一种单烷基磷酸酯（盐）囊泡及其制备与应用制造技术

本发明专利技术涉及一种单烷基磷酸酯(盐)囊泡及其制备与应用。单烷基磷酸酯(盐)常温下在水中的溶解度低，且无法构筑囊泡结构，限制了应用。向单烷基磷酸酯(盐)和水的分散体系中加入助溶剂短直链脂肪醇或/和胍基化合物，提高了单烷基磷酸酯(盐)在水中的溶解度，同时诱导单烷基磷酸酯(盐)囊泡在常温下的自发形成。本发明专利技术囊泡的粒径介于50～500nm之间，其膜厚度介于3.6～3.9nm之间，其溶液pH值介于6.0～6.9之间。该囊泡表现出选择渗透性、生物相容性和优越的稳定性，将其应用为分子反应器实现了系列酶级联反应。此外，本发明专利技术囊泡在药物载体、纳米粒子合成、化妆品和生物膜模拟等领域具有潜在的应用价值。

A Monoalkyl Phosphate (Salt) Vesicle and Its Preparation and Application

The invention relates to a monoalkyl phosphate (salt) vesicle and its preparation and application. Monoalkylphosphate (salt) has low solubility in water at room temperature and can not construct vesicle structure, which limits its application. The solubility of monoalkyl phosphate (salt) in water was improved by adding short-chain aliphatic alcohols or/and guanidine compounds as cosolvents to the dispersion system of monoalkyl phosphate (salt) and water, and the spontaneous formation of monoalkyl phosphate (salt) vesicles was induced at room temperature. The diameter of the vesicle is between 50-500 nm, the thickness of the membrane is between 3.6-3.9 nm, and the pH value of the solution is between 6.0-6.9. The vesicles exhibit selective permeability, biocompatibility and superior stability. A series of enzymatic cascade reactions were realized by using the vesicles as molecular reactors. In addition, the vesicles of the invention have potential application value in the fields of drug carrier, nanoparticle synthesis, cosmetics and biofilm simulation.

【技术实现步骤摘要】
一种单烷基磷酸酯(盐)囊泡及其制备与应用
本专利技术属于囊泡制备
，具体涉及一种单烷基磷酸酯(盐)囊泡及其制备方法和应用。
技术介绍
所谓囊泡，是由闭合双亲分子层包裹微水相而形成的一种有序聚集体，亲水性的极性头分别朝向囊泡的内部和外部，与水相接触；疏水性的双分子层则形成疏水区域，远离水相，一般为球形或者椭球型。由于囊泡的独特核壳结构，在生物细胞膜模拟、催化反应、纳米颗粒合成和药物传输控释等领域有着重要的应用前景。早期的囊泡制备主要是利用机械力方法，如超声振荡法、挤压法、机械过滤法、均质剪切法、干膜超声波法、乙醇注射法、氯仿注射法及逆向蒸发法等。这些通过向体系中输入能量的物理方法制备过程繁琐复杂，且制备得到的囊泡稳定性比较差，限制了囊泡的研究和应用。现在人们多用自组装形成法，即在合适的体相溶液的物理化学条件下双亲分子自组装形成囊泡，如通过pH值、温度、盐度的调节以及有机添加剂或重金属离子的加入等来诱导囊泡的自发形成。自发形成法所得囊泡的尺寸、膜厚和渗透性等可通过改变表面活性剂链长或者助表面活性剂相对量来调控，且其制备过程简单、所得囊泡稳定性好，因而日益受到人们的关注。单烷基磷酸酯及其盐(MAPs)是表面活性剂中很重要的一种类型，由于其在结构上和生理学上的作用类似于天然磷脂，性质极为温和，对皮肤和眼睛几乎无刺激，是理想的膏霜乳化剂。其具有优良的抗静电性、柔软调理性、乳化分散性，其刺激性小、温和、易冲洗、泡沫丰富细腻，洗后滑爽，被广泛用于皮肤护理产品中。同时由于单烷基磷酸及其盐类囊泡具有优良的抗静电、乳化分散、润滑、耐酸耐碱等特性，在化纤、纺织、皮革、塑料、造纸、医药、生物膜模拟等领域也具有潜在的应用前景。日本专利文件JP2015127322A公开了β-支链单烷基磷酸酯/碱性中和剂囊泡分散溶液及其制备方法。该专利文件中利用碱性中和剂使单烷基磷酸酯生成其对应的盐而提高溶解度。而且，β-支链单烷基磷酸酯及其盐具有较低的Krafft点(25～30℃)，故可以在接近室温条件下构建囊泡结构。但是，直链单烷基磷酸酯及其盐的Krafft点相对较高(≥45℃)，碳链较长的单烷基磷酸酯及其盐的溶解性较差，室温下在水中的溶解度仅几十微克/升，有的甚至不溶于水，所以其在常温下极易分相产生沉淀，大部分相关实验操作须在高温下完成，限制了其在诸多领域的应用。因此，提高其常温下在水中的溶解度成为亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的第一目的在于提供一种常温下提高单烷基磷酸酯及其盐在水中的溶解度的方法，该方法工艺简单，操作方便，适于大规模生产。本专利技术的第二目的在于提供一种单烷基磷酸酯及其盐类囊泡及其制备方法，所述囊泡具有特定的核壳结构，稳定性好、均一性好、尺寸可控、具备选择渗透性，能够包覆亲水性物质、增溶疏水性物质。本专利技术的第三目的在于提供一种上述的单烷基磷酸酯及其盐类囊泡的应用，所述的单烷基磷酸酯及其盐类囊泡能够用作酶级联反应的分子反应器，进行生物膜模拟。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种常温下提高单烷基磷酸酯及其盐在水中的溶解度的方法，包括步骤如下：向单烷基磷酸酯或其盐(分散相)和水(分散介质)的分散体系中加入助溶剂，所述的助溶剂为短直链脂肪醇或/和胍基化合物。根据本专利技术，优选的，所述的短直链脂肪醇为C3-C6链长的短直链脂肪醇，进一步优选为正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇；优选的，当使用短直链脂肪醇作为助溶剂时，助溶剂的加入量为分散体系质量的0.50～90wt.％，进一步优选1～30wt.％。根据本专利技术，优选的，所述的胍基化合物为盐酸胍、硝酸胍、磷酸胍、硫酸胍、磺酸胍、碳酸胍、C2-C8链长的胍基脂肪酸、精氨酸；优选的，当使用胍基化合物作为助溶剂时，助溶剂的加入量为分散体系质量的0.01～10wt.％，进一步优选0.01～6wt.％。根据本专利技术，优选的，所述的单烷基磷酸酯及其盐为直链烷基磷酸酯及其盐，进一步优选C8-C16链长的直链单烷基磷酸酯或其盐。对于碳链较长的(例如：C12以上的)含支链的烷基磷酸酯及其盐也有增加溶解度的作用。根据本专利技术，常温下提高单烷基磷酸酯及其盐在水中的溶解度的方法，是以单烷基磷酸酯或其盐为分散相，水为分散介质，短直链脂肪醇或/和胍基化合物为助溶剂。根据本专利技术，优选的，所述的单烷基磷酸酯及其盐为C8-C16链长的直链单烷基磷酸酯及其盐；进一步优选为：辛基磷酸酯及其钠盐、钾盐、钙盐、镁盐、钡盐、锌盐，癸基磷酸酯及其钠盐、钾盐、钙盐、镁盐、钡盐、锌盐，月桂基磷酸酯及其钠盐、钾盐、钙盐、镁盐、钡盐、锌盐，肉豆蔻基磷酸酯及其钠盐、钾盐、钙盐、镁盐、钡盐、锌盐，棕榈基磷酸酯及其钠盐、钾盐、钙盐、镁盐、钡盐、锌盐。根据本专利技术，所述的单烷基磷酸酯及其盐，可在助溶剂的存在下，改善其溶解度，可将单烷基磷酸酯及其盐的在常温下、水中的质量分数提高到0.03～13wt.％。根据本专利技术，一种单烷基磷酸酯及其盐类囊泡，包括如下组分：单烷基磷酸酯或其盐，质量分数为0.03～1.6wt.％；短直链脂肪醇助溶剂，质量分数为0.03～9.0wt.％；胍基化合物助溶剂，质量分数为0.01～5.0wt.％，余量为水；短直链脂肪醇助溶剂和胍基化合物助溶剂二者任选一种或二者组合。根据本专利技术，优选的，所述的囊泡包括如下组分：单烷基磷酸酯或其盐，质量分数为0.10～0.35wt.％；短直链脂肪醇助溶剂，质量分数为0.5～4.50wt.％；胍基化合物助溶剂，质量分数为0.08～1.00wt.％，余量为水。短直链脂肪醇助溶剂和胍基化合物助溶剂二者任选一种或二者组合。根据本专利技术，优选的，所述的囊泡的粒径介于50～500nm之间，进一步优选粒径介于100～300nm之间，囊泡膜厚度介于3.6～3.9nm之间，外观及物理化学性质都与传统囊泡相似。根据本专利技术，优选的，所述的囊泡，其pH值介于6.0～6.9之间。本专利技术的囊泡为均一、稳定的体系，在常温下可稳定放置12个月以上。根据本专利技术，上述囊泡的制备方法，包括步骤如下：室温下将单烷基磷酸酯或单烷基磷酸酯盐、助溶剂和水混合，搅拌均匀，囊泡自发形成。该制备方法简单、方便、成本低。具体操作时可先通过实验制作表面活性剂/助溶剂/水的三元相图，测认单烷基磷酸酯及其盐类囊泡相区，根据相图选择单烷基磷酸酯或其盐，助溶剂和水的比例。本专利技术采用助溶剂诱导法，制备得到单烷基磷酸酯及其盐类囊泡，且此类囊泡表现出低临界聚集浓度、选择渗透性、生物相容性和优越的高温稳定性、冻融稳定性以及时间稳定性，可用于药物载体、纳米粒子合成、化妆品和生物膜模拟等领域。根据本专利技术，上述的单烷基磷酸酯及其盐类囊泡的应用，用作酶级联反应的分子反应器。本专利技术的单烷基磷酸酯及其盐类囊泡用作酶级联反应的分子反应器，载酶效率高，酶活回收率高，能够有效递送开关分子及信号分子，实现酶级联反应。根据本专利技术，优选的，所述单烷基磷酸酯及其盐类囊泡用作酶级联反应的分子反应器，相关催化酶包括：葡萄糖氧化酶、葡萄糖淀粉酶、蔗糖酶、胆碱氧化酶、磷酸酯酶、辣根过氧化物酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、尿素酶、尿酸酶、肌酸酶和漆酶。与现有技术相比，本专利技术的技术特点和有益效果如下：1、本专利技术首次提出了通过添加助溶剂提高单烷基磷酸酯及其盐常温下在水中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常温下提高单烷基磷酸酯及其盐在水中的溶解度的方法，包括步骤如下：向单烷基磷酸酯或其盐和水的分散体系中加入助溶剂，所述的助溶剂为短直链脂肪醇或/和胍基化合物。

【技术特征摘要】
1.一种常温下提高单烷基磷酸酯及其盐在水中的溶解度的方法，包括步骤如下：向单烷基磷酸酯或其盐和水的分散体系中加入助溶剂，所述的助溶剂为短直链脂肪醇或/和胍基化合物。2.根据权利要求1所述的提高单烷基磷酸酯及其盐在水中的溶解度的方法，其特征在于，所述的短直链脂肪醇为C3-C6链长的短直链脂肪醇；所述的胍基化合物为盐酸胍、硝酸胍、磷酸胍、硫酸胍、磺酸胍、碳酸胍、C2-C8链长的胍基脂肪酸或精氨酸。3.根据权利要求2所述的提高单烷基磷酸酯及其盐在水中的溶解度的方法，其特征在于，所述的短直链脂肪醇为正丙醇、正丁醇、正戊醇或正己醇。4.根据权利要求1所述的提高单烷基磷酸酯及其盐在水中的溶解度的方法，其特征在于，当使用短直链脂肪醇作为助溶剂时，助溶剂的加入量为分散体系质量的0.50～90wt.％；当使用胍基化合物作为助溶剂时，助溶剂的加入量为分散体系质量的0.01～10wt.％。5.根据权利要求1所述的提高单烷基磷酸酯及其盐在水中的溶解度的方法，其特征在于，所述的单烷基磷酸酯及其盐为C8-C16链长的直链单烷基磷酸酯及其盐；优选为：辛基磷酸酯及其钠盐、钾盐、钙盐、镁盐、钡盐、锌盐，癸基磷酸酯及其钠盐、钾盐、钙盐、镁盐、钡盐、锌盐，月桂基磷酸酯及其钠盐、钾盐、钙盐、镁盐、钡盐、锌盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜娜，高美华，王春省，侯万国，李海平，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37