Y型生物基糖脂及其制备方法和应用
公开时间:2024-04-16
本发明公开了一种Y型生物基糖脂及其制备方法和应用,制备方法为:以强心酚和β‑D‑葡萄糖五乙酸酯为原料,在有机溶剂中,在催化剂和分子筛的作用下,反应得到初步产物,再经过洗涤、干燥、真空去除有机溶剂后,提纯,得到所述Y型生物基糖脂。本发明首次以强心酚和β‑D‑葡萄糖五乙酸酯为原料,通过醚化反应制备得到具有Y型结构的纯生物基双亲水头基糖脂,有效提高了分子间堆垛的致密性,由其自组装得到的纳米聚集体具有优异的热稳定性和溶剂稳定性,有望解决自组装药物载体应用于生物分子工程领域稳定性差的难题,可推动自组装材料的实际应用。

技术领域

本发明涉及有机化学合成技术领域,特别是涉及一种Y型生物基糖脂及其制备方法和应用。

背景技术

两亲分子可以通过自组装形成纳米线、纳米管、囊泡、水凝胶等一系列具有不同结构的纳米材料,在生物医药、传感器、纳米复合材料等领域应用广泛,是现代纳米技术领域的重要组成部分。两亲分子自组装,以氢键、π-π堆积、疏溶剂效应、范德华力、电荷转移相互作用等非共价相互作用为驱动力,对分子化学结构高度敏感,通过调控亲水、疏水部分的结构可以得到截然不同的自组装纳米材料。

两亲分子按照其来源可以分为石油基和生物基两种。其中,石油基两亲分子普遍存在生物相容性差、难降解和毒性高等缺点,这大大限制了石油基两亲分子及其自组装纳米材料在生物医药领域的应用。生物基两亲分子,如磷脂、核糖核苷酸、氨基酸等,由于其高的生物相容性、低毒性和可降解性等优点,在生物医药领域受到广泛关注,然而该类生物分子大多存在稳定性较差的缺点,难以在溶剂中及温度变化时保持良好的结构稳定性。

腰果壳油,作为一种以植物为基础的可再生资源,经过处理后可分离出腰果酚和强心酚。腰果酚经改性后可制得一些列绿色环保型表面活性剂,已经被广泛应用于石油开采、药物及清洁剂等各个领域。目前业界已有研究报道,腰果酚可通过改性自组装成纳米材料。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中,发现上述技术至少存在如下技术问题:

腰果酚糖脂分子虽然可以通过自组装形成纳米材料,但是其稳定性不足,尤其是热稳定性和溶剂稳定性,仍无法满足实际应用对于稳定性的需求。因此,进一步提升生物基自组装体系的稳定性,对于推动其实际应用,意义重大。

发明内容

本发明通过提供一种Y型生物基糖脂及其制备方法和应用,能够解决现有技术中的两亲分子存在的上述不足之处。

为解决上述技术问题,本发明提供了一种Y型生物基糖脂,包括如下结构式的化合物:

其中,R为C15H31-2n,n=0-3,且

n=0时,C15H31

n=1时,C15H29

n=2时,C15H27

n=3时,C15H25

为解决上述技术问题,本发明还提供了一种Y型生物基糖脂的制备方法,包括如下步骤:

以强心酚和β-D-葡萄糖五乙酸酯为原料,在有机溶剂中,在催化剂和分子筛的作用下,反应得到初步产物,再经过洗涤、干燥、真空去除有机溶剂后,提纯,得到所述Y型生物基糖脂。

在本发明一个较佳实施例中,所述强心酚和β-D-葡萄糖五乙酸酯的摩尔比为1:2~8。

在本发明一个较佳实施例中,所述强心酚和催化剂的摩尔比为1:2~4。

在本发明一个较佳实施例中,所述反应的温度为25~40℃,时间为6~36h。

为解决上述技术问题,本发明还提供了一种Y型生物基糖脂的聚集体,由上述Y型生物基糖脂自组装而成。

在本发明一个较佳实施例中,所述聚集体的尺寸为纳米级。

在本发明一个较佳实施例中,所述聚集体的自组装步骤为:将所述Y型生物基糖脂在去离子水中煮沸得到澄清溶液,然后自然冷却至室温,静置放置一定时间。

在本发明一个较佳实施例中,所述煮沸的时间为1~5h,所述静置放置的时间为1~7天。

为解决上述技术问题,本发明还提供了一种Y型生物基糖脂或其聚集体的应用,用作药物载体。

本发明的有益效果是:本发明一种Y型生物基糖脂及其制备方法和应用,首次以强心酚和β-D-葡萄糖五乙酸酯为原料,通过醚化反应制备得到具有Y型结构的生物基双亲水头基糖脂,有效提高了分子间堆垛的致密性,由其自组装得到的纳米聚集体具有优异的热稳定性和溶剂稳定性,可作为一种稳定性优异的药物载体应用于生物分子工程领域,有效推动了自组装材料的实际应用。

附图说明

图1是本发明实施例1制备的Y型生物基糖脂及强心酚和β-D-葡萄糖五乙酸酯混合物的液相色谱图;

图2本发明实施例1制备的Y型生物基糖脂及强心酚的1HNMR测试图;

图3是本发明实施例1制备的Y型生物基糖脂及强心酚和β-D-葡萄糖五乙酸酯混合物的FTIR测试图;

图4是本发明实施例1制备Y型生物基糖脂的LCMS测试图;

图5是对比例1、对比例2和实施例3中制备的单头基糖脂和Y型生物基糖脂聚集体分别老化7天后的TEM图;

图6是对比例2和实施例3中制备的单头基糖脂和Y型生物基糖脂的聚集体分别老化30天后的TEM图;

图7是对比例2和实施例3中制备的单头基糖脂和Y型生物基糖脂的聚集体分别老化7天后在150℃下烘干20min的SEM图;

图8是对比例2和实施例3中制备的单头基糖脂和Y型生物基糖脂的聚集体分别老化7天后在0.9%生理盐水中浸泡7天后的SEM图和对应的丁达尔效应图;

图9是对比例2和实施例3中制备的单头基糖脂和Y型生物基糖脂的聚集体分别老化7天后在45wt%浓度的乙醇中浸泡60天后的SEM图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

对于自组装材料而言,由于分子间通过氢键、厌水作用等非共价键相互作用结合,因此,自组装材料对热及溶剂等的稳定性通常较差,这是限制该类自组装材料实际应用的关键技术难题之一。

本发明首次以具有对称性双酚羟基的强心酚为原料,通过与β-D-葡萄糖五乙酸酯反应,设计合成了一种具有Y型结构的新型生物基两亲分子。该两亲分子由于具有Y型结构的双亲水头基,一方面在自组装时堆垛结构更加致密,有利于提高聚集体的结构稳定性,另一方面双亲水头基中的多个-OH之间能够形成氢键作用,从而进一步强化整个分子的氢键作用,也有利于提高其结构稳定性。由本发明的Y型生物基糖脂自组装得到的纳米级聚集体对热及溶剂具有优异的稳定性。

具体地,本发明的Y型生物基糖脂的结构式如下:

其中,R为C15H31-2n,n=0-3,且

n=0时,C15H31

n=1时,C15H29

n=2时,C15H27

n=3时,C15H25

上述结构的Y型生物基糖脂的制备方法、原理如下:

(1)在惰性气体环境下,将强心酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯和催化剂三氟化硼乙醚按一定比例溶于有机溶剂如二氯甲烷中,再加入4A分子筛,在25~40℃下搅拌6~36h,得到初步产物A;

其中,所述强心酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯、催化剂和4A分子筛均预先干燥除水;具体地,所述强心酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯及催化剂的干燥方法为:置于30℃烘箱中干燥1h;所述4A分子筛的干燥方法为:放置于350℃马弗炉中常压干燥8h,使其具有吸附能力。

所述强心酚和β-D-葡萄糖五乙酸酯的摩尔比为1:2~8。

所述强心酚和催化剂三氟化硼乙醚的摩尔比为1:2~4。

(2)将上述初步产物A用质量浓度为5%的NaHCO3溶液和去离子水先后各洗涤一次,然后加入无水Na2SO4干燥,最后再在温度为25~40℃,真空度为0~0.005MPa的条件下去除有机溶剂1-3h,得到粗产物B。

上述反应过程中,β-D-葡萄糖五乙酸酯首先在酚羟基提供的酸性环境下脱乙酯基,后在催化剂三氟化硼乙醚的作用下生成醋酸及中间产物M。在后续的洗涤步骤中使用NaHCO3溶液进行洗涤,在中和醋酸的同时使得M中的酯基发生水解反应生成β-腰果双酚(以完全水解为例),反应式如下:

(3)将煮沸的乙醇加入到上述粗产物B中继续煮沸1~5h,随后使其自然冷却,在乙醇中结晶提纯得到目标产物Y型生物基糖脂C。

说明:以下实施例中所用的强心酚均来源于常熟耐素生物材料科技有限公司,产品编号1203A,具体工艺是通过腰果壳油精馏得到。根据液相色谱确定1203A强心酚中单、双、三烯的相对含量,计算其平均相对分子质量为316。

实施例1

首先将所用原料强心酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯及催化剂三氟化硼乙醚置于30℃烘箱中干燥1h,4A分子筛置于350℃马弗炉中常压干燥8h,使其具有吸附能力。

取摩尔比为1:2:2的强心酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯和三氟化硼乙醚溶于40ml二氯甲烷中,加入2g 4A分子筛在25℃的条件下搅拌6h得到初步产物。

将上述初步产物用10ml质量浓度为5%的碳酸氢钠溶液和10ml去离子水先后各洗涤一次,然后加入5g无水Na2SO4干燥3h,随后在25℃、0.005MPa的条件下真空除二氯甲烷1h,得到粗产物。将100ml煮沸的乙醇加入到粗产物中继续煮沸1h,随后使其自然冷却、结晶,所得析出物即为提纯得到的目标产物Y型生物基糖脂,收率为90.2%。

制备聚集体:将所得Y型生物基糖脂在去离子水中煮沸1h得到澄清溶液,随后将其自然冷却至室温并放置1天,自组装形成纳米聚集体。

实施例2

首先将所用原料强心酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯及催化剂三氟化硼乙醚置于30℃烘箱中干燥1h,4A分子筛置于350℃马弗炉中常压干燥8h,使其具有吸附能力。

取摩尔比为1:2:3的强心酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯和三氟化硼乙醚溶于40ml二氯甲烷中,加入2g 4A分子筛,在25℃的条件下搅拌24h,得到初步产物。

将上述初步产物用10ml质量浓度为5%的碳酸氢钠溶液和去离子水先后各洗涤一次后,加入5g无水Na2SO4干燥3h,随后在35℃、0.005MPa的条件下真空除二氯甲烷2h,得到粗产物。将100ml煮沸乙醇加入到粗产物中继续煮沸5h,随后使其自然冷却、结晶,所得析出物即为提纯得到的目标产物Y型生物基糖脂,收率为92.9%。

制备聚集体:将所得Y型生物基糖脂在去离子水中煮沸5h,得到澄清溶液,随后将其自然冷却至室温并放置7天,自组装形成纳米聚集体。

实施例3

首先将所用原料强心酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯及催化剂三氟化硼乙醚置于30℃烘箱中干燥1h,4A分子筛置于350℃马弗炉中常压干燥8h,使其具有吸附能力。

取摩尔比为1:8:4的强心酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯、三氟化硼乙醚溶于40ml二氯甲烷中,加入2g 4A分子筛在40℃的条件下搅拌36h得到初步产物。

将上述初步产物用10ml质量浓度为5%的碳酸氢钠溶液和10ml去离子水先后各洗涤一次,然后加入5g无水Na2SO4干燥3h,随后在40℃,0.005MPa的条件下真空除二氯甲烷3h,得到粗产物。将100ml煮沸乙醇加入到粗产物中继续煮沸5h,随后使其自然冷却、结晶,所得析出物即为提纯得到的目标产物Y型生物基糖脂,收率为94.6%。

制备聚集体:将所得Y型生物基糖脂在去离子水中煮沸5h,得到澄清溶液,随后将其自然冷却至室温并放置7天,自组装形成纳米聚集体。

实施例4

首先将所用原料强心酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯及催化剂三氟化硼乙醚置于30℃烘箱中干燥1h,4A分子筛置于350℃马弗炉中常压干燥8h使其具有吸附能力。

取摩尔比为1:2:2的强心酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯和三氟化硼乙醚溶于40ml二氯甲烷中,加入2g 4A分子筛在25℃的条件下搅拌30h得到初步产物。

将上述初步产物用10ml质量浓度为5%的碳酸氢钠溶液和10ml去离子水各洗涤一次后,加入5g无水Na2SO4干燥3h,随后在25℃条件下真空除二氯甲烷2h得到粗产物。将100ml煮沸乙醇加入到粗产物中继续煮沸2h,随后使其自然冷却、结晶,所得析出物即为提纯得到的目标产物Y型生物基糖脂,收率为90.9%。

制备聚集体:将所得Y型生物基糖脂在去离子水中煮沸2h得到澄清溶液,随后将其自然冷却至室温并放置2天,自组装形成纳米聚集体。

实施例5

首先将所用原料强心酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯及催化剂三氟化硼乙醚置于30℃烘箱中干燥1h,4A分子筛置于350℃马弗炉中常压干燥8h,使其具有吸附能力。

取摩尔比为1:5:3的强心酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯和三氟化硼乙醚溶于40ml二氯甲烷中,加入2g 4A分子筛在35℃的条件下搅拌21h得到初步产物。

将上述初步产物用10ml质量浓度为5%的碳酸氢钠溶液和10ml去离子水先后各洗涤一次后,加入5g无水Na2SO4干燥3h,随后在35℃、0.005MPa的条件下真空除二氯甲烷2h,得到粗产物。将100ml煮沸乙醇加入到粗产物中继续煮沸3h,随后使其自然冷却、结晶,所得析出物即为提纯得到的目标产物Y型生物基糖脂,收率为92.1%。

制备聚集体:将所得Y型生物基糖脂在去离子水中煮沸3h得到澄清溶液,随后将其自然冷却至室温并放置5天,自组装形成纳米聚集体。

对比例1

采用实施例1-5中的干燥方法干燥十五烷基苯酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯、催化剂三氟化硼乙醚和4A分子筛。

取摩尔比为1:4:2的十五烷基苯酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯和三氟化硼乙醚溶于40ml二氯甲烷中,加入2g 4A分子筛在40℃的条件下搅拌36h得到初步产物。

将上述初步产物用10ml质量浓度为5%的碳酸氢钠溶液和10ml去离子水先后各洗涤一次后,加入5g无水Na2SO4干燥3h,随后在40℃、0.005MPa的条件下真空除二氯甲烷3h,得到粗产物。将100ml煮沸乙醇加入到粗产物中继续煮沸5h,随后使其自然冷却、结晶,所得析出物即为提纯得到的目标产物糖脂。

制备聚集体:将所得糖脂在去离子水中煮沸5h得到澄清溶液,随后将其自然冷却至室温并放置7天,自组装形成纳米聚集体。

对比例2

采用实施例1-5中的干燥方法干燥腰果酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯、催化剂三氟化硼乙醚和4A分子筛。

取摩尔比为1:4:2的腰果酚、β-D-葡萄糖五乙酸酯和三氟化硼乙醚溶于40ml二氯甲烷中,加入2g 4A分子筛在40℃的条件下搅拌36h得到初步产物。

将上述初步产物用10ml质量浓度为5%的碳酸氢钠溶液和10ml去离子水先后各洗涤一次后,加入5g无水Na2SO4干燥3h,随后在40℃,0.005MPa的条件下真空除二氯甲烷3h,得到粗产物。将100ml煮沸乙醇加入到粗产物中继续煮沸5h,随后使其自然冷却、结晶,所得析出物即为提纯得到的目标产物糖脂。

制备聚集体:将所得糖脂在去离子水中煮沸5h得到澄清溶液,随后将其自然冷却至室温并放置7天,自组装形成纳米聚集体。

下面对实施例1~5和对比例1~2所制备的糖脂及各自自组装所得的纳米聚集体的形貌、稳定性等进行检测。

(一)验证Y型生物基糖脂合成成功

1、液相色谱测试

将原料强心酚和β-D-葡萄糖五乙酸酯按照1:1的摩尔比混合,然后加入二氯甲烷溶剂搅拌混合24h,旋蒸去除溶剂,作为对照样。

采用液相色谱对实施例1制备的Y型生物基糖脂的分子结构进行表征,测试图如图1所示。

液相色谱条件为:

标准物质:甲醇;

色谱柱:型号CNWAthena C18,柱温35℃;

流动相:甲醇;

流动相梯度:1ml/min;

测试紫外光波长:273nm。

采用液相色谱对上述制备的对照样进行表征,测试图如图1所示。

如图1所示,峰1-4为双酚峰,峰5-8为单酚峰。

其中,双酚峰对应的结构式为:

图1中,1对应的峰中,

2对应的峰中,

3对应的峰中,

4对应的峰中,

单酚峰对应的结构式为:

图1中,5对应的峰中,

6对应的峰中,

7对应的峰中,

8对应的峰中,

对照样的液相色谱图中,强心酚与β-D-葡萄糖五乙酸酯的峰位置没有出现与原料不同的新峰。而糖脂分子的液相色谱图中,原料峰的峰强均有所降低,且在2~3min范围内出现了不同于两种原料的糖脂峰。

2、NMR分析

强心酚和β-D-葡萄糖五乙酸酯反应生成Y型糖脂的合成反应发生在强心酚的酚羟基处可由NMR测试证明。采用1HNMR分别对原料强心酚以及制备的Y型糖脂的结构进行表征,测试图如图2所示。

由图2可知,强心酚的1HNMR图中,5.71ppm处的峰对应于酚羟基中的质子,即图中的1处。而糖脂分子的1HNMR图中该峰消失,表明Y型糖脂的合成反应发生在强心酚的酚羟基处。

3、FT-IR测试

为了进一步证明上述Y型糖脂是强心酚的酚羟基与β-D-葡萄糖五乙酸酯水解生成的半缩醛羟基脱水缩合生成的,在液相色谱的基础上利用FTIR对其结构进行进一步分析。

具体地,采用FT-IR对实施例1制备的Y型生物基糖脂的分子结构进行表征,测试图如图3所示。

采用FT-IR分别对原料强心酚和β-D-葡萄糖五乙酸酯的结构进行表征,作为对照,测试图如图3所示。

由图3可知,在β-D-葡萄糖五乙酸酯的FTIR谱图中,1042cm-1和1070cm-1处的峰为葡萄糖中的饱和环形C-O-C峰。强心酚谱图中,2924cm-1and 2853cm-1分别代表着-CH2和-CH3的伸缩振动峰。以上峰在Y型糖脂的FTIR谱图中也均被观察到。除此以外,Y型糖脂中1229cm-1处的新峰代表的是芳烷基醚C-O-C峰。由以上可证明合成Y型糖脂的脱水缩合反应发生在强心酚的酚羟基与葡萄糖的半缩醛羟基处。

4、LCMS分析

为进一步证明强心酚的两个酚羟基均参与反应生成了两个糖苷键,对实施例1合成的Y型生物基糖脂的中间产物M进行了LCMS测试,测试结果如图4所示。

测试条件为:

色谱柱:Agilent Technologies,Inc.EclipsePlus-C18,2.1×500mm,1.8μm;

柱温:25℃;

流动相:A水B甲醇(5:95,V:V);

流速:0.3mL/min;

进样量:1μL。

质谱采集参数:

离子源类型:ESI;

模式:MS2 Scan;

极性:负;

范围:100-1000m/z;

离子源温度:350℃;

雾化气流速、压力:10L/min,45psi;

毛细管电压:3500V;Fragmentor:100V;

扫描步长:0.1amu。

质谱图提取方式:峰高10%部分的平均质谱图。

由于完全水解后的糖基修饰腰果酚分子不溶于二氯甲烷等有机溶剂,因此我们选择对未水解前的中间产物M进行了LC-MS表征。对比糖脂在正、负离子模式下的质谱响应后发现其在负离子模式下质谱响应很低,而在正离子模式下响应可以达到105,因此选择正离子模式下的二级质谱图进行碎片离子的分析,如图4所示。其中图4a-4c为合成糖脂分子的二级质谱图,图a1-c2为各质谱图对应的具体糖脂分子结构及其断裂的位置。

图4a显示的准分子离子峰[M+H]+m/z 977.3的二级质谱图中出现的m/z330.7,m/z646.8的碎片离子峰,是准分子离子从图4a1所示位置断裂而产生的碎片。同样的,图4b所显示的准分子离子峰[M+H]+m/z 979.5的二级质谱图中出现的m/z330.8,m/z647.8的碎片离子峰,是从图4b1所示位置断裂而产生的。对于图4c,准分子离子峰[M+H]+m/z 981.6的二级质谱图中出现了m/z674.8的碎片离子峰,分析是准分子离子从图4c1所示位置断裂而产生的碎片。而m/z369.9的碎片离子峰则是准离子分子在图4c2所示的位置1处断裂产生的离子碎片;在此断裂基础上,烷基侧链R=C15H31分别在位置2和位置3处再发生断裂,从而得到了m/z356,m/z338.1的碎片离子峰。

(二)自组装纳米材料形貌表征

为观察不同结构的糖脂分子自组装形成的聚集体在不同老化时间的形态,对实施例3、对比例1和对比例2中自组装后的聚集体分别老化7天、30天,并通过SEM、TEM观察形成的纳米材料聚集体的形貌。

1、老化7天后的TEM形貌

图5中(a)为对比例1中以十五烷基苯酚为原料合成的单头基糖脂聚集体老化7天后的TEM图。

图5中(b)为对比例2中以腰果酚为原料合成的单头基糖脂聚集体老化7天后形成纳米纤维的TEM图,图5中(c)为图5中(b)中方框区域的放大图。图5中(d)为对比例2中以腰果酚为原料合成的单头基糖脂聚集体老化7天后形成纳米管的TEM图。

图5中(e-f)为实施例3中以强心酚为原料合成的Y型糖脂聚集体老化7天的TEM图。

由图5中(a)和5中(b)可以看出,两种糖脂聚集体形成的纤维形态均为互相交叉缠绕,并无差别,且所形成的纤维不是中空的。

由图5中(c)可以观察到:纤维内部在各个方向上存在明显的取向。这是因为十五烷基苯酚由于C15侧链均为饱和碳,自组装过程只会形成纳米纤维结构;而腰果酚的C15侧链中含有不饱和双键,导致纳米结构的结晶度降低,从而更容易自组装成纳米管。因此在腰果酚合成糖脂的自组装样品中观察到了纳米管的存在,如图5中(d)所示。由于老化时间比较短,所形成的纳米管尺寸较小(长约600nm,宽约145nm)。

由图5中(e)可观察到Y型糖脂自组装形成的为相互堆叠的片层结构。图5中(f)为图5中(e)某一区域的放大图。由图可看出,Y型糖脂聚集体的片层结构内部的取向均为同一方向。分析出现上述不同结构与取向的原因是:Y型糖脂在水性环境中由于对称的双亲水头基倾向于并排排列,从而形成片层结构,如图5中(e)所示。由于强心酚结构中的长侧链只带有顺式结构,因此图5中(f)所观察到的统一取向即为并排排列的C15侧链。而单头基糖脂分子不具有对称性而倾向于形成无规则交叉缠绕的纤维,C15侧链的无规则排列即形成了纤维内部的不同取向。

2、老化30天后的TEM形貌

图6中(a-c)为对比例2中以腰果酚为原料合成的单头基糖脂聚集体老化30天的TEM图。

图6中(d-f)为实施例3中以强心酚为原料合成的Y型糖脂聚集体老化30天的TEM图。

由图6中(a)可以观察到,老化30天后,单头基糖脂分子自组装结构由纳米纤维转变为大量的纳米管结构,且纳米管尺寸较老化7天所形成的更大。

图6中(d)至6中(f)同样只观察到了管状结构,与单头基糖脂所不同的是,Y型糖脂自组装形成的聚集体的纳米管形貌均有分支出现。

(三)纳米聚集体的稳定性分析

1、热稳定性分析

将对比例2中制备的单头基糖脂聚集体老化7天后在150℃下烘干20min后,进行SEM表征,测试图如图7中(a)所示。

将实施例3中制备的Y型糖脂聚集体老化7天后在150℃下烘干20min后,进行SEM表征,测试图如图7中(b)所示。

由图7中(a)和图7中(b)所示,经150℃烘干后,单头基糖脂和Y型糖脂的自组装样品中均观察到了螺旋纤维结构,分析是由于糖脂中存在的腰果酚侧链与葡萄糖中的手性影响所致。

但图7中(a)中所显示的单头基糖脂形成的纤维结构已明显被破坏降解;而图7中(b)显示的Y型糖脂聚集体的SEM图中仍可以观察到完整的螺旋纤维以及纳米管,即可以在150℃的高温下稳定存在,表明Y型糖脂聚集体的热稳定性优于单头基糖脂聚集体。

2、在人体内生理盐水浓度条件下的稳定性分析

将对比例2中制备的单头基糖脂聚集体老化7天后在0.9%生理盐水中浸泡7天后,记录SEM图及丁达尔效应图,如图8中(a)所示。

将实施例3中制备的Y型糖脂聚集体老化7天后在0.9%生理盐水中浸泡7天后,记录SEM图及丁达尔效应图,如图8中(b)所示。

由图8中(a)可见,自组装得到的澄清溶液中未观察到丁达尔现象,且底部有大量絮状物沉积。这是由于聚集体结构中原本依靠双电层力(排斥力)稳定存在的单头基糖脂分子受生理盐水中Na+和Cl-的电荷影响,分子间的排斥力变弱而使两个分子团聚到一起,从而形成絮状物,表明由单头基糖脂形成的聚集体结构在0.9%的生理盐水中并不能稳定存在。

由图8中(b)可见,Y型糖脂形成的聚集体结构并没有出现明显的团聚现象,仍然保持交叉缠绕的长纤维结构,且自组装得到的澄清溶液中出现明显的丁达尔现象。表明由Y型糖脂形成的聚集体结构仍稳定存在于生理盐水中。

3、在溶剂(乙醇)中的稳定性分析

将对比例2中制备的单头基糖脂聚集体老化7天后在45wt%浓度的乙醇中浸泡60天后,记录SEM图,如图9中(a)所示。

将实施例3中制备的双头基糖脂聚集体老化7天后在45wt%浓度的乙醇中浸泡60天后,记录SEM图,如图9中(b-d)所示。

由图9中(a)中所示,单头基糖脂形成的聚集体结构经乙醇浸泡后,在硅片表面没有观察到纳米结构的存在。

由图9中(b)中所示,Y型糖脂聚集体结构经乙醇浸泡后,在硅片表面观察到少量纳米管的存在。由图9中(c)和图9中(d)可看出,这些存在的纳米管尺寸均在几百微米,且管中间不是中空的。表明由Y型糖脂形成的聚集体结构在乙醇中的稳定性要优于单头基糖脂形成的聚集体。

本发明制备的Y型生物基糖脂具有如下优点:

1、引入Y型结构,使得原先的亲水、亲油端线性排布的结构变为Y型,获得了更加致密的堆垛结构。

2、双葡萄糖中的多个-OH强化氢键作用,自组装获得的纳米聚集体具有更高的溶剂稳定性及热稳定性,同时兼具生物基材料高生物相容性、易降解及低毒性的优点,可作为一种稳定性优异的药物载体应用于生物分子工程领域。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。