24h 無水乙醇浸洗 后真空干燥）上，

19、立即在-40低溫下急凍 24h，經(jīng)低溫真空冷凍干燥 35h 后在 eiko ib-3 型 離子濺射儀內(nèi)鍍金（真空度 1.0-7.0pa，金膜厚度約 5nm），于掃描電鏡下觀察形態(tài)結(jié)構(gòu)及 照片分析.2.6 殼聚糖膠束穩(wěn)定性試驗以上述 3 批號樣品，分別進行影響因素試驗、加速試驗和室溫留樣觀察；殼聚糖包裹維 生素 e 水溶液樣品中維生素 e 含量測定按 2.3 項下進行.2.6.1影響因素試驗（強光直射及高溫）取本品倒進表面皿中，分別在（4500500）lx 光照度下放置 10d；置于 40恒溫箱中 放置 10d；置于 25，相對濕度為(755)%的環(huán)境中開口放置 10d，分別于 d5、d10 取

20、樣測 定，并與 0d 結(jié)果比較，分別考察本品的性狀、澄清度、ph 值和含量等指標.2.6.2加速試驗取 3 批樣品置于(302)和相對濕度(605)%的條件下放置 6 個月，于 1、2、3、6 月時 分別取樣測定，考察澄清度、ph 值、性狀、含量等指標，并與 0 月時樣品數(shù)據(jù)比較.2.6.3室溫留樣考察取 3 批樣品，在室溫條件下放置 3、6、9、12 個月后定期取樣測定，考察澄清度、ph值、性狀、含量等指標，并與 0 月時樣品數(shù)據(jù)比較6.2.7 殼聚糖膠束包裹維生素 e 水溶液的抑菌試驗方法參考文獻7.2.8 殼聚糖膠束包裹維生素 e 水溶液組胺致癢的耐受試驗方法參考文獻8.3結(jié)果3.1 殼

21、聚糖臨界膠束濃度(cmc)的測定結(jié)果芘的熒光強度之比 i1/i3 隨殼聚糖離子聚合物水溶液濃度的變化如圖 2 所示，當殼聚糖的 濃度增大到一定值時曲線發(fā)生突變.芘熒光特性的突變表明其所處環(huán)境極性的變化，即開始 形成膠束，因此，第一個突變點對應于殼聚糖的 cmc 值.從圖 2 可以看出，其突變點對應的 殼聚糖離子聚合物(新型表面活性劑)濃度為 0.45mmoll-1.圖 1 芘(py)單體在殼聚糖水溶液中的熒光發(fā)射光譜fig.1 fluorescence spectrum of pyrene in chitosan solution5圖 2 穩(wěn)態(tài)熒光探針法測定的殼聚糖的 cmc 曲線fig.2

22、cmc curve of chitosan by fluorescence probe3.2 膠束維生素 e 包封率和保留率的測定結(jié)果測定結(jié)果見表 2.10表 2 殼聚糖膠束包裹維生素 e 水溶液中維生素 e 包封率和保留率table 2 vitamin e encapsulation rate and retention rate in chitosan micelles containing vitamin e aqueous solution檢測項目testing item包封率/%encapsulation rate保留率/%retention rate紫外分光光度法,n=3, x s

23、ultraviolet spectrophotometry97.40.85 98.80.813.3 膠束 ph 值、粒徑分析、zeta 電位、滲透壓的測定結(jié)果測定結(jié)果見表 3，粒徑分析見圖 3.15表 3 殼聚糖膠束包裹維生素 e 水溶液中 ph 值、粒度峰值、zeta 電位、滲透壓的測定值20table 3 the determination results of ph value, size peak value, zeta potential and osmotic pressure for chitosan micelles containing vitamin e aqueous s

24、olution檢測項目testing itemph 值ph value粒度峰值(nm)size peak valuezeta 電位(mv)zeta potential滲透壓(mosmkg-1)osmotic pressure參數(shù), n=3, x sparameter7.220.03 9.390.94 -33.41.25 306.34.51statistics graph (1 meas urem ents )20volume (%)1510501 10 100 1000 10000size (d.nm)mean with max-min error bar253.4 膠束形態(tài)學電鏡觀察結(jié)果電鏡

25、照片見圖4、5.圖 3 粒徑分布圖fig.3 particle size distribution30圖4 離子聚合物膠束透射電鏡照片 圖5 離子聚合物膠束掃描電鏡照片fig.4 ionic polymer micelle tem photo fig.5 ionic polymer micelle sem photo3.5 膠束穩(wěn)定性試驗結(jié)果3.5.1影響因素試驗結(jié)果353 批試驗結(jié)果見表 4；試驗表明，本樣品在強光照射和高溫條件下可能不大穩(wěn)定，應避 光、陰涼處保存.表4 殼聚糖膠束包裹維生素e水溶液穩(wěn)定性影響因素試驗結(jié)果 n=3, x stable 4 results of stabilit

26、y test of chitosan micelles containing vitamin e aqueous solution觀察項目obsered item0d外觀性狀appearance無色透明澄清度transparency透明ph值ph valueve含量(mgml-1) ve content強光照射glare shine0day5d5daycolorless clarity無色透明colorless clarityclarity透明clarity7.250.00 3.1570.007.220.04 3.1520.0110d 微黃透明 透明 6.880.19 2.9610.0310d

27、ay yellowish clarity clarity高溫試驗hot test室溫開口試驗room temperature0d0day5d5day10d10day0d0day5d5day無色透明colorless clarity無色透明colorless clarity微黃透明yellowish clarity無色透明colorless clarity無色透明colorless clarity透明clarity透明clarity透明clarity透明clarity透明clarity7.250.00 3.1570.007.190.05 3.1540.016.940.21 3.0080.027.

28、250.00 3.1570.007.220.04 3.1510.01opening test10d10day40無色透明colorless clarity透明clarity7.230.04 3.1560.013.5.2加速試驗結(jié)果3 批試驗結(jié)果見表 5；試驗表明，本樣品各項指標無明顯變化，表明在該條件下質(zhì)量基 本穩(wěn)定.表5 殼聚糖膠束包裹維生素e水溶液穩(wěn)定性加速試驗結(jié)果 n=3, x s45table 5 accelerated stability test results of chitosan micelles containing vitamin e aqueous solution觀察

29、項目obsered item0月外觀性狀appearance無色透明澄清度transparency透明ph值ph valueve含量(mgml-1) ve content溫度temperature（302） 濕度humidity（605）%0month1月1month2月2month3月3month6月6monthcolorless clarity無色透明colorless clarity無色透明colorless clarity無色透明colorless clarity無色透明colorless clarityclarity透明clarity透明clarity透明clarity透明clari

30、ty7.250.00 3.1570.007.220.04 3.1550.017.210.04 3.1530.017.150.05 3.1560.017.230.04 3.1500.013.5.3室溫留樣考察結(jié)果3批試驗結(jié)果見表6；試驗表明，該樣品在室溫條件下放置12個月，各項指標無明顯變化， 表明在該條件下質(zhì)量基本穩(wěn)定.表6 殼聚糖膠束包裹維生素e水溶液穩(wěn)定性室溫留樣考察結(jié)果 n=3, x s50table 6 room temperature sample stability test results of chitosan micelles containing vitamin e aqu

31、eous solution觀察項目外觀性狀澄清度ph值ve含量(mgml-1) obsered item appearance transparency ph value ve content 室溫 room temperature250月0month3月3month6月6month9月9month12月12month無色透明 colorless clarity 無色透明 colorless clarity 無色透明 colorless clarity 無色透明 colorless clarity 無色透明colorless clarity透明clarity 7.250.00 3.1570.0

32、0透明clarity 7.190.05 3.1540.01透明clarity 7.230.04 3.1530.01透明clarity 7.240.04 3.1550.01透明clarity 7.220.04 3.1460.0023.6 殼聚糖膠束包裹維生素 e 水溶液的抑菌試驗結(jié)果抑菌試驗結(jié)果見表 7.55表7 殼聚糖膠束包裹維生素e水溶液抑菌試驗結(jié)果 n=3, x stable 8 bacteriostatic test results of chitosan micelles containing vitamin e aqueous solution樣品名稱sampe name試驗 時間t

33、est試驗菌種test bacterium對照樣品的菌落數(shù)(cfuml-1) colony count of試驗樣品的菌落數(shù)(cfuml-1) colony count of抑菌率(%) bacteriostasis time contrast sample test sample rate 大腸桿菌 4維e水溶液vitamin eatcc25922 5.4710 0.22 10 99.980.001h 金黃色葡萄球菌 4aqueous1houratcc6538 9.2310 0.37 10 99.990.00solution白色念珠菌 44atcc10231 8.2210 0.43 3.25

34、10 0.17 60.461.433.7 殼聚糖膠束包裹維生素 e 組胺致癢的耐受試驗結(jié)果組胺致癢耐受試驗結(jié)果見表 8.60表8 殼聚糖膠束包裹維生素e水溶液組胺致癢耐受試驗結(jié)果 n=3, x stable 8 histamine induced itch tolerance test results of chitosan micelles containing vitamin e aqueous solution組別groups劑量l(cm2)-1dose組胺致癢閾值(gl-1)histamine induced itch threshold空白對照組blank control group皮炎平對照組(20mgml-1) 32.216.5 *piyanpin control group 10 329.248.7 *殼聚糖維生素e組1010 chitosan vitamin e 10 376.832.5 *殼聚糖維生素e組7.57.5 chitosan vitamin e 7.5 365.429.4 *殼聚糖維生素e組55 chitosan vitamin e 5 312.726.1 *殼聚糖維生素e組2.52.5 chitosan vitamin e 2.5 297.422.3 *與空白對照組比較，*p0.01.動物實驗結(jié)果表明，殼聚糖膠束包裹維生素 e 水溶液