本发明专利技术提供一种纳米尺寸的黑色素颗粒及黑色素颗粒的制备方法，所述制备方法的特征在于，通过同时或依次进行下列步骤(1)和(2)生成黑色素，步骤(1)：在含有多巴胺·H+X-的水溶液(其中，H+X-是酸)中添加碱(base)，进行酸碱中和反应，以及步骤(2)：使多巴胺在空气中氧化的同时进行聚合反应(polymerization)。并且在添加所述碱时，通过将多巴胺·H+X-(a)和碱(b)的摩尔比例调节至a：b＝1:0.1～1，生成纳米尺寸的黑色素颗粒。根据本发明专利技术的制备方法可以在短时间内制备纳米尺寸的黑色素颗粒。而且，根据本发明专利技术制得的纳米尺寸的黑色素颗粒，与天然的黑色素或现有合成的黑色素不同，在溶剂中的分散性良好，从而可以应用于各种领域。
【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2010年10月22日、申请号为201080047906.9、专利技术名称为“”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种在溶剂中具有良好的分散性的纳米尺寸的黑色素颗粒、其制备方法及用于制备黑色素颗粒的中间体。
技术介绍
黑色素是在植物、动物、原生生物等各种生物的各种部位存在的生物高分子(bio-polymer),分为深棕色的真黑素(Eumelanin)和黄红色的褐黑素(phe omelanin)。真黑素源自 L-3.4-二羟基苯丙氨酸(3，4-dihydroxy-L-phenylalanine, L-D0PA)或 2-(3,4- 二羟基苯基)乙胺[2- (3, 4-dihydroxyphenyl) ethylamine, do pamine (多巴胺)]。存在含硫醇基(-SH)物质，例如半胱氨酸(cysteine)、谷胱甘肽(glutathione)等的条件下，所述褐黑素源自L-DOPA或多巴胺(dopami ne)。众所周知，真黑素作为在哺乳动物中主要存在的黑色素，是含 吲哚单元(i ndole units)的、结构不均匀的生物高分子。儿茶酚胺(catecholamine)氧化，引起邻醌(o-quinones)中的胺基(amine group)部分发生分子内插入(intramolecular addition),从而形成吲哚单兀(indole units)。单纯作为色素，黑色素不仅可以阻挡超过一定量的紫外线，还具有多种生物学功能，因此，人们正积极地进行对黑色素本身、其制备方法及其应用领域的研究。目前已知的黑色素的生物学功能有多种，包括吸收大面积电磁辐射(electromagnetic radiation)的光保护(photoprotection)功能，例如:光敏作用(photosensitization)、金属离子螯合(metal ion chelation)、抗生作用(antibiotic)、体温调节(thermoregulation)、自由基淬火(free radical quenching)等。这种黑色素用于光电池(photovoltaic cell)、传感器(sensor)、光电及能源存储(optoelectric andenergy storage)、光敏及光保护材料(photoactive and photoprotective materials)、抗氧化物质、生物医学(biomedical)、化妆品等各种应用领域中。这种黑色素可以从现有的自然界中获得，也可以通过包括酶促反应或氧化反应的人工合成方法获得。具体地，黑色素可以从生物体内获得。在生物体中，酪氨酸(tyrosine)是氨基酸的一种，通过酪氨酸酶(tyrosinase)被氧化，转换成二羟基苯丙氨酸(dihydroxyphenylalanine)后,二羟基苯丙氨酸通过一系列的氧化过程转变为黑色素。但是,至于从自然界获得的黑色素，不仅由于不易溶解于水等溶剂中而难以在各个领域中应用，而且生成的黑色素的量不稳定，另外，目前尚缺乏常规化的获得在生物体内生成的天然的黑色素的工艺。此外，至于用人工合成方法获得的黑色素，由于黑色素为不规则形状的物质，获得过程需要较长时间，不仅不溶解于水等溶剂中，而且在溶剂中也不能很好地分散，从而在各种领域的应用中具有局限性。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题通过现有技术不能合成可以在水等溶剂中分散的纳米尺寸的颗粒状态的黑色素，即便是天然黑色素，在溶剂中也不能分散。本专利技术人通过实验发现:含有多巴胺.H+X_的水溶液(其中，H+X_是酸)和碱(base)发生化学反应生成 多巴胺，在氧化多巴胺的同时使其发生聚合反应(polymerization),从而制备黑色素；在添加所述碱时，调节多巴胺H+X^和碱的摩尔比例，可以制备具有一定形状的颗粒状态的黑色素，而且，可以将颗粒尺寸调节为纳米尺寸。本专利技术以此为基础。此外，本专利技术的目的在于通过利用标准还原电势约1.4~2的氧化剂，使多吧(3, 4-dihydroxyphenylalanine, D0PA)进行聚合反应,制备黑色素颗粒。而且，本专利技术的目的在于通过调节影响反应速度的各种合成条件，精确调节黑色素颗粒的尺寸和形状。解决技术问题的技术手段本专利技术提供一种黑色素颗粒的制备方法及根据所述方法制得的纳米尺寸的黑色素颗粒，其特征在于，通过同时或依次进行下列步骤⑴和⑵生成黑色素，步骤⑴:向含有多巴胺.H+X_的水溶液(其中，H+X_是酸)中添加碱(base)，进行酸碱中和反应；以及步骤(2):使多巴胺在空气中氧化的同时进行聚合反应(polymerization)。并且在添加所述碱时，通过将多巴胺*H+X_(a)和碱(b)的摩尔比例调节至a:b = 1:0.1~I,生成纳米尺寸的黑色素颗粒。此外，本专利技术提供一种制备黑色素颗粒方法及根据所述方法制得的黑色素颗粒。该方法为:在标准还原电势约1.4~2的氧化剂下，聚合反应多吧(DOPA)，从而制备黑色素颗粒。此外，本专利技术提供一种纳米尺寸的黑色素颗粒。此外，本专利技术提供一种用于制备黑色素颗粒的中间体，具体为:在将多巴胺《H+X^a)和碱(b)的摩尔比例调节至a:b = 1: (0.1~I)的状态下，向含多巴胺.Η+Χ—的水溶液(其中，H+X-是酸)中加入碱(base)，进行酸碱中和反应后，冷冻干燥，从而制得用于制备黑色素颗粒的中间体。有益.效果根据本专利技术的制备方法可以在短时间内制备纳米尺寸的黑色素颗粒。而且，根据本专利技术制得的纳米尺寸的黑色素颗粒，与天然的黑色素或现有合成的黑色素不同，在溶剂中的分散性良好，从而可以应用于各种领域。【附图说明】图1是实施例1中制得的黑色素颗粒和乌贼墨的TEM照片及SEM照片，(a)和(C)分别是乌贼墨和实施例1中制得的黑色素颗粒的TEM照片，(b)和(d)分别是乌贼墨和实施例I中制得的黑色素颗粒的SEM照片；图2是示出在实施例1中获得的黑色素颗粒在水中具有优异的分散性的图片；图3至图6分别示出在实施例1中获得的黑色素颗粒的CP/MAS13C固态NMR、FT_IR、EPR及UV-VIS的波谱；图7是在实施例1中制备黑色素颗粒的过程的概略图；图8示出根据实施例2至实施例4制备黑色素颗粒时，随着含多巴胺.H+Cr的水溶液和碱的混合比例的变化，反应时间及含多巴胺.H+Cr的水溶液的pH的变化示意图；图9至图14分别是实施例2、4至8中制备的黑色素颗粒的TEM照片；图15的(a)至(C)分别示出在实施例1、10及11中制备的黑色素颗粒的TEM照片;图16示出在实施例1中制备的黑色素颗粒与金属反应时是否保持黑色素颗粒的分散性的图片；图17 (a)是多巴胺.H+C1_的1H-NMlU氢核磁共振)的波谱示意图，图17 (b)是用于制备在实施例12中制得的黑色素颗粒的中间体(反应产物)的1H-NMR的波谱；图18是示出在碱性条件下(pH为8~11)利用mPEG_Nu对黑色素颗粒进行表面处理时发生1，4-加成反应的概略图；图19是示出根据实施例13至15经表面处理后的黑色素颗粒在磷酸盐缓冲溶液(PBS)中的分散过程的概略图；图20至图22 分别是在实施例13至实施例15中获得的经表面处理后的黑色素颗粒本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种黑色素颗粒的制备方法，其特征在于：在存在标准还原电势为1.4以上的氧化剂的条件下，使多巴(3,4‑二羟基苯丙氨酸，DOPA)进行聚合反应，以制备所述黑色素颗粒。
【技术特征摘要】
2009.10.23 KR 10-2009-01011881.一种黑色素颗粒的制备方法，其特征在于: 在存在标准还原电势为1.4以上的氧化剂的条件下，使多巴(3，4-二羟基苯丙氨酸，DOPA)进行聚合反应，以制备所述黑色素颗粒。2.如权利要求1所述的黑色素颗粒的制备方法，其特征在于: 所述氧化剂选自高锰酸钾、高碘酸钾及高碘酸钠。3.如权利要求1所述的黑色素颗粒的制备方法，其特征在于，还包括步骤: 利用在高分子端部含硫醇基的烷氧基聚乙二醇对生成的黑色素颗粒进行表面处理， 其中，所述烷氧基聚乙二醇的烷氧基的碳原子数为I~50。4.如权利要求3所述的黑色素颗粒的制备方法，其特征在于，所述表面处理步骤包括: 步骤(1):向黑色素颗粒分散在水中获得的分散溶液中加入可以使所述分散溶液的PH从6~8变为9.5~11.5的碱；以及 步骤(2):加入在端部含硫醇基的烷...
【专利技术属性】
技术研发人员：李振圭，朱国渊，
申请(专利权)人：首尔大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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