[发明专利]人造真菌黑色素材料的制备及抗氧化应用

说明书

本发明提供一种真菌黑色素纳米粒子及其制备方法及应用，在空气氛围下，将1，8‑二羟基萘溶于乙腈和水的混合溶液中，搅拌得A溶液；将过硫酸铵溶于水中得B溶液；在搅拌下将B溶液缓慢加入A溶液中，混合均匀，将混合液于搅拌下在金属浴上加热升温反应，得反应液；将反应液离心，沉淀清洗超声分散后再次离心，重复多次，得到真菌黑色素纳米粒子；将真菌黑色素纳米粒子在去离子水中分散保存。本发明的真菌黑色素纳米粒子的制备方法，创造性的采用了过硫酸铵分解，产生的自由基引发聚合。不需要额外加入高分子及水溶性表面活性剂，就可以调节粒径。粒径均一，大小可以根据情况进行调配，对细胞没有明显的毒性，且在自由基清除方面的能力强。

技术领域

本发明涉及一种人造真菌黑色素材料的制备及抗氧化应用，具体的，涉及一种真菌黑色素纳米粒子、其制备方法及应用，属于黑色素材料技术领域。

背景技术

黑色素是一种存在于动物、植物和微生物等许多生物体中的天然色素，以其在人类皮肤着色中的作用而闻名，然而，它们也以多种方式发挥作用，如金属离子络合、自由基猝灭、光保护、神经保护等。黑色素根据其结构可分为五种类型：真黑色素、褐黑色素、神经黑色素、脓黑色素、异黑色素。其中异黑色素是一种不含氮的黑色素，通常在植物、真菌等生物中存在。

以1，8-二羟基萘(DHN)为前体合成的真菌黑色素(或被称为DHN-黑色素)就是异黑素的一种，这种黑色素被发现于切尔诺贝利核电站，在大多生物无法存活的高强度的电离辐射下生长的一种真菌中(Microbiol.2008,11,525–531)。在真菌中，真菌黑色素都有助于其在恶劣的环境中生存，通过作为细胞壁的必要成分，增加其刚性，疏水性，负电荷和减少其孔隙率(Biochemistry 2005,44,3683–3693)。此外，真菌黑色素可以保护这些真菌免受高剂量辐射，在某些情况下，已证明γ辐射对在宇宙飞船上和切尔诺贝利反应堆内发现的某些种类的黑化真菌是有益的(PLoS One 2007,2,e457)。鉴于天然黑色素的无数功能和它们固有的化学性质的复杂性，合成人造黑色素材料为分析黑色素的结构和功能提供了有前途的途径。

目前已有的合成人造真菌黑色素的方法通常是利用酶催化聚合(ChemPlusChem2019,84(9),1331-1337)，强氧化剂氧化聚合(ACS Nano 2019,13,10,10980–10990)，氨气催化的固相聚合(J.Mater.Chem.B,2020,8,4412-4418)。其中酶催化聚合所得的真菌黑色素材料形貌不均一，且酶活性不同可重复性差。而强氧化剂氧化制得的真菌黑色素粒径虽然均一但可调整范围小，且氧化剂会带来较多副反应和副产物。氨气催化的固相聚合则局限于制备介质表面的涂层。所以一种产率高、粒径可控、可重复性好的人造真菌黑色素合成方法仍有待探索。

针对上述的问题，本发明提供了一种依靠自由基引发剂过硫酸铵来引发1，8-二羟基萘聚合来制备人造真菌黑色素(PDHN)的方法。该方法副反应更少，通过自由基来引发材料的聚合这一过程更加可控。可以通过调节反应条件和原料配比来调控纳米粒子的粒径，粒径在66-320nm间。配方简单，成本低，工艺流程短，易于放大。且本发明所得的纳米粒子有很强的清除自由基的能力，明显强于通常在抗氧化领域使用的聚多巴胺材料，有望作为新的抗氧化添加剂以及药物使用。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种人造真菌黑色素纳米粒子的制备方法，一种人造真菌黑素纳米粒子，以及其在抗氧化中的应用。

一方面，本发明提供一种真菌黑色素纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

在空气氛围下，将黑色素前体溶于溶剂中，搅拌得A溶液。

将自由基引发剂溶于水中，得B溶液。

在搅拌下将B溶液缓慢加入A溶液中，混合均匀，将混合液于搅拌下在金属浴上加热升温反应，得反应液。

将反应液离心，沉淀清洗超声分散后再次离心，重复多次，得到人造真菌黑色素纳米粒子。