茶多酚海藻酸鈉微球及其製備方法和應用的製作方法

2023-05-28 07:03:31

專利名稱：茶多酚海藻酸鈉微球及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種微球，尤其涉及一種茶多酚微球及其製備方法和應用。
背景技術：
海藻酸鈉是海藻酸的鈉鹽，海藻酸是從海洋植物褐藻中提取出的一種天然多糖， 它是由α-L-古羅糖醛酸(Μ基團)與其立體異構體β-D-甘露糖醛酸(G基團)兩種結構單元，通過α (1-4)糖苷鍵連結而成的一種無支鏈的線性嵌段共聚物。海藻酸鈉為無臭無味的白色粉末，有吸溼性。在水存在時能溶脹而形成粘稠的膠體溶液，不溶於乙醇和其它有機溶劑。其黏度隨聚合度、濃度及PH值而異。該材料穩定、無毒、生物相容性好、生物可降解[1_2]。海藻酸鈉的一個非常重要的性質就是可以與二價陽離子或多價陽離子形成凝膠。單價陽離子和Mg2+不會引起膠凝。大多數應用是藻酸鹽與Ca2+交聯瞬時形成凝膠。形成凝膠的原理是G基團連接的Na+離子與二價陽離子進行交換，G基團的羧基和二價陽離子形成「蛋箱」結構(圖1)。這些凝膠具有類似固體的一定的形狀和強度，基本上99%的成分都是水。許多研究表明，海藻酸鈉的化學結構，分子量，膠凝動力學以及陽離子的種類和濃度對形成凝膠的性質包括多孔性，溶脹行為，穩定性，機械強度，生物相容性及降解都有很大的影響[23]。近年來，由於海藻酸及其鹽類具有廣泛的用途而日益受到人們的重視。 在食品工業，用於製作人造水果、人造蛋、果凍等人造食品，還被用作食品增稠劑、乳化劑、 穩定劑、飲料的防凍劑、防沉劑、矯味劑以及冰淇淋等，被人們稱之為奇妙的食品添加劑。此外，海藻酸及其鹽還被廣泛應用於醫藥領域，在防病治病方面，海藻酸具有降低人體內的膽固醇含量、疏通血管、降低血液粘度、軟化血管等作用，被人們譽為保健長壽食品；在藥學方面，是DNA，蛋白質，細胞或組織的優良載體，因為海藻酸鈉和二價陽離子交聯是在相對比較溫和的條件下進行的，不用有機溶劑，其獨一無二的熱穩定性，在室溫即可形成穩定的凝膠，凝膠具有多孔性以及可以生物降解。用作助懸劑、崩解劑、乳化劑、黏合劑、包衣材料、膜劑、淨水劑等，在微球、微囊、納米粒、緩控釋製劑等新型藥物給藥系統的研製中因其良好的成型性而深受歡迎。與其它的水凝膠不同，藻酸鹽的凝膠在許多有機溶劑中穩定在生物工程方面，用於細胞、酶的固定化載體；在醫學領域，用於包載體細胞移植及包載疫苗。另外， 研究表明，具有一定電荷密度的高分子可以作為一種優良的黏膜粘附劑。電荷密度越高，粘附效果越好。作為生物粘附劑，陰離子聚合物要比陽離子聚合物或非離子聚合物效果更好。 作為具有羧基末端的一種陰離子聚合物，藻酸鹽是一種很好的黏膜粘附劑。與其它高分子例如聚苯乙烯，殼聚糖，羧甲基纖維素，聚乳酸相比，藻酸鹽具有最高的黏膜粘附強度[μ]。海藻酸鹽形成凝膠的常用膠凝技術基本上包括兩步第一步是內向的形成，包含生物材料的藻酸鹽溶液分散成小液滴；第二步是液滴膠凝固化或在液滴表面形成膜。海藻酸鈉微球從製備方法上可分為噴霧滴制與乳化膠凝兩大類。
1.噴霧滴製法噴霧滴製法製備的微球較大，粒徑除與海藻酸鈉溶液粘度及噴頭直徑有關外，對氣體剪切法、靜電造粒法與毛細管破碎法，可分別改變軸向氣體流速、靜電破碎電壓與機械震動破碎波長來控制粒徑，其中毛細管破碎法的粒徑分布最小。以上製備過程，微球是一個接一個製備的，從而生產規模有限。通過增加噴頭個數可提高產量，對於20個噴頭的靜電造粒與10個噴頭的毛細管破碎製備過程，其產量可分別達到0. 7L/h與50L/h[6]。2.乳化膠凝法乳化膠凝法生產規模較大，可製備粒徑較小的微膠囊，但粒徑分布較寬，對於機械攪拌乳化還存在高剪切力的問題，只適於包埋穩定的蛋白、多肽與小分子藥物。現已開發出內源乳化法與外源乳化法[7]。海藻酸鈉的凝膠過程有內外源法，常規過程為外源法，它是將海藻酸鈉溶液分散在Ca2+溶液中，二價陽離子由外向內凝膠，但由於微膠囊表面快速形成一層緻密海藻酸鈣，限制了鈣離子在微膠囊內的擴散速度，所得到的一般為非均相微球。在凝膠液中加入一定量的Na+、Mg2+等非凝膠離子，交聯速度降低，則會形成較為均一性的微囊，對這一動力學過程加以控制，將得到不同程度的各向異性凝膠。為減少剪切力，開發出了氣體攪拌乳化(內源凝膠)與膜乳化法，對前者當氣體流率增大時，粒徑減少但分布變寬，對後者微膠囊大小主要決定於所用微孔膜的材料與孔徑分布，同時受到膜乳化壓力與膜乳化時間的影響。與傳統的乳化技術相比，膜乳化技術具有液滴單分散性及穩定性好、條件溫和、能耗低、 易於規模化生產等特點。同為多糖類的殼聚糖是一種陽離子聚合物，海藻酸鈉與其通過靜電力的結合可謂天作之和，大大強於表面膠凝鍍膜。實驗中一般是海藻酸鈉溶液滴入CaCl2/殼聚糖混合液中。海藻酸鈉-殼聚糖微球以兩種方法製成方法一是在含有殼聚糖的溶液中滴加海藻酸鈉溶液；方法二是將海藻酸鈣小球在殼聚糖溶液中浸漬培養。結果方法一在微囊表面結合的殼聚糖為0. 015 μ g/mm2 ；方法二超過了 2 μ g/mm2, 24h後獲得的殼聚糖與海藻酸鈉的最大重量比為0. 40。通過降低殼聚糖的分子量至20000Da以下，或增加海藻酸鈉的多孔性，殼聚糖的結合率會明顯提高。增強凝膠的多孔性可以通過在凝膠製備過程中增大其均勻性，或在複合膜的形成過程中往殼聚糖溶液中填加CaCl2來實現。研究中還發現，通過降低殼聚糖的乙醯化分數Fa(從0. 3降至0)，或將pH從4升到6，可以增加殼聚糖的結合度。反應24h 後，直徑為500 μ m的微球比1500 μ m的微球具有更高的結合度。海藻酸鈉-殼聚糖微球的穩定性和通透性的研究結果證明，在一步法製備的微球中，所有的殼聚糖都集中在微球表面形成的海藻酸鈉-殼聚糖薄膜內，微球強度較兩步法差很多。在兩步法中，可以通過降低殼聚糖的分子量至15000以下，或增強微球的均一性， 或將微球的直徑降至300 μ m左右來製得高強度的微球。其中具有不同均一性的微球可以通過調整膠凝液中鹽的濃度來獲得。當微球被鈣分離劑(如檸檬酸鹽)處理後，海藻酸鈣凝膠通常溶解，但仍含有一個凝膠芯，表明了殼聚糖在整個膠囊母體中存在。用3H標記的殼聚糖製成的微球被置於不同的緩衝溶液中振搖，以檢測殼聚糖的損失。一個月後，在 0. OlMHCl溶液中的損失最高，幾乎達2%，而在3MNaCl和其它具有較低鹽濃度的溶液中，殼聚糖的損失率小於1%，因而殼聚糖與海藻酸鈉的結合也越強。當殼聚糖的分子量升高， 或乙醯度升高，或均一性下降時，微球的通透性降低。多層的海藻酸鈉-殼聚糖微球幾乎對
4IgG無通透性，表明微球的平均孔徑小於90 A[8。海藻酸鈉微囊化後具有如下的特點和優勢1)掩蓋藥物的不良氣味和口味例如魚油的腥和生物鹼的苦等，製成微球或微囊後這些不愉快的味道和氣味都消失了 ；2)提高藥物的穩定性，對於易氧化的、易揮發的、易受環境影響的藥物通過微囊化可以使得藥物穩定；3)防止藥物在胃酸的作用下失活或減少對胃的刺激性，例如紅黴素、胰島素等易在胃內失活，吲哚美辛等刺激胃、易引起胃潰瘍的藥物，可用微囊化克服這些缺點；4)使液態藥物固態化以便於應用和儲存，例如可將脂溶性維生素等藥物微囊化；5)有利於複方藥物的配伍，例如可以將難以配伍的阿司匹林與撲爾敏分別包裹， 再按劑量組成複方製劑，就可避免藥物之間的相互影響；6)使藥物具有緩釋或控釋性能，例如可以採用惰性模塊、薄膜、可生物降解材料、 親水性凝膠等作為微囊化材料，從而使藥物具有緩釋或控釋性；7)使藥物具有靶向性，例如可將治療指數低的藥物或細胞毒素藥製成靶向製劑， 使得藥物濃集於肺或肝等靶區，提高藥物的療效，降低毒副作用；8)可將活細胞或生物活性物質包裹，以提高在體內的生物活性，從而具有很好的生物相容性和穩定性；9)定位釋放利用一些高分子材料溶解的PH依賴性，使藥物製成微囊或微球後在胃腸道定位釋放，提高生物利用度減小副作用。茶起源於中國，傳播與世界。茶的歷史悠久並且被廣泛接受，不僅是因為茶具有解渴的功效，更重要的是茶葉具有多種醫療保健功能。茶葉的有效成分大致可以分為酚類、多糖類、維生素類、胺基酸類等，其中以茶多酚、茶多糖、胺基酸在茶葉中的含量較多，所起的作用相對較大，一般被認為是茶葉中的主要活性成分，截至目前對它們的研究也最廣泛和深入。這些活性成分有很多功能例如是一種很有效的天然的抗氧化劑，可以降血脂，可以消炎抗輻射，預防和治療腫瘤的功能等等。但是這些成分在潮溼、陽光、高溫等條件下極易發生氧化、聚合、縮合等反應，穩定性很差，口服生物利用度特別低，另外自身又存在苦澀的味道等問題，因此限制了茶多酚的應用。文獻也有報導利用海藻酸鈉-殼聚糖微球來包裹茶多酚，但是研究結果表明，茶多酚在微球中的含量比較低，另外，由於茶多酚的穩定性沒有得到根本性的提高。本發明利用海藻酸鈉微球做為載體，以茶多酚作為茶葉有效成分之一對其進行了微囊化研究，在微球中加入多孔二氧化矽顯著增強茶多酚的含量，並且顯著縮短茶多酚在水溶液中的時間，採用冷凍乾燥的方法來乾燥微球，顯著增強了茶多酚的穩定性。此方法製備得到茶多酚微球，為解決茶多酚應用的局限性提供參考。

發明內容
本發明目的在於提供了一種茶多酚海藻酸鈉-殼聚糖微球，其特徵在於主要由以下重量份的組分製成海藻酸鈉1 8份、殼聚糖1 5份、多孔二氧化矽1 5份、茶多酚 4 8份。其中各組分的重量份配比優選為海藻酸鈉2 6份、殼聚糖1 3份、多孔二氧化矽1 3份、茶多酚3 7份。各組分的重量份配比進一步優選為海藻酸鈉4 6份、殼聚糖1 2份、多孔二氧化矽1 2份、茶多酚3 6份。其中所述海藻酸鈉的分子量為10，000 600，000 ；所述殼聚糖的分子量為 10，000 600，000 ；所述多孔二氧化矽的粒徑在20nm，並且具有多孔性。本發明目的還在於提供了一種茶多酚海藻酸鈉-殼聚糖微球的製備方法、茶多酚的含量測定方法以及茶多酚載藥量和包封率的測定方法。其製備方法如下採用液滴法製備茶多酚微球。第一種方法為一步法製備茶多酚微球，具體方法如下將多孔二氧化矽、茶多酚、0. 5wt% -2wt%海藻酸鈉水溶液混合脫氣後，然後將此溶液以一定的速度滴到接受液中，此接收液中含有氯化鈣和殼聚糖，持續攪拌lh，過濾，收集微球，冷凍乾燥Mh，即得茶多酚微球。第二種方法為兩步法即第一步製備空白海藻酸鈉-殼聚糖微球，第二步利用空白微球吸附茶多酚來製備茶多酚微球。具體方法如下，將 0. 5wt% -2wt%海藻酸鈉和二氧化矽的水溶液脫氣，然後將此溶液以一定的速度滴加到接受液中，此接收液中含有氯化鈣和殼聚糖，持續攪拌lh，過濾，收集微球，將製得的空白微球置於適當濃度的茶多酚溶液中，緩慢攪拌下吸附2h，收集微球，水洗後冷凍乾燥Mh，即得茶多酚微球。茶多酚的含量測定方法如下茶多酚水溶液在波長280nm處有最大吸收，其線性範圍是5_40 μ g/ml。微球中茶多酚的含量測定如下精密稱取茶多酚微球約10-50mg，置於小燒杯中，加入檸檬酸三鈉溶液(pH4. 0)，避光，電磁攪拌約l_2h，取上清液體。提取2次，合併2次提取液，置於容量瓶中，以蒸餾水定容至刻度，搖勻。精密量取以上溶液在波長^Onm處測定吸收度，從而得到茶多酚的含量。茶多酚載藥量和包封率的測定方法包括下列步驟依照如上茶多酚含量測定的方法，測定微球中茶多酚的濃度，載藥量和包封率通過公式計算得到。載藥量<% =(茶多酚濃度*體積/微球的質量)*100%包封率<%=(包載茶多酚的質量/製備時加入的茶多酚質量)*100%本發明目的還在於提供了一種茶多酚微球在製備降血脂、降血壓、抗氧化、抗衰老、抗炎、抗腫瘤藥物中的用途。


圖一海藻酸鈣凝膠形成的蛋箱結構
具體實施例方式以下結合實施例和試驗例具體說明本發明，本發明的實施例和試驗例僅用於說明本發明的技術方案，並非限定本發明的實質。[實施例1]茶多酚海藻酸鈉-殼聚糖微球的一步法製備利用液滴法中的一步法製備茶多酚海藻酸鈉-殼聚糖微球。
製劑1 將IOOmg茶多酚溶解在Iwt %海藻酸鈉(分子量約10萬，60目，黏度 120mPa -s)水溶液中，脫氣後，然後將此溶液以一定的速度滴到含有0. IM氯化鈣和0. 4wt% 殼聚糖(分子量20萬)的接受液中，續攪拌lh，過濾，收集微球，冷凍乾燥Mh，即得茶多酚微球。按照茶多酚含量測定的方法，測定微球中茶多酚的含量並計算載藥量和包封率。製劑2 將IOOmg茶多酚和20mg多孔二氧化矽溶解分散在Iwt %海藻酸鈉(分子量約10萬，60目，黏度120mPa*s)水溶液中，脫氣後，然後將此溶液以一定的速度滴到含有 0. IM氯化鈣和殼聚糖(分子量20萬)的接受液中，續攪拌lh，過濾，收集微球，冷凍乾燥Mh，即得茶多酚微球。按照茶多酚含量測定的方法，測定微球中茶多酚的含量並計算載藥量和包封率。
權利要求
1.一種茶多酚微球，其特徵在於主要由以下重量份的組分製成海藻酸鈉1 8份、殼聚糖1 5份、多孔二氧化矽1 5份、茶多酚4 8份。
2.按照權利要求1所述的茶多酚微球，其特徵是各組分的重量份配比是海藻酸鈉 2 6份、殼聚糖1 3份、多孔二氧化矽1 3份、茶多酚3 7份。
3.按照權利要求2所述的茶多酚微球，其特徵是各組分的重量份配比是海藻酸鈉 4 6份、殼聚糖1 2份、多孔二氧化矽1 2份、茶多酚3 6份。
4.權利要求1、2或3所述的茶多酚微球，其特徵是所述海藻酸鈉的分子量為10，000 600，000。
5.權利要求1、2或3所述的茶多酚微球，其特徵是所述殼聚糖的分子量為10，000 600，000。
6.權利要求1、2或3所述的茶多酚微球，其特徵是所述多孔二氧化矽的粒徑在20nm， 並且具有多孔性。
7.—種權利要求1-6之一所述的茶多酚微球的製備方法，包括以下步驟將多孔二氧化矽、茶多酚、0. 5wt% -2wt%海藻酸鈉水溶液混合脫氣後，將此溶液以一定的速度滴到接受液中，此接收液中含有氯化鈣和殼聚糖，持續攪拌lh，過濾，收集微球，冷凍乾燥Mh，即得茶多酚微球。
8.—種權利要求1-6之一所述的茶多酚微球的製備方法，包括以下步驟將 0. 5wt% -2wt%海藻酸鈉和二氧化矽的水溶液脫氣，然後將此溶液以一定的速度滴加到接受液中，此接收液中含有氯化鈣和殼聚糖，持續攪拌lh，過濾，收集微球，將製得的空白微球置於適當濃度的茶多酚溶液中，緩慢攪拌下吸附2h，收集微球，水洗後冷凍乾燥Mh，即得茶多酚微球。
9.權利要求1 6任一項所述的茶多酚微球在製備降血脂、降血壓、抗氧化、抗衰老、抗炎、抗腫瘤藥物中的用途。
全文摘要
本發明涉及一種茶多酚海藻酸鈉微球及其製備方法和應用，更具體地說，涉及一種新的茶多酚海藻酸鈉微球，該微球由下述重量份的組分製成海藻酸鈉4～6份、殼聚糖1～2份、多孔二氧化矽1～2份、茶多酚3～6份。本發明茶多酚微球中加入多孔二氧化矽可以顯著增加茶多酚在微球中的含量。本發明茶多酚微球的製備方法為液滴一步法和液滴兩步法。本發明微球可以廣泛應用於保健品和生物醫學的各個領域，可用於降血脂用於肥胖症的治療、抗氧化清除自由基、預防和治療腫瘤。
文檔編號A61P35/00GK102552546SQ20101061369
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者李利鵬, 馬會利 申請人:無錫納諾生物科技有限公司