[发明专利]γ-聚谷氨酸凝胶纳米粒的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及γ‑聚谷氨酸凝胶纳米粒的制备方法：第一步，取三聚磷酸钠投入去离子水中配制成三聚磷酸钠溶液并用有机酸溶液调整pH为6.0‑6.5，过滤备用；第二步，壳聚糖溶液配制：选取壳聚糖投入有机酸溶液中配制成壳聚糖溶液，搅拌溶胀16‑20h，取溶胀后的壳聚糖溶液调整pH至6.0‑6.5，过滤备用；第三步，γ‑聚谷氨酸‑聚乙烯吡咯烷酮溶液配制：称γ‑聚谷氨酸和聚乙烯吡咯烷酮投入去离子水中配制成γ‑聚谷氨酸‑聚乙烯吡咯烷酮溶液并调整pH为5.8‑6.2，过滤备用；第四步，γ‑聚谷氨酸纳米粒制备：将γ‑聚谷氨酸‑聚乙烯吡咯烷酮溶液与三聚磷酸钠溶液混合后滴加到壳聚糖溶液中直至出现明显蓝色乳光。第五步，将第四步制得的γ‑聚谷氨酸纳米粒冻干成纳米粒干粉。

技术领域

本发明涉及一种γ-聚谷氨酸凝胶纳米粒的制备方法及其应用，属于凝胶加工技术领域。

背景技术

γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是以枯草芽孢杆菌通过发酵技术制备的一种高分子化合物，是由L-谷氨酸、D-谷氨酸单体通过酰胺键聚合而成的一种多肽分子。它的分子链中有活性很强的-COOH基团，被发现有很多可利用的功能，如吸水性、保湿性及吸附重金属等，同时单体谷氨酸属于氨基酸，降解后不会造成任何污染，是环境友好型材料。γ-聚谷氨酸由于含有较多的羧基和活性基团，故其具有较强的保水性和缓释性，这两方面的性质使其在保健品、医药品和化妆品具有广泛的应用。

但在使用中普遍发现，γ-聚谷氨酸水凝胶吸水后变得软弱，机械性能较差，在应用上会有很大局限。此外，γ-聚谷氨酸水凝胶对纯水可达到数千倍的吸水，但在离子溶液环境如盐水中，水凝胶的吸液能力会出现大幅下降。在实际应用中，水凝胶常处于需要一定力学强度的环境与有一定浓度的离子环境中。因此提高水凝胶的机械性能和对离子溶液的吸液性能是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种γ-聚谷氨酸凝胶纳米粒的制备方法及其应用，该γ-聚谷氨酸凝胶纳米粒稳定性好，具有很好的机械强度以及对离子溶液的吸液性能，该方法工艺设计合理，易于工业化生产，产品质量可靠。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种γ-聚谷氨酸凝胶纳米粒，由以下方法制备：

第一步，三聚磷酸钠溶液配制：取三聚磷酸钠投入去离子水中配制成三聚磷酸钠溶液并用有机酸溶液调整pH为6.0-6.5，过滤备用；

第二步，壳聚糖溶液配制：选取壳聚糖投入有机酸溶液中配制成壳聚糖溶液，搅拌溶胀16-20h，取溶胀后的壳聚糖溶液调整pH至6.0-6.5，过滤备用；

第三步，γ-聚谷氨酸-聚乙烯吡咯烷酮溶液配制：称γ-聚谷氨酸和聚乙烯吡咯烷酮投入去离子水中配制成γ-聚谷氨酸-聚乙烯吡咯烷酮溶液并调整pH为5.8-6.2，过滤备用；

第四步，γ-聚谷氨酸纳米粒制备：将γ-聚谷氨酸-聚乙烯吡咯烷酮溶液与三聚磷酸钠溶液混合后滴加到壳聚糖溶液中直至出现明显蓝色乳光。

第五步，将第四步制得的γ-聚谷氨酸纳米粒冻干成纳米粒干粉。

实践中发现，三聚磷酸钠一方面可以促溶、分散，改善γ-聚谷氨酸水凝胶吸水膨胀的均一性，避免局部性能缺陷，导致整体强度不足，另外，其可以螯合γ-聚谷氨酸溶液中存在的离子，降低离子强度，由于离子强度与水凝胶吸附倍率的5/3次方成反比，让γ-聚谷氨酸纳米粒的吸盐水倍率显著提高。其次，PVP作为一种合成水溶性高分子化合物，具有水溶性高分子化合物的一般性质，包括成膜性和增溶作用，实践中发现，添加一定量的聚乙烯吡咯烷酮能够显著提高γ-聚谷氨酸凝胶的成膜性，尤其是当本发明的γ-聚谷氨酸凝胶作为药物载体使用时，成膜性至关重要，另外可以提高药物的溶解性，改善药物负载效果和渗透效果。

优选的，一种γ-聚谷氨酸凝胶纳米粒，由以下方法制备：