System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种酚脂改性壳聚糖分子稳定的硒纳米颗粒制备方法及其应用技术_技高网

一种酚脂改性壳聚糖分子稳定的硒纳米颗粒制备方法及其应用技术

技术编号:44841893 阅读:3 留言:0更新日期:2025-04-01 19:39
本发明专利技术公开了一种酚脂改性壳聚糖分子稳定的硒纳米颗粒(PC@SeNPs)制备方法及其应用,该修饰方法包括以下步骤:(1)将改性壳聚糖、亚硒酸钠和抗坏血酸作为原料,通过绿色氧化还原反应制备得改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒;其中,改性壳聚糖是通过绿色自由基诱导交联技术,将多功能性酚脂分子共价交联到天然壳聚糖分子上,形成酚脂共价接枝的壳聚糖分子(Phenolipid‑g‑CS,PC);(2)其中,所述纳米颗粒具有优异的稳定性、良好表面接触杀菌、光动力杀菌性能、纳米酶催化活性、抗氧化性,能够在蓝光照射下协同发挥高效的杀菌效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于非热杀菌技术、食品安全与纳米材料交叉领域,涉及硒纳米颗粒的制备与应用。


技术介绍

1、食品安全已成为全球关注的核心问题,食品腐败和食源性疾病不仅威胁着人类健康,也对经济发展和社会稳定造成了严重影响。尽管现代科技在食品保鲜领域取得了一些进展,传统的食品杀菌技术(热杀菌、化学防腐、高压、微波等)在实际应用中仍存在显著局限。这些方法通常会导致营养成分损失、感官品质下降,并可能引发健康风险,如过度使用那化学抑菌剂可能导致耐药菌的出现,并进一步威胁食品安全。传统高能耗的杀菌工艺,如热杀菌和微波,还存在能效低、操作复杂的问题。因此,亟需探索和开发新型、安全、更高效的食品非热杀菌技术,以应对食品工业对食品安全和品质保护的需求。

2、近年来,纳米技术作为一种新兴的技术手段,凭借其独特的性质和优势(如高效杀菌、低毒性、可控制性等),为食品杀菌和保鲜提供了新的解决方案。尽管金属纳米颗粒(如银、铜、锌等金属纳米颗粒)在杀菌领域具有很好的应用潜力,但其潜在毒性、生物累积、环境污染、成本及稳定性问题仍然是其在某些应用中的不足之处,限制了金属纳米颗粒在食品安全领域的广泛应用。

3、相比之下,非金属纳米颗粒通常具有较低的毒性、较好的生物相容性、较低的环境影响,并且在某些情况下能提供与金属纳米颗粒相当或更好的抗菌效果,因此,在食品保鲜等领域逐渐受到关注和应用( acs applied materials&interfaces, 2020, 12(50),55696-55709)。特别是硒,作为人体必需的微量元素,具有重要的生物学功能,如增强免疫力、抗氧化作用等。然而,传统无机硒及有机硒形式的应用范围有限,且其生物利用度和安全性受到一定制约。与之相比,纳米硒因其纳米级尺寸,不仅展现出更低的毒性和更广泛的安全剂量范围,还具备了更短的合成周期,因此在食品保鲜中具有显著优势。研究表明,硒纳米颗粒对食源性致病菌具有优异的抗菌活性,并且在细胞和动物实验中表现出低毒性或无毒性,此外,硒纳米颗粒的引入还有助于减少化学防腐剂的使用,降低耐药性的发展,这对于公共卫生和环境保护都具有重要意义( advanced healthcare materials, 2021, 10(16), 2100598.)。公开号cn112472716a的申请公开了一种克服多重耐药细菌感染的硒纳米复合材料,利用纳米硒解决了抗生素滥用造成的细菌耐药性高,需要大量服用β-内酰胺类抗生素的医学问题,可见纳米硒在不同领域都存在可以深入研究的价值。为了进一步挖掘纳米硒颗粒的新功能和应用,本课题组进行了深入的探索。


技术实现思路

1、本专利技术提出一种酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒及其制备方法和应用,旨在提高硒纳米颗粒的稳定性、杀菌与催化活性,并结合蓝光辐照,展现出优异pdi和光激活的类氧化酶活性,二者协同作用下,能快速产生大量ros,实现高效、安全的杀菌效果,将其有效应用于食品安全与保鲜、医学治疗等领域,以解决传统食品杀菌技术中存在的不足。

2、本专利技术的技术方案是这样实现的:

3、一种酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒的制备方法,其制备原理为:先利用绿色自由基诱导交联法,将活性酚脂共价交联接枝到天然壳聚糖分子上制备改性壳聚糖(pc);然后将pc作为稳定剂制备表面带正电的硒纳米颗粒,即酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒。

4、其主要步骤包括:

5、(1)将疏水性酚脂接枝的pc粉末溶解于抗坏血酸溶液中,并进行超声处理;

6、(2)在磁力搅拌条件下,缓慢滴加亚硒酸钠溶液,反应50~90 min,在黑暗环境中进行透析,得到酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒(pc@senps)

7、进一步的,上述改性壳聚糖溶液的终浓度为0.5~2 mg/ml,抗坏血酸溶液终浓度为10~30 mm,亚硒酸钠溶液浓度为1~10 mm。

8、作为优选,上述改性壳聚糖溶液的终浓度为1 mg/ml,抗坏血酸溶液的终浓度为20mm,亚硒酸钠溶液的终浓度为5 mm。

9、进一步的,上述超声功率为100~200 w、超声温度为20~30oc、超声时间为10~30min。

10、作为优选,上述超声功率为200 w、超声温度为25oc、超声时间为20 min。

11、进一步的,上述磁力搅拌转速为600~800转、反应温度为10~30oc、时间为50~90min。

12、作为优选,设置磁力搅拌转速为800转、反应温度为25oc、时间为60 min。

13、上述透析应选用3500 mw透析袋,并在黑暗环境中去离子水(ph7)透析18~36 h;优选的透析24 h。

14、本专利技术还提供了一种上述改性壳聚糖的制备方法,包括以下步骤:

15、将壳聚糖溶于抗坏血酸溶液中,通过自由基引发剂(过氧化氢)介导的交联反应,将疏水性酚脂分子共价交联到壳聚糖分子上,得到pc;透析后进行冷冻干燥,得到pc粉末。

16、进一步的,壳聚糖分子量为100~500 kda;作为优选,壳聚糖分子量为100 kda。

17、进一步的,壳聚糖与抗坏血酸的质量比2~10:1,抗坏血酸和过氧化氢的摩尔比为1:5~20,壳聚糖和酚脂的质量比为1:1~2,作为优选,壳聚糖与抗坏血酸的质量比为5:1,抗坏血酸和过氧化氢的摩尔比为1:10,壳聚糖和酚脂的质量比为1:1.5。

18、作为优选,酚脂的溶剂为无水乙醇。

19、进一步的,氮气保护下避光反应的时间为18~24 h;作为优选,时间为24 h。

20、作为优选,透析应选用14000 mw透析袋,并在黑暗环境中使用ph3~3.5去离子水透析48~72 h。

21、具体可以通过以下步骤得到:将壳聚糖溶解在抗坏血酸溶液中,得到混合液1,并氮气保护;将过氧化氢(浓度为5 m)缓慢滴加入混合液1中,氮气保护下避光反应30 min;将酚脂溶解于乙醇中,得到混合液2,将混合液2缓慢加入上述混合液1,避光氮气保护反应24h,反应结束后,将反应体系室温避光条件下利用ph3~3.5去离子水透析48~72 h,选用透析袋截留分子量为14000 mw,透析后进行冷冻干燥,得到pc粉末。

22、进一步的,上述酚脂本申请还提供了没食子酸烷基酯、咖啡酸烷基酯、绿原酸烷基酯和阿魏酸烷基酯中的任一种;上述酚脂具有良好的杀菌、光敏及抗氧活性,能够赋予硒纳米颗粒独特的功能性。

23、硒纳米颗粒的应用,所述的改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒用于光动力灭菌和食品贮藏与保鲜。也可作为滴眼液功效成份,用于眼部感染的治疗,能够有效清除眼部病菌,辅助眼部疾病的康复。因此上述应用选自以下任一种:

24、①作为抑菌剂的有效成分;

25、②作为灭菌剂的有效成分;

26、③作为保鲜剂的有效成分;

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【技术保护点】

1.一种酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒(PC@SeNPs)的制备方法,其特征在于,步骤为:以PC、亚硒酸钠和抗坏血酸为原料,经绿色氧化还原反应制备得酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒;其中PC为酚脂共价交联到天然壳聚糖上,形成的酚脂共价接枝的改性壳聚糖。

2.根据权利要求1所述的酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒的制备方法,其特征在于:所述酚脂为没食子酸烷基酯、咖啡酸烷基酯、绿原酸烷基酯和阿魏酸烷基酯中的任一种。

3.根据权利要求2所述的酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中PC的终浓度为0.5~2 mg/mL;抗坏血酸溶液的终浓度为10~30 mM;亚硒酸钠溶液的终浓度为1~10 mM。

5.根据权利要求4所述的酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒的制备方法,其特征在于:所述反应的温度为10~30 ℃、时间为50~90 min。

6.根据权利要求3~5任一项所述的酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒的制备方法,其特征在于:所述混匀是通过搅拌、超声和振荡中的任一种方式;搅拌的转速为600~800转。

7.根据权利要求6所述的酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒的制备方法,其特征在于:所述透析采用的透析袋型号为3500 MW、透析时间为18~36 h。

8.利用权利要求1~5、7中任一项方法制备的酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒。

9.权利要求8所述的酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒的应用,其特征在于,所述应用选自以下任一种:

10.根据权利要求9所述的酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒的应用,其特征在于:所述酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒在蓝光辐照条件下使用。

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【技术特征摘要】

1.一种酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒(pc@senps)的制备方法,其特征在于,步骤为:以pc、亚硒酸钠和抗坏血酸为原料,经绿色氧化还原反应制备得酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒;其中pc为酚脂共价交联到天然壳聚糖上,形成的酚脂共价接枝的改性壳聚糖。

2.根据权利要求1所述的酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒的制备方法,其特征在于:所述酚脂为没食子酸烷基酯、咖啡酸烷基酯、绿原酸烷基酯和阿魏酸烷基酯中的任一种。

3.根据权利要求2所述的酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的酚脂改性壳聚糖稳定的硒纳米颗粒的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中pc的终浓度为0.5~2 mg/ml;抗坏血酸溶液的终浓度为10~30 mm;亚硒酸钠溶液的终浓度为1~10 mm。

5.根据权利要求4所述的酚脂...

【专利技术属性】
技术研发人员:石玉刚王怡然张池王政人邱小敏石育赵月馨李栋辉陈如康王洁倩
申请(专利权)人:浙江工商大学
类型:发明
国别省市:

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