[发明专利]淀粉纳米微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及变性淀粉的生产方法，具体是指以离子液体替代传统微乳液的水相制备离子液体微乳液，并以此为反应体系，采用微乳液交联方法制备淀粉纳米微球。

背景技术

淀粉是一类廉价、易得的天然可再生资源，以淀粉为原料制备高附加值的衍生物，越来越受到人们的关注。淀粉纳米微球（StNP，一般指粒径大小在1～1000nm的淀粉微球）是应用较为广泛的一类变性淀粉。研究发现，StNP具有良好的稳定性、生物降解性、生物相容性。由于纳米颗粒粒径很小，具有巨大自由表面，使淀粉纳米粒子具有较高胶体稳定性和优异吸附性能，能较快达到吸附平衡，具有穿过组织间隙并被细胞吸收、靶向、缓释、多种给药途径等优点。更重要的是，其应用后不会在人体内产生类似蛋白类材料的抗原性，其综合性能优于合成高分子材料和脂微球、蛋白质、壳聚糖等天然产物微球。在药物载体材料中具有广泛的应用价值。

目前，淀粉纳米微球的制备方法有物理法、化学法和油包水（W/O）微乳液法。球磨技术是制备淀粉微球的物理方法，工作原理是：以乙醇或水为介质，淀粉颗粒在机械力的作用下发生破碎。这种方法制备的淀粉微球粒径较大，不均匀，成本高，少部分淀粉颗粒外表面破裂、粗糙，水解、酶解速度大大加快；其中个别颗粒表面虽没有任何变化，但内部已经破裂。化学共沉淀法一般用来制备磁性淀粉微球。反相微乳液法是近年来发展起来的制备淀粉纳米微球的新方法。用油包水微乳液法制备淀粉微球时，淀粉微球成核、长大均是在微小水滴内完成，水滴大小直接限制颗粒长大，得到粒度可控的淀粉微球。。

综合国内外研究者采用传统W/O微乳液制备合成淀粉微球的过程，存在环境污染风险，淀粉颗粒粒径大，粒度分布宽，从而大大影响了产品的应用性能。现有的W/O微乳液法合成淀粉微球存在很多现实缺陷，主要是：（1）微乳液体系。传统含淀粉微乳液不稳定，对温度极其敏感，温度的改变经常带来微观结构的改变，从W/O型转变为水包油（O/W）型，有时甚至出现相分离，这就使得该微乳液体系下的淀粉交联反应受到很大影响，最终影响产品质量；（2）水相选择。传统微乳液中淀粉充分溶解比较困难，这将直接影响淀粉微球的粒径大小及分布。为了使淀粉能很好地溶解于水中，常选用可溶性淀粉作为原材料，将淀粉溶解于碱性溶液中。可溶性淀粉的选择不仅使原料利用受到限制，还会造成生产成本的增加；此外，为保证一定的产量、避免过多碱液、有机油相的使用，淀粉浓度通常较高，使得交联反应得到的淀粉微球粒径较大，难以获得纳米级的淀粉微球。

发明内容

本发明针对目前淀粉纳米微球合成过程中存在的问题，采用离子液体替代传统微乳液中的水相，构建出具有良好稳定性的离子液体微乳液并利用构建的微乳液制备出淀粉纳米微球。该方法拓展了离子液体在构建微乳液及由此构建的微乳液在淀粉微球合成应用方面的新领域，为淀粉制备性能优良的药物载体材料提供了更大的发展潜力。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种淀粉纳米微球的新型制备方法包括如下步骤：

（1）将淀粉原料在40～60℃烘干，控制淀粉水分质量含量低于3%；

（2）用离子液体1－辛基－3－甲基咪唑醋酸盐将步骤（1）所得淀粉配成质量百分比浓度为2～10%的淀粉乳，在氮气的保护下，110～140℃恒温搅拌2～5h；

（3）将步骤（2）所得的淀粉溶液降至室温，加入环己烷、表面活性剂TX‐100和助表面活性剂正丁醇，制备油包离子液体微乳液。环己烷与步骤（2）所得的淀粉溶液质量比为9:1～3:2，表面活性剂TX‐100与助表面活性剂正丁醇按质量比3:1混配，两者的质量总和占油包离子液体微乳液质量的30～50%。

（4）向步骤（3）所得的离子液体微乳液中加入环氧氯丙烷，40～60℃下搅拌反应2～6h；环氧氯丙烷用量为离子液体微乳液质量的0.5～3%；

（5）将步骤（4）所得到的溶液冷却至室温，加入无水乙醇进行沉淀处理，离心处理，去除上清液，得到的沉淀物在35～50℃下干燥40～48h，即获得淀粉纳米微球。

为了更好地实现本发明，所述第（2）步应确定淀粉完全溶解在离子液体中。所述第（5）步用无水乙醇洗涤至沉淀物不含环己烷、离子液体、表面活性剂、助表面活性剂和环氧氯丙烷。所述离心处理是以4000r/min转速离心10min。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：