纳米淀粉
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溶剂交换法制备淀粉纳米颗粒及表征吴修利;姜雪;段蕾;郭春香【摘要】The starch nanoparticles were prepared by solvent exchange method using two dimethyl sulfoxide as solvent and short chain alcohol as non-solvent. The influence of non-solvent type,concentration andsolvent/non-solvent volume ratio on particle size was investigated, and the particle structure and morphology was also characterized by FT-IR spectrascopy, scanning electron microscope and X-ray diffraction. The results showed that the size of starch nanoparticles was (218.8±4.66) nm when absolute ethanol as solvent, solvent/non-sol-vent volume ratio 1 : 20. The particle size was uniform, the chemical structure was unchanged, the crystal structure was destroyed, and the diffraction peak disappeared.%采用沉淀技术以二甲基亚砜为溶剂,短链醇为不良溶剂利用溶剂交换法制备淀粉纳米颗粒.实验考察了不良溶剂种类,乙醇体积浓度和溶剂/不良溶剂体积比对颗粒尺寸的影响,并对获得的淀粉纳米颗粒结构与形态进行了红外光谱、扫描电镜以及X-射线衍射分析.结果表明:采用无水乙醇为不良溶剂,当溶剂与不良溶剂体积比1:20情况下,制备的淀粉纳米颗粒尺寸(218.8±4.66)nm,粒子尺寸分布较均匀,化学结构未发生改变,晶体结构被破坏,衍射峰消失.【期刊名称】《食品研究与开发》【年(卷),期】2017(038)024【总页数】4页(P7-10)【关键词】淀粉纳米颗粒;溶剂交换法;结构;研究【作者】吴修利;姜雪;段蕾;郭春香【作者单位】长春大学食品科学与工程学院,吉林长春130012;长春大学食品科学与工程学院,吉林长春130012;长春大学食品科学与工程学院,吉林长春130012;长春大学食品科学与工程学院,吉林长春130012【正文语种】中文纳米颗粒通常定义为尺寸直径为10 nm~1 000 nm的固体或胶体微粒。
木薯纳米淀粉的制备及乳化性能研究
杨翦秋;毕会敏;范方宇
【期刊名称】《食品与发酵工业》
【年(卷),期】2024(50)5
【摘要】以木薯淀粉为原料,采用沉淀法制备木薯纳米淀粉,探究淀粉添加量、超声波振幅、乙醇体积分数、搅拌时间对纳米淀粉粒径的影响,同时分析了木薯纳米淀
粉的基本特质和乳化性能。
结果表明,淀粉添加量5%(质量分数)、超声波振幅70%、乙醇体积分数60%、搅拌时间15 min时,粒径最小为75.91 nm。
核磁共振氢谱、扫描电镜、透射电镜分析表明,沉淀法成功制备木薯纳米淀粉,淀粉基本化学结构不变;与原淀粉相比,用纳米淀粉为乳化剂制备的Pickering乳液粒径较小,乳化活性、乳化稳定性及贮藏稳定性均得到显著提升。
该研究结果可为木薯淀粉应用提供参考依据。
【总页数】6页(P243-248)
【作者】杨翦秋;毕会敏;范方宇
【作者单位】西南林业大学生命科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】TS2
【相关文献】
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2.阴离子木薯
淀粉纳米颗粒的制备及其吸附性能3.木薯淀粉纳米颗粒的制备及载药性能的研究
4.4种不同表面性质纳米SiO_(2)改性热塑性木薯淀粉的性能研究
5.改性木薯淀粉胶黏剂的制备及性能研究
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122食品前沿研究FOOD FRONTIRE RESEARCH研究表明,利用纳米级淀粉的磁性和带电性选择吸附白酒中的有害物质,再通过过滤,可将新酒中的乙醇分子和水分子进行疏导,加速氢键的形成,达到陈化效果,能有效缩短白酒的陈化周期,降低白酒中的有害物质,同时避免传统白酒需要活性炭处理带来的各种不便,增加白酒中的粮香味。
一、纳米淀粉微球的制备纳米淀粉微球的制备方式多样,主要方法如下:1.物理法。
球磨技术是制备淀粉微球的物理方法,工作原理是乙醇或水为介质,淀粉颗粒在机械力的作用下发生破碎,这种方法制备的淀粉微球粒径较大、不均匀、动力消耗大、成本高,少部分淀粉颗粒外表面破裂、粗糙,水解、酸解速度大大加快,其中个别颗粒表面虽然没有变化,但内部已经破裂。
2.化学法。
在制备过程中,一般把含有Fe2+和Fe3+的溶液在碱性条件下混合生成沉淀,然后用淀粉将其包埋,得到磁性淀粉微粒。
这类微球除具有生物相容性好、无毒等特性外,更重要的是具有磁性,在体外磁场的引导作用下实现定向作用于靶组织的目的。
3.反向微乳液法。
反向微乳法是制备纳米淀粉微球的新方法,其过程为:将淀粉溶解在水里,形成均匀、稳定、透明的微乳液,在快速搅拌的状态下,加入适量的交联剂,使处于溶解状态的淀粉分子交联成细小的微球从液相析出。
二、应用纳米级淀粉微球提升白酒过滤效果的注意事项纳米级淀粉微球技术可以提升白酒过滤效果的原理是:首先,纳米淀粉微球可以吸附过滤白酒中的有害物质;其次,利用纳米淀粉微球的磁性和带电性,可以促进水分子中的氢离子和乙醇分子的羟基离子缔合成氢键,使酒老熟更加迅速。
因过滤后的白酒中不含杂醇油、塑化剂、双酚A等不利于人体健康的物质,所以人们饮用后不会上头、不会口干,无不良反应。
需要注意的是,影响该项目成功与否的条件有以下几个,企业需要引起注意:1.配比相应的浓度、处理相应的时间、处理的有关方法,是该项目成败的主要原因;2.用精密纳米级过滤机,过滤次数要严格控制,过滤次数少了,达不到过滤效果,过滤次数多了,会对酒体产生影响。
直链淀粉纳米颗粒的结晶性质及其在热塑性淀粉复合材料中的应用淀粉作为一种可再生资源近年来备受关注,以淀粉为原料制备的淀粉纳米颗粒尺寸小,比表面积大,广泛应用于食品、药品和水处理等方面。
其中,酸水解法制备的淀粉纳米颗粒,即淀粉纳米晶,具有较高的结晶度,可以作为增强相制备复合材料,提高纳米复合材料的力学性能和阻隔性能。
但是,酸解法制备淀粉纳米晶时间长,产率低,极大地限制了淀粉纳米晶的应用。
采用纳米沉降法可以高效地制备淀粉纳米颗粒,但其结晶度较低。
因此,探索和发展高效制备结晶度高的淀粉纳米颗粒的方法,对于其广阔应用具有重要意义。
本研究以直链淀粉为原料,采用乙醇沉淀法制备直链淀粉纳米颗粒,通过考察干燥条件和醇沉条件对制备的直链淀粉纳米颗粒结晶性质的影响,以及添加脂肪酸等添加剂,达到高效制备高结晶度淀粉纳米颗粒的目的,为制备具有高结晶度的淀粉纳米颗粒提供基础数据和技术支撑。
同时,以制备的直链淀粉-脂肪酸络合物纳米颗粒为增强相制备了热塑性淀粉复合膜,并对复合膜的力学性能和阻湿性能进行表征。
分别采用冷冻干燥、热风干燥和室温自然干燥对乙醇沉淀法制备的直链淀粉纳米颗粒进行干燥,研究了干燥后淀粉纳米颗粒结晶结构和结晶度的变化。
由X-射线衍射(XRD)分析表明,未干燥的直链淀粉纳米颗粒没有代表结晶结构的衍射峰,干燥后的直链淀粉纳米颗粒则呈现V型结晶结构,干燥过程中的环境相对湿度、温度和时间都会对直链纳米颗粒的结晶性质产生影响。
因此,通过控制干燥过程中温度、相对湿度和时间,研究了干燥条件对直链淀粉纳米颗粒结晶性质的影响。
研究发现,4℃和40℃温度循环干燥显著提高了直链淀粉纳米颗粒的结晶度,在相对湿度为11%的环境中,干燥24小时(4/40℃,12h/12h),结晶度可以达到50.05%。
动态光散射分析(DLS)获得的直链淀粉纳米颗粒的平均粒径(nm)和分散系数(PDI)数据表明,干燥导致直链淀粉纳米颗粒产生了一定的聚集,但干燥后的直链淀粉纳米颗粒仍然可以很好地分散在水中。
纳米淀粉絮凝剂-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述纳米淀粉絮凝剂是一种新兴的水处理技术,它利用纳米颗粒淀粉的特殊性质,在水处理过程中起到絮凝作用。
纳米淀粉絮凝剂具有较高的絮凝效率和稳定性,对水质改善和净化具有重要意义。
随着人口的增加和工业化的发展,水资源短缺和水污染问题日益严重。
传统的水处理方法存在着效率低、资源浪费和对环境造成二次污染等问题。
因此,研究开发出一种高效、环保的水处理技术势在必行。
纳米淀粉絮凝剂的制备方法主要包括物理法、化学法和生物法等。
其中,物理法是将纳米淀粉颗粒加入水中,通过物理吸附作用与水中的悬浮颗粒结合形成絮凝体,从而实现水中杂质的去除。
化学法则是利用纳米淀粉与水中的杂质发生化学反应,形成不溶性聚合物,从而达到絮凝的目的。
生物法则是利用微生物或生物材料,通过其生物活性将水中的有机物和无机物去除。
纳米淀粉絮凝剂具有独特的特点,首先是颗粒极小,比表面积大,相对于传统絮凝剂的结构更加稳定。
其次,纳米淀粉絮凝剂具有良好的可控性和可调性,可以根据实际需要进行粒径、形貌和表面性质的调控,从而提高絮凝效果。
此外,纳米淀粉絮凝剂制备方法简单、成本较低,具有较好的应用前景。
本文将重点介绍纳米淀粉絮凝剂的定义、原理、制备方法、特点以及在水处理中的应用前景。
希望通过该文的撰写,能够加深对纳米淀粉絮凝剂的认识,推动其在水处理领域的应用和发展。
1.2 文章结构本文将按照以下结构来展开对纳米淀粉絮凝剂的研究和应用进行探讨:第一部分为引言部分,主要包含以下几个方面内容:1.1 概述:简要介绍纳米淀粉絮凝剂的背景和重要性,以及其在水处理领域的应用前景。
1.2 文章结构:概述全文的组织结构,明确各个部分的内容和重点讨论的方向。
1.3 目的:阐明本文的研究目的和意义,以及对纳米淀粉絮凝剂的进一步研究的期望。
第二部分为正文部分,主要包含以下几个方面内容:2.1 纳米淀粉絮凝剂的定义和原理:详细介绍纳米淀粉絮凝剂的概念和理论基础,解释其形成絮凝的机理和作用原理。
Embosphere微球在临床中的应用一、引言Embosphere微球,一种由明胶和白蛋白制成的微小球体,近年来在临床医学领域获得了广泛的应用。
由于其独特的物理和化学性质,Embosphere微球在血管栓塞、药物载体和组织工程等方面具有重要的应用价值。
本文将详细介绍Embosphere微球在临床中的应用及其优势。
二、Embosphere微球的性质和制备Embosphere微球是一种可生物降解的微球,由明胶和白蛋白制成。
这种微球具有较高的生物相容性,可以在体内降解,并且具有较好的药物释放性能。
通过特定的制备工艺,可以控制微球的形状、大小和药物负载量。
这些特性使得Embosphere微球在临床中具有广泛的应用。
三、Embosphere微球在临床中的应用1、血管栓塞:Embosphere微球可以作为血管栓塞剂,用于治疗各种血管疾病,如出血性脑血管病、肝血管瘤等。
通过栓塞病变血管,Embosphere微球可以有效地控制出血,减轻患者症状。
2、药物载体:Embosphere微球可以作为药物载体,用于输送抗肿瘤药物、抗生素等。
由于其具有较好的药物释放性能,可以将药物在体内缓慢释放,从而降低药物副作用,提高疗效。
3、组织工程:Embosphere微球可以作为组织工程材料,用于修复或替代受损的组织。
例如,在软骨修复中,Embosphere微球可以作为支架材料,与患者的自体细胞一起培养,形成新的软骨组织。
四、结论Embosphere微球作为一种生物相容性好、药物负载能力强、生物降解性好的生物材料,在临床医学中具有广泛的应用前景。
未来随着材料科学和生物医学工程的发展,Embosphere微球的应用领域将进一步拓展,为患者提供更加安全、有效的治疗选择。
高分子载体材料在药物传递系统中扮演着至关重要的角色。
其中,药用微球是一种由高分子材料制成的药物载体,可实现药物的控释和靶向输送。
本文将重点探讨高分子载体材料在药用微球中的应用及最新进展。
淀粉与食品加工技术创新淀粉作为食品工业中最重要的原料之一,其应用广泛,涉及到面包、糕点、饮料等多个领域在当前健康、环保、可持续的趋势下,淀粉及其衍生物的研究与开发必须朝着高效、绿色、智能化的方向发展本文将探讨淀粉在食品加工中的创新应用和技术进步1. 淀粉的分类与特性淀粉根据来源可分为植物淀粉、动物淀粉和微生物淀粉其中,植物淀粉占据主导地位,如玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉等淀粉分子由大量的葡萄糖单元组成,根据淀粉分子结构的不同,可以分为直链淀粉和支链淀粉淀粉的特性,如溶解度、凝胶强度、热稳定性等,决定了其在食品加工中的应用2. 淀粉在食品加工中的创新应用(1)增稠剂和稳定剂淀粉在食品加工中广泛用作增稠剂和稳定剂,可以改善食品的口感、质地和稳定性随着科技的发展,新型淀粉增稠剂和稳定剂不断涌现,如羟丙基淀粉、羧甲基淀粉等这些衍生物在食品加工中具有更高的稳定性和适应性,可应用于果汁、饮料、冰淇淋等领域(2)烘焙食品淀粉在烘焙食品中的应用历史悠久,主要用于面包、糕点等产品的制作新型淀粉衍生物如酶改性淀粉可以提高面包的体积、柔软度和保质期此外,淀粉还可以用于制作低糖、低脂的烘焙食品,以满足现代人对健康的需求(3)饮料工业在饮料工业中,淀粉及其衍生物可以作为乳化剂、稳定剂和增稠剂例如,羧甲基淀粉在饮料中可以提高悬浮颗粒的稳定性和口感此外,淀粉还可以用于生产酒精饮料,如啤酒、白酒等3. 食品加工技术创新(1)生物技术生物技术在淀粉及其衍生物的生产中具有重要意义通过基因工程、发酵等手段,可以提高淀粉原料的生产效率,降低生产成本同时,生物技术还可以用于生产高附加值的淀粉衍生物,如酶改性淀粉、功能性淀粉等(2)绿色化学绿色化学是淀粉及其衍生物生产的重要方向通过改进生产工艺,减少废弃物排放,提高资源利用率,实现可持续发展例如,采用酶法生产淀粉,可以降低能耗、减少污染(3)智能化制造随着、大数据等技术的发展,食品加工行业正朝着智能化、自动化的方向发展智能化制造可以提高淀粉及其衍生物的生产效率、稳定性和质量例如,利用智能控制系统监控生产过程,确保产品质量稳定本文对淀粉与食品加工技术创新进行了探讨在未来的发展中,淀粉及其衍生物的生产和应用将更加注重高效、绿色、智能化通过不断的技术创新,淀粉在食品加工领域的应用将更加广泛,为人类带来更美好的生活以上内容为整篇文章的相关左右后续内容将围绕淀粉在食品加工中的其他创新应用、技术进步以及发展趋势等方面进行详细阐述4. 淀粉衍生物在食品加工中的应用(1)功能性淀粉功能性淀粉具有特殊的生理活性,如降低血糖、降低血脂等在食品加工中,功能性淀粉可以应用于生产低糖、低脂的食品,如饼干、糕点等此外,功能性淀粉还可以用于生产保健食品,满足现代人对健康的追求(2)改性淀粉改性淀粉是通过物理或化学方法对淀粉进行改性,提高其在食品加工中的性能如羟丙基淀粉、羧甲基淀粉等,具有较高的稳定性和适应性改性淀粉在饮料、糕点、酸奶等领域有广泛的应用(3)淀粉糖淀粉糖是淀粉的水解产物,具有较高的甜度和营养价值在食品加工中,淀粉糖可以替代部分蔗糖,生产低糖、健康的食品此外,淀粉糖还可以应用于饮料生产,如玉米糖浆、果葡糖浆等5. 食品加工技术创新与发展(1)超临界流体技术超临界流体技术是一种新型绿色萃取技术,可以在较低的温度和压力下,有效地提取淀粉及其衍生物该技术具有节能、环保、提高产品质量等优点,有助于推动淀粉及其衍生物产业的发展(2)纳米技术纳米技术在淀粉及其衍生物的生产和应用中具有重要意义纳米淀粉具有较高的稳定性和生理活性,可以应用于药物载体、生物材料等领域此外,纳米技术还可以用于改善淀粉及其衍生物的性能,提高其在食品加工中的应用效果(3)可持续发展可持续发展是淀粉及其衍生物产业的重要发展方向通过改进生产工艺、提高资源利用率、降低废弃物排放等手段,实现淀粉及其衍生物产业的可持续发展此外,还可以加大对生物质能源的研究与开发,拓宽淀粉及其衍生物的应用领域6. 结语随着科技的发展和人们生活水平的提高,淀粉及其衍生物在食品加工中的应用越来越广泛新型淀粉及其衍生物不断涌现,为食品加工业提供了更多的选择同时,食品加工技术创新也为淀粉及其衍生物的应用提供了更多可能性在未来,淀粉及其衍生物产业将朝着高效、绿色、可持续发展的方向前进,为人类带来更美好的生活7. 淀粉衍生物在食品加工中的应用案例分析(1)醋酸淀粉在肉类制品中的应用醋酸淀粉作为一种常用的增稠剂和稳定剂,在肉类制品中具有良好的应用效果它可以改善肉制品的质地、口感和稳定性,提高产品的储存稳定性此外,醋酸淀粉还可以用于生产素食肉类制品,满足素食者的需求(2)羟丙基淀粉在饮料中的应用羟丙基淀粉在饮料工业中广泛应用,可以作为增稠剂、稳定剂和悬浮剂在果汁饮料中,羟丙基淀粉可以提高果汁的稳定性和口感此外,羟丙基淀粉还可以用于生产乳酸菌饮料,提高产品的稳定性和口感8. 食品加工技术创新的趋势(1)生物酶技术的应用生物酶技术在淀粉及其衍生物的生产和应用中具有重要意义通过使用特定的酶对淀粉进行改性,可以提高淀粉的性能,满足不同食品加工领域的需求例如,使用淀粉酶对淀粉进行改性,可以提高淀粉的溶解度和稳定性(2)可持续包装材料的研究与应用淀粉及其衍生物在可持续包装材料领域具有广泛的应用前景通过将淀粉衍生物与其他生物降解材料相结合,可以开发出具有良好生物降解性和环保性能的包装材料这些材料可以应用于食品包装,降低塑料污染,推动可持续发展9. 政策与市场因素对淀粉及其衍生物产业的影响(1)政策支持政府对淀粉及其衍生物产业的政策支持对产业发展至关重要政府可以通过提供研发资金、税收优惠、市场准入等政策,鼓励企业进行技术创新和市场拓展此外,政府还可以加强对淀粉及其衍生物产业的监管,确保产品的质量和安全(2)市场需求市场需求是推动淀粉及其衍生物产业发展的关键因素随着人们对健康、环保意识的提高,淀粉及其衍生物在食品加工领域的需求将持续增长此外,新兴市场的开发和消费者需求的多样化也将为淀粉及其衍生物产业提供更多的发展机会10. 展望未来:淀粉及其衍生物产业的挑战与机遇(1)技术创新的挑战随着科技的不断进步,淀粉及其衍生物产业面临着技术创新的挑战企业需要不断进行研发,开发出更高性能、更环保的淀粉及其衍生物产品,以满足市场的需求同时,企业还需要加强与科研机构、高校的合作,共同推动技术创新(2)市场开发的机遇随着全球经济一体化的发展,淀粉及其衍生物产业面临着更广阔的市场开发机遇企业可以通过拓展国际市场,增加产品的出口,实现产业的发展此外,新兴市场的开发和消费者需求的多样化也为淀粉及其衍生物产业提供了更多的发展机遇淀粉及其衍生物在食品加工技术创新中的应用前景广阔,产业发展趋势积极通过不断的技术创新和市场拓展,淀粉及其衍生物产业将为人类带来更美好的生活。
纳米淀粉
纳米淀粉微球是一种原料价格低廉、生物兼容性较好并可生物降解的药物载体。
作为一种粒径小于1um的载体,其表面积和表面能剧增,吸附能力和吸附速度大大提高,从而提高淀粉微球的载药量,缩短达到吸附平衡的时间。
从带电性来分,淀粉微球可分为阴离子、阳离子及非离子型淀粉微球;从磁性的角度来分,淀粉微球有磁性和非磁性微球。
磁性淀粉微球一般为核壳式结构,淀粉组成壳层,磁性金属氧化物组成核心,目前常用的金属氧化物一般为Fe3O4。
纳米淀粉在生物体内具有一定的可变形性,能够根据血管丛的微环境来改变自己的形状;经酶降解时,微球的骨架崩解前其载药能力可保持相对长的时间,有效延长所载药物的释放时间,提高药物的疗效。
纳米淀粉微球具有生物相容性、无毒、无免疫原性,且储存稳定,还具有穿过组织间隙并被细胞吸收、靶向、缓释、高效、多种给药途径等优点。
此外,纳米淀粉微球的结构、物理化学性质可在制备过程中进行控制,以改善其载药性能。
纳米淀粉微球在水中膨胀,具有可变性,在血液循环过程中能够根据血管微环境来改变形状,在酶的作用下,在骨架崩解前形态能保持相当长的时间,有利于其载人体内分布运转和靶区浓集,这无论是对靶向还是控释性都是有利的,在药物输送方面具有广阔的应用前景。
制备方法:目前淀粉微球的制备方法主要有物理法、化学法及反向微乳液法:(1)物理法:球磨技术是制备淀粉微球的物理方法,工作原理是:以乙醇或水为介质,淀粉颗粒在机械力的作用下发生破碎。
这种方法制备的淀粉微球粒径较大,不均匀,动力消耗大,成本高,少部分淀粉颗粒外表面破裂、粗糙,水解、酸解速度大大加快;其中个别颗粒表面虽没有任何变化,但内部已经破裂。
(2)化学法:化学共沉淀法一般用来制备磁性淀粉微球。
在制备中,一般把含有Fe2+和Fe3+的溶液在碱性条件下混合生成沉淀,然后用淀粉将其包埋,得到磁性淀粉微粒。
这类微球除具有生物相容性好、无毒和药物缓释等特性外,更重要的是具有磁性,在体外磁场引导作用下实现定向作用于靶组织的目的,其载药性和稳定性优于磁性明胶微球。
(3)反相微乳液法:反向微乳法是近10年来发展起来的制备纳米淀粉微球的新方法,其过程为:将淀粉溶解在水中,作为水相分散于含有适量表面活性剂的有机溶液中,形成均匀、稳定、透明的微乳液,在快速搅拌状态下,加入适量
的交联剂,使处溶解状态的淀粉分子交联成细小的微球从液相析出。
优于固相成核、成长都是在微小液滴里完成的,液滴大小限制颗粒长大,从而得到纳米级的淀粉微球。
反相微乳液法制备纳米淀粉微球可分为2类:一类是讲淀粉溶液分散于一定体积的油相中制成油包水(W/O)型反相微乳液后,加入适量交联剂,直接使淀粉高分子链交联成球;另一类是先通过接枝反应在淀粉分子上引入不饱和键,成为自由基进攻的部位,然后在通过引发剂引发自由基聚合反应生成微球,但这种方法需要很长时间,因而目前普遍使用第一种方法来制备淀粉微球。
由于微乳液法制备的粒子表面包裹着一层表面活性剂,粒子不易团聚,且可通过选择不同的表面活性剂分子对粒子表面进行修饰,控制微粒大小,所以反相微乳液法已被广泛地用于制备各种功能的纳米材料。
与传统的其他制备方法相比,反相微乳液法实验装置简单,操作容易,并可通过改变微乳液结构参数、调节微观结构来控制纳米粒子的粒径、晶态及形貌。
所直白的纳米粒径发布较窄,分散性好,显示出极其广泛的应用前景。
性质:
淀粉属于高分子物质,当其尺寸减小到纳米量级后,特性发生了很大的变化,主要表现在表面效应和体积效应2方面。
这2种效应使得纳米淀粉微球表面积激增,官能团密度和选择型吸附能力变大,达到吸附平衡的时间大大缩短,胶体稳定型显著提高,这些特性为其在生物学领域中的应用创造了有利条件。
具体性质如下:
(1)纳米淀粉微粒为球形,表面光滑。
(2)载药性能。
纳米微球粒径达到纳米量级后,表面积和表面能剧增,吸附能力和吸附速度大大提高,从而提高淀粉微球的载药量,缩短达到吸附平衡的时间。
(3)生物降解性能。
纳米淀粉微球在α-淀粉酶的作用下,降解分为2个阶段,第一阶段降速较快,第二阶段降速较慢,直至趋向于停止。
原因可能是交联作用的不均匀性喝微粒粒径分布不均一性,导致部分微球降解速度缓慢。
研究还发现,纳米淀粉微球的生物降解过程是表面侵蚀、表面控制过程,微球内部并没有发生崩解,降解速度随着制备过程中搅拌速度的增大而增大。
(4)药物释放特性。
药物从纳米淀粉微球释放出来精力2个过程:刚开始是吸
附在淀粉微球表面的药物快速释放。
随后是基质相结合的额药物释放并持续一段时间,有利于药物的吸收。
(5)稳定性。
纳米淀粉微粒在低温条件下,外观、形态、分散性无明显变化;
在室温、湿度大于75%、阳光照射下,易被生物污染。
在生物医药领域的应用
(1)目前纳米淀粉微球子生物医药领域的用途主要有以下几方面:
(2)免疫分析。
免疫分析现已作为一种常规分析方法,对蛋白质、抗原、抗体人、乃至整个细胞定量分析发挥着巨大的作用。
淀粉分子有很多羟基,既有强亲水性,对非特异性蛋白吸附量很少,因此可被广泛地作为新型标记物载体来使用。
(3)药物控释体系。
纳米淀粉微球在药物控释体系也有着重要的应用价值。
某些药物中有在特定部位才能发挥其药效,同时又容易被消化液中的各种酶分解,因此,口服药的药效并不理想,故用纳米淀粉微球作药物载体,避免药物受酶作用,并可控制药物的释放速度。
纳米淀粉微球有3种不同的载药方式:
A.将干燥的“空白”微球放入药液中溶胀。
这种发誓简单,能够大量载药且对
大多数药物适宜,但药物与微球结合不牢,随着血液流动药物很快释放,释放能量弱。
B.制备微球时以水溶性药物与淀粉共同构成水相,经乳化聚合球后,药物直接
被包在球内。
采用此法的主要有酶、蛋白质大分子药物。
研究结果表明,小分子的包埋效果不如大分子理想,渗漏较快,载药率低。
C.偶联、通过某些桥联化合物讲微球与药物连接起来,通过化学方法将药物分
子连接到微球上,对小分子药物是一种行之有效的方法。
但其对药物分子结构有一定的要求,且载药率低,药物与载体之间的偶联与去偶联并总是可逆的,这些因素都限制了其在偶联载药方面的进一步应用。
目前我国对淀粉微球载药的研究主要以吸附法和包埋法为主。
(4)某些疑难病的介入性诊断和治疗。
由于纳米淀粉微球比红血球(直径6—9um)小得多,可以在血液中自由运动,因此可注射到人体的各个部位,检测病变和进行治疗。
(5)生物物质的吸附分离。
由于纳米淀粉微球粒径很小,具有巨大的自由表面,使纳米粒子具有较高的胶体稳定性和优异的吸附性能,能较快地达到吸附分离。
将纳米淀粉压成薄片制成过滤器,由于过滤器孔径为纳米量级,故在医药工业中可用于血清的消毒(引起人体发病的病毒尺寸一般为几十纳米)。
(6)鼻腔给药系统。
解热阵痛及麻醉镇痛药物、心血管药物、肽类及蛋白质等口服被破坏或不被吸收的药物可以通过鼻腔给药系统来给药,经鼻腔粘膜吸收而发挥全身或局部治疗作用,可减少药物在肠胃中因酶的作用造成的损失,坚守注射给药次数。
纳米淀粉微球在鼻腔给药系统中起到缓释和控释作用。
(7)栓塞技术。
载药微球通过动脉到达靶器官,堵到小动脉,血流被阻断多暂时性降低,称为栓塞技术。
纳米淀粉微球在体内的降解时间可控制交联度来调控,在降解过程中体积不断缩小,能进入更小的血管进一步阻断血流,待纳米淀粉微球降解后血管在开通,为进行再次动脉灌注和栓塞治疗提高机会;与此同时,微球上的药物缓慢释放,起到药泵的作用。
当血流被阻断后,药物停留在靶器官的血液中,并穿透毛细血管壁进入靶器官的细胞内,达到靶向作用。
(8)其他用途:磁性淀粉微球作为药物载体,可利用外加磁场引导其在体内定向移动、集中,使药物有选择性地分布于特定器官、组织或细胞中,达到定向作用于靶向组织的目的,这不仅可增大病变组织内的药物浓度,提高药物利用率,还可以减少或消除药物对正常组织的毒副作用。
近几年来,人们还研制多种阴离子、阳离子磁性淀粉微球,依靠静电、物理吸附作用提高微球载药性能及稳定性。
带离子的磁性纳米淀粉微球还可通过改变环境离子强度或pH值来调节药物释放速度。
此外,磁性纳米淀粉微球还了可以用于酶的固定话、免疫测定、细胞分离、基因重组、DNA分离和层析等领域。
纳米级大米淀粉具有独特的理化特性,如良好的分散性、吸附性、溶解性,易被人体吸收消化等,可用于化妆品扑粉、照相纸粉末、造纸施胶、糖果糖衣和药片赋形剂等。
糊化后的纳米级大米淀粉吸水快,质构柔滑似奶油,具有口感细腻、热量低、成本低等优点,是目前市场上最佳的奶油和黄油代用品,可以用于无奶油奶酪、低脂冰淇淋、无脂人造奶油、沙司和色拉调味料的生产。
其应用前景广阔,经济效益可观。