[发明专利]含有细菌视紫红质的微胶囊及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及细菌视紫红质颜料制造方法的领域，并涉及基于此的颜料和这类颜料的用途。

现有技术

细菌视紫红质，尤其是惯有形式下的细菌视紫红质(紫膜形式的二维结晶片)是被大量研究的体系。该体系广受关注，特别是因为其能够作为耐性极高的、采用具有目的半衰期的不同光学状态的光学体系。由此，例如，特别是在突变体D96N中，存在半衰期为大约20秒、从光适应(芥末黄色)状态向暗状态(紫色)的跃迁。该半衰期受多种环境因素的影响，特别受存在于环境中的pH影响。

该体系尤其存在这样的问题：紫膜中的细菌视紫红质易于受环境影响而变性，特别是当其与某些有机溶剂或表面活性剂接触时。

近期出版物(参考Soft Matter，2008，4，1249-1254)公开了一种方法，其中在仿生过程中将紫膜中的细菌视紫红质涂布在在具有水玻璃薄层的带电表面上。为此，在第一步骤中，聚电解质(聚乙烯亚胺)首先仅吸附在该带电表面上，也就是说并非全面吸附，随后在第二步骤中，利用TEOS将水玻璃层累积在该聚电解质上。所得体系相应包括并未完全包覆而是基本上仅在带电表面上包覆的一层水玻璃。该层保护紫膜中的细菌视紫红质免受有机溶剂的有害影响，但是水玻璃并非完全不可渗透。特别的，其可透过小的离子，特别是质子和氢氧根离子。较大的离子和大颗粒基本上被排除在外。该仿生纳米封装因此不完全使该PM/BR与环境隔离。该细菌视紫红质因此始终受环境pH的变化影响。相应地，这类体系仅可用于其中环境pH也保持在使细菌视紫红质具有期望的光学性质的范围内的情形。

发明详述

因此，本发明的目的之一在于提供用于制造细菌视紫红质/紫膜片段或细菌视紫红质/紫膜片的改进方法，该方法没有上述现有技术的缺点。

因此，本发明尤其涉及用于制造可光活化的含有细菌视紫红质的微胶囊的方法，所述微胶囊的直径小于50微米、优选小于20微米或进一步优选小于10微米，并具有保护该细菌视紫红质免受有害环境影响且同时保留其功能性的包覆层。在这种情况下，该涂层不仅抵抗有机溶剂与表面活性剂，而且在一定程度上也抵抗环境的pH。换言之，在该微胶囊中，存在基本不受该微胶囊的环境pH影响的确定的pH。由此可以确保该微胶囊或其中封闭的细菌视紫红质/紫膜体系具有期望的光学性质而不受环境pH影响。该微胶囊也称为颜料。

在这种情况下，所述方法的特征尤其在于：在第一步骤中，细菌视紫红质在保水聚合物的存在下以细菌视紫红质/紫膜片形式悬浮在pH为6-9的水介质中，并且该悬浮液被喷雾干燥以形成粉末或在具有低蒸汽压的脂肪族溶剂中干燥并随后除去水以形成粉末。在该第一步骤中，有效地生成了前体胶囊，在所述前体胶囊中，该细菌视紫红质/紫膜固定在适于其光学活性的pH范围内。但是，该前体胶囊通常还不具有足够稳定的外皮，该外皮仍可溶解于水中。然而，该前体胶囊(也称为可活化粉末，因为该粉末已经具有稳定化的细菌视紫红质光学性质)也可能已经被干燥并以稳定的方式储存相对长的时间。

相应地，在第二步骤中，优选所得粉末具有外壳，所述外壳基本上完全可透过可见范围内的光，并由聚合物(或其前体，在该过程中优选为分散体形式的聚合物或前体)和/或长链饱和(优选无支链)烃和/或长链饱和(优选无支链)脂肪酸(包括脂肪酸衍生物)制成。在长链饱和烃或脂肪酸的表述中，长链在此处是指(在混合物的平均值的情况下)存在至少15、优选至少18、特别优选至少25个碳原子。作为长链饱和烃，例如还可以考虑的是混合物，如石蜡，优选具有45℃-65℃的凝固点，并且作为长链饱和脂肪酸，例如为脂肪族无支链C20至C30酸与C30至C34醇(这些同样是脂肪族和无支链的)的酯，如巴西棕榈蜡(混合物形式的廿六酸蜂花酯、巴西棕榈酸、蜡酸和烃类)，优选具有70-90℃的熔化范围。

相应地，可以单独和/或组合实现下列目的：

●壁材料对可见光的透明度/非常低的固有颜色

●使胶囊内的隔室与胶囊周围的环境隔开

●控制胶囊内的条件：细菌视紫红质(BR)的含量；pH；水含量、盐含量

●颗粒细度小于50微米，或小于20微米，优选小于10微米

●胶囊在25℃下在24小时内对10％强度乙醇溶液的耐受性

●在10％强度的乙醇溶液中储存时保持变色功能

●该方法可以利用天然的细菌视紫红质，也可利用突变体，特别是利用突变体D96N。

当变色颜料细菌视紫红质只有在包埋在细菌来源的紫膜中时，才能实现其功能。这种包埋可以被有害的化学品如表面活性剂、极性溶剂或其它成分破坏，例如典型的是印刷墨水。