[发明专利]一种抗氧化酶纳米胶囊及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗氧化酶纳米胶囊及其制备方法与应用，特别涉及一种抗氧化酶纳米胶囊及其制备方法与在清除卷烟烟气自由基中的应用。

背景技术

众所周知，吸烟有害健康。随着近年来有关吸烟和健康的研究发现，每支卷烟在燃烧时产生约1×10¹⁶个自由基，这些自由基是引起各种疾病的重要原因。烟气中的自由基是含有未成对电子的原子、分子或原子团，易与其他物质发生氧化还原等反应而形成稳定的物质。大多数自由基的性质极为活泼，具有很高的反应活性，参与大量的化学反应。烟气中自由基的直接毒性会产生DNA损伤、生物膜氧化损伤和神经损伤等病理生物学作用；其间接毒性是可在体内激活和产生大量活性更高、毒性更大的其他自由基，如超氧自由基和羟基自由基，从而最终导致细胞的损伤和疾病的发生。据报道多种癌症、肺气肿、呼吸道疾病和心血管疾病均与之有关。为了减少烟气中自由基对吸烟者的危害，烟草行业对烟草自由基的研究主要侧重于自由基的降低，在国内外烟草界已有很多研究者做了这方面的工作。然而由于烟气温度很高(50～60℃)且通过卷烟滤嘴的时间很短，这就使得自由基清除剂必须同时满足热稳定性好以及反应速率快等特性。

近年来，在去除卷烟烟气中自由基的研究上取得了一些进展。目前主要的清除方式是在滤嘴或烟丝中添加抗氧化剂，包括天然植物提取物和矿物质等。但是这些抗氧化剂反应速率低，并且长期放置后对自由基的清除效果会受到影响。因此，寻找新型、廉价、稳定、高效、缓释的活性物质用于清除卷烟烟气中的气相自由基是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗氧化酶纳米胶囊及其制备方法与应用，该抗氧化酶纳米胶囊具有表面官能性、环境稳定性和高效催化性，可有效清除卷烟烟气中的自由基。

本发明提供的抗氧化酶纳米胶囊的制备方法，包括如下步骤：

(1)抗氧化酶的表面修饰：将N-丙烯酰氧琥珀酰亚胺在有机溶剂中形成的溶液滴加到抗氧化酶的磷酸缓冲溶液中，经丙烯酰化完成所述抗氧化酶的表面修饰；

(2)原位自由基聚合：在惰性气氛下，将单体、交联剂和引发剂加入到经表面修饰的抗氧化酶溶液中，经原位自由基聚合得到所述抗氧化酶纳米胶囊；

所述单体为丙烯酰胺或烷基丙烯酰胺。

此外，为了进一步减轻烟气中自由基对人体的损伤，将上述抗氧化酶纳米胶囊制成气雾剂，可以起到协同清除烟气自由基的作用。本发明进一步提供了抗氧化酶纳米胶囊气雾剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)抗氧化酶的表面修饰：将N-丙烯酰氧琥珀酰亚胺在有机溶剂中形成的溶液滴加到抗氧化酶的磷酸缓冲溶液中，经丙烯酰化完成所述抗氧化酶的表面修饰；

(2)原位自由基聚合：在惰性气氛下，将单体、交联剂和引发剂加入到经表面修饰的抗氧化酶溶液中，经原位自由基聚合得到抗氧化酶纳米胶囊；

所述单体为具有双键的可聚合基团的有机物，所述可聚合基团为乙烯基、丙烯酰基、丙烯酰氨基、烷基丙烯酰基、烷基丙烯酰氨基、甲基丙烯酰基和甲基丙烯酰氨基中的任一种；

(3)将所述抗氧化酶纳米胶囊与抛射剂混合后装入耐压容器中即得抗氧化酶纳米胶囊气雾剂；

所述抛射剂的质量占所述抗氧化酶纳米胶囊和所述抛射剂总质量的6％～8％，具体可为6％或8％；所述抛射剂为氢氟烷烃类、碳氢化合物类和二甲醚中的任一种。

上述抗氧化酶纳米胶囊气雾剂的制备方法中，所述单体可为中性的、中性亲水的、疏水的、带正电荷的或带负电荷的。

上述抗氧化酶纳米胶囊或抗氧化酶纳米胶囊气雾剂的制备方法中，步骤(1)中，所述抗氧化酶表面的氨基与所述N-丙烯酰氧琥珀酰亚胺发生丙烯酰化，在酶的表面修饰上乙烯基团；步骤(2)中，通过原位自由基聚合，在经过表面修饰的抗氧化酶的外层形成一层聚合物，形成核壳结构的纳米胶囊。所述抗氧化酶与外层的聚合物通过共价键连接，可有效防止酶分子热伸展变性而导致解离，并且在较高的温度下，包裹在外层的高分子聚合物可以有效的保护酶的活性中心，抑制了酶蛋白分子的自降反应，可增强包埋的抗氧化酶的耐热性。

上述抗氧化酶纳米胶囊或抗氧化酶纳米胶囊气雾剂的制备方法，步骤(1)中，所述抗氧化酶与所述N-丙烯酰氧琥珀酰亚胺的质量比可为1：1～20：1，具体可为1：1或20：1；