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·32· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷
近年来,以固体颗粒取代表面活性剂稳定的 DF 系列集热式磁力搅拌器,上海双捷实验设备
Pickering 乳液,因其独有的界面粒子自组装效应、 有限公司;pH 酸度计,成都世纪方舟科技有限公司;
较强的界面稳定性和广泛的工业应用而成为研究热 ALPHA 1-2 LD 型冷冻干燥机,德国 Christ 公司;
[1]
点 。与传统表面活性剂相比,固体粒子作为乳液 Sigma3-18K 型冷冻离心机,美国 Sigma 公司;Nicolet
[3]
[2]
的稳定剂不仅用量少 、毒副作用低 ,且制备的乳 iS10 型傅里叶变换红外光谱仪,美国赛默飞世尔科
[4]
液稳定性高 。目前,稳定 Pickering 乳液的固体粒 技分子光谱部;Nano-ZS ZEN3600 型激光光散射
子多为无机纳米粒子 [5-7] 和合成高分子制备的纳米 仪,英国 Malvern 公司;Inspect F50 型扫描电子显
[8]
微球 等。随着 Pickering 乳液在食品、化妆品以及 微镜(SEM),美国 FEI 公司;SPM-9600 型原子
医药等领域的拓展应用,研发生物相容性好、可生 力显微镜(AFM),日本 Shimadzu 公司;ZEISS Libra
物降解且免疫原性低的固体粒子成为发展趋势。基 200 FE 型透射电子显微镜(TEM),德国 Carl Zeiss
于此,自然界中来源广泛且无毒的天然高分子材料 AG 公司 ; OCAH 型 光 学 接触角测量 仪,德 国
如多糖类 [9-11] ,蛋白质类 [12-13] 和脂肪类 [14] 等引起广 Dataphysics 公司;Ultra Turrax T25 型均质乳化机,
泛关注。其中,明胶作为一种生物相容性良好的两 德国 IKA 公司;CKX53 型倒置生物显微镜,日本
性聚电解质其表面具有丰富的活性基团,已被研制 Olympus 公司。
成生物基纳米颗粒,用于稳定 Pickering 乳液 [13,15] 。 1.2 AGNPs 的制备
目前,制备明胶纳米颗粒(Gelatin nanoparticles, 1.2.1 氨基化明胶的制备
GNPs)的方法多采用二次去溶剂法 [13] 。由于明胶自 以 B 型明胶为原料,采用 Morimoto [18] 等提出的
身分子量分布的不均一性,该方法分两次先后加入 方法,在水溶性碳二亚胺盐酸盐(EDC)活化羧基
去溶剂化试剂(丙酮或乙醇),第一次目的是为了分 的条件下,利用乙二胺与明胶中的羧基发生酰胺化
离纯化得到高分子量的明胶组分,第二次是使高分 反应,使得明胶中的部分羧基转化为酰胺基。实验
子量的明胶分子脱水引起明胶分子链蜷曲,然后加 中采用反应时间 1 h,温度 37 ℃,pH = 5.0,乙二胺、
入交联剂固定分子聚集体形成 GNPs。该方法在制备 EDC 及明胶的质量比为 3.2∶0.62∶1 的优化条件,
过程中由于交联剂的引入,使颗粒自身氨基数量减 制备的产物的氨基含量为 0.839 mmol/g,其等电点
少、表面净电荷量降低,影响其长期储存稳定性 [16] 。 约为 11.5。
另外,颗粒的均一性 [17] 是影响 Pickering 乳液稳定性 1.2.2 AGNPs 的制备
的重要因素。杨岚 [16] 等在二次去溶剂法的基础上, 以 1.2.1 节制备的氨基化明胶为原料,采用
通过减小明胶在分散体系中的浓度来制备粒径较 Azarmi [19] 等提出的二次去溶剂法。氨基化明胶比纯
小、分散较为均匀的 GNPs,不过该法是以增加有机 明胶等电点高,故需要优化制备过程的 pH。制备步
溶剂丙酮的用量来实现的。因此,寻找新方法或工 骤与文献 [16] 一致,反应温度为 40 ℃,交联剂用量为
艺来改善明胶纳米颗粒的储存稳定性和粒径均一性 4.5%(以氨基化明胶的质量为基准,下同),通过改
很有必要。 变制备过程中体系的 pH 制得系列 AGNPs 分散液。
本文首先对明胶改性制得氨基化明胶,然后以 具体过程为:将 1.25 g 氨基化明胶溶于 25 mL 去离
戊二醛为交联剂,采用二次去溶剂法制备氨基化明 子水中,充分溶解后加入 25 mL 去溶剂化试剂丙酮,
胶纳米颗 粒( Aminated gelatin nanoparticles , 继续加入 25 mL 去离子水,随后采用 1 mol/L 的 HCl
AGNPs)。考察了制备过程中 pH 对 AGNPs 粒径以 溶液调节体系的 pH 分别为 3.0、4.0、5.0、7.0,接
及分散性的影响,分析对比了 GNPs 和 AGNPs 的分 着缓慢搅拌并滴加丙酮直至溶液变为乳白色。然后加
散性、储存稳定性、结构及表面润湿性等方面的差 入 100 µL 戊二醛,持续搅拌反应 3 h。最后采用冷
异,并初步探索了其在稳定 Pickering 乳液方面的应用。 冻离心机将反应后的液体于 10000 r/min 离心 30 min,
并将该下层固体复溶于蒸馏水中即得 AGNPs 分散液。
1 实验部分
1.3 表征及性能测定
1.1 试剂与仪器 1.3.1 明胶、氨基化明胶及AGNPs的红外光谱(FTIR)
B 型明胶(医用级,胶强度为 Bloom 240 g)、 测试
碳化二亚胺盐酸盐(AR)、戊二醛(AR,质量分数 分别称取 1 mg 干燥的明胶、氨基化明胶以及
50%),上海阿拉丁生化科技有限公司;三硝基苯磺 AGNPs 样品与 KBr 粉末充分混合,在研钵中研磨成
酸(AR,质量分数 5%),西格玛奥德里奇(上海) 粉末,并用压片机压制成型。使用红外光谱仪对其
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贸易有限公司;乙二胺、丙酮、盐酸、磷酸二氢钾, 进行测试,扫描范围为 400~4000 cm ,扫描频率为
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AR,成都科龙化工试剂厂。 4 cm /s。