一种利用电子束辐照制备丁香提取物缓释剂的方法与流程

本发明涉及缓释材料制备技术领域，尤其涉及一种利用电子束辐照制备丁香提取物缓释剂的方法。

背景技术：

丁香，为木犀科丁香属落叶灌木或小乔木，其不仅具有观赏价值还能够入药，具有很高的药用价值。丁香提取物有抗菌、消炎、抗氧化等性质，但丁香提取物有效成分存在易挥发，对光线、氧气、温度敏感等问题，极大地限制了其应用范围。为了保持其相对稳定性，通常采用包封技术减少挥发损失，保持其活性成分，延长包封材料的货架期。

目前丁香提取物的包封技术主要是利用壳聚糖、β-环糊精等作为成膜物质制备微胶囊，存在制备过程中条件控制精度要求高、产品质量稳定性和缓释效果不理想等局限性。有研究利用月桂醇与海藻酸钠接枝共聚形成的两亲共聚物对丁香提取物进行包埋形成微胶囊，其缓释性明显优于未改性海藻酸纳，包封率达到30％以上，但制备过程复杂费时，需要先利用化学方法制备共聚物，再利用制备的共聚物包封丁香提取物，整个制备过程环节多、历时超过24小时。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种利用电子束辐照制备丁香提取物缓释剂的方法，利用电子束辐照接枝优势，接枝包埋在一个体系内进行，大大缩短缓释剂制备时间，减少了辅助化学物质的使用，同时显著提高丁香提取物主要成分的包封率，延缓释放时间。

本发明提出的一种利用电子束辐照制备丁香提取物缓释剂的方法，是以β-环糊精为壁材，丁香提取物为芯材，采用高能电子束辐照结合饱和水溶液法制备得到丁香提取物/β-环糊精-g-丙烯酰胺包合物。

优选地，上述制备方法包括以下步骤：

s1、将β-环糊精溶于水中，制备β-环糊精饱和水溶液；

s2、将丙烯酰胺溶于水，制备丙烯酰胺水溶液；

s3、将丙烯酰胺水溶液滴加到β-环糊精饱和水溶液中，水浴加热，在惰性气体氛围下，向反应体系中滴加丁香提取物溶液，搅拌反应，氮吹，辐照，静置、抽滤、洗涤，干燥，制得丁香提取物/β-环糊精-g-丙烯酰胺包合物。

优选地，s2中，β-环糊精和丙烯酰胺的质量比为1：1.2-1.5。

优选地，s3中，β-环糊精和丁香提取物的质量比为7-40：1；优选为14：1。不同质量比的β-cd和eo对包封率的影响十分明显。丁香提取物用量少时，包封率高；但当丁香提取物含量较高时，则会导致壁材包覆不完全，使其依附在包合物表面，从而造成包封率较低。因此，优选质量比为14：1。

优选地，s3中，水浴加热至40-80℃；优选为60℃。温度过低不利于环糊精分子的打开以及包合物的形成，而温度的升高会加剧分子运动，有利于β-环糊精的溶解，可使包合效率和包合物产率增大，但当温度升高到一定程度，分子运动过于剧烈导致解离大于包合，另一方面使丁香提取物挥发性损失增大，从而使其包合率下降。因此，优选搅拌温度为60℃。

优选地，s3中，搅拌速度为300-700r/min；优选为600r/min。搅拌速度对包封率存在一定影响，搅拌速度较低时，丁香提取物的分子运动较慢，成分中的易挥发性物质还没有进入β-cd内部就已经挥发；而搅拌速度过快，丁香提取物成分容易飞溅，产生较大损失。因此，优选搅拌速度为600r/min。

优选地，s3中，反应时间为1-3h；优选为2.5h。随着时间的增加，包合和解包速度会逐渐达到平衡，生成包合物的量趋于稳定，此时当时间继续延长时，可能会造成部分包合物解包，从而包封率下降。因此，优选搅拌时间为2.5h。

优选地，s3中，辐照剂量为1-9kgy；优选为8kgy。在辐照剂量较低时，随着辐照剂量的增加，反应体系中单位时间内产生的自由基数量增加，丙烯酰胺活性自由基浓度较大，接枝及交联几率增加，从而使得包封率增加；但当辐照剂量超过一定数值后，β-cd自身交联反应可能变得显著，使得其余单体的接枝受到一定影响。因此，优选辐照剂量8kgy。

优选地，s3中，在5min内将丁香提取物溶液滴加完毕。

本发明还提出了一种采用上述制备方法获得的丁香提取物/β-环糊精-g-丙烯酰胺包合物。

有益效果：本发明提出了一种快速制备丁香提取物包合物的方法，是以β-环糊精为壁材对丁香提取物进行包埋，并加入丙烯酰胺在高能电子束的作用下使其成功接枝β-环糊精，从而引入活性反应基团，得到交联网状材料，有效提升β-环糊精的包埋性和吸附性，且将高能电子束应用于丁香提取物包合物的制备，简便快捷，减少了化学引发剂的使用。采用本方法制备得到的丁香提取物/β-cd-g-am包合物工艺简便快捷，显著提高丁香提取物主要成分的包封率，包封率可达50.95％±0.37％，且在碱性介质中达到释放平衡的时间为25h，有效延缓释放时间，有效解决丁香提取物有效成分易挥发损失的弊端，扩大丁香提取物的应用范围，也为电子束法辐照制备β-cd基缓释产品的技术开发提供一定的参考。

附图说明

图1为本发明实施例4制备的丁香提取物/β-环糊精-g-丙烯酰胺包合物的ftir图谱，其中曲线1为丁香提取物，曲线2为β-环糊精，曲线3为丁香提取物/β-环糊精-g-丙烯酰胺包合物；

图2为本发明实施例4制备的丁香提取物/β-环糊精-g-丙烯酰胺包合物的sem图，其中a为β-环糊精，b为丁香提取物/β-环糊精-g-丙烯酰胺包合物；

图3为本发明实施例4制备的丁香提取物/β-环糊精-g-丙烯酰胺包合物在不同ph环境中的缓释曲线图。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

丁香提取物/β-环糊精-g-丙烯酰胺包合物的制备

量取100ml预先加热至40℃的蒸馏水于250ml三口烧瓶中，称取适量β-cd加入，搅拌，制成β-cd饱和水溶液。取2.22g丙烯酰胺溶于10ml蒸馏水，缓慢滴入三口烧瓶。三口烧瓶于水浴锅中加热至40℃，一端通入氮气以保证惰气氛围，控制搅拌转速为300r/min，于5min内将0.046g丁香提取物溶液逐滴加入其中，再搅拌反应1h，分装于100ml圆底离心管中，氮吹20min。随即在1h内进行10mev电子束辐照，辐照剂量为1kgy。辐照完成后，于4℃冰箱静置过夜，抽滤，用蒸馏水和无水乙醇各洗涤2次，45℃真空干燥，研磨，过筛得均匀丁香提取物/β-cd-g-am包合物颗粒。

实施例2

丁香提取物/β-环糊精-g-丙烯酰胺包合物的制备

量取100ml预先加热至40℃的蒸馏水于250ml三口烧瓶中，称取适量β-cd加入，搅拌，制成β-cd饱和水溶液。取2.77g丙烯酰胺溶于10ml蒸馏水，缓慢滴入三口烧瓶。三口烧瓶于水浴锅中加热至80℃，一端通入氮气以保证惰气氛围，控制搅拌转速为700r/min，于5min内将0.264g丁香提取物溶液逐滴加入其中，再搅拌反应3h，分装于100ml圆底离心管中，氮吹20min。随即在1h内进行10mev电子束辐照，辐照剂量为9kgy。辐照完成后，于4℃冰箱静置过夜，抽滤，用蒸馏水和无水乙醇各洗涤2次，45℃真空干燥，研磨，过筛得均匀丁香提取物/β-cd-g-am包合物颗粒。

实施例3

丁香提取物/β-环糊精-g-丙烯酰胺包合物的制备

量取100ml预先加热至40℃的蒸馏水于250ml三口烧瓶中，称取适量β-cd加入，搅拌，制成β-cd饱和水溶液。取2.60g丙烯酰胺溶于10ml蒸馏水，缓慢滴入三口烧瓶。三口烧瓶于水浴锅中加热至50℃，一端通入氮气以保证惰气氛围，控制搅拌转速为500r/min，于5min内将0.10g丁香提取物溶液逐滴加入其中，再搅拌反应1.5h，分装于100ml圆底离心管中，氮吹20min。随即在1h内进行10mev电子束辐照，辐照剂量为5kgy。辐照完成后，于4℃冰箱静置过夜，抽滤，用蒸馏水和无水乙醇各洗涤2次，45℃真空干燥，研磨，过筛得均匀丁香提取物/β-cd-g-am包合物颗粒。

实施例4

丁香提取物/β-环糊精-g-丙烯酰胺包合物的制备

量取100ml预先加热至40℃的蒸馏水于250ml三口烧瓶中，称取适量β-cd加入，搅拌，制成β-cd饱和水溶液。取2.5g丙烯酰胺溶于10ml蒸馏水，缓慢滴入三口烧瓶。三口烧瓶于水浴锅中加热至60℃，一端通入氮气以保证惰气氛围，控制搅拌转速为600r/min，于5min内将0.132g丁香提取物溶液逐滴加入其中，再搅拌反应2.5h，分装于100ml圆底离心管中，氮吹20min。随即在1h内进行10mev电子束辐照，辐照剂量为8kgy。辐照完成后，于4℃冰箱静置过夜，抽滤，用蒸馏水和无水乙醇各洗涤2次，45℃真空干燥，研磨，过筛得均匀丁香提取物/β-cd-g-am包合物颗粒。

对本发明实施例4制备的丁香提取物/β-cd-g-am包合物进行性能测试。

1、丁香提取物主要成分的包封率的测定

a.标准曲线的建立

准确称取丁香提取物0.1g定容至100ml，得到质量浓度为1.0g/l的母液。分别精确移取不同体积母液稀释至质量浓度为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09g/l的丁香提取物标准液。采用紫外-可见分光光度计测定标准液的吸光度，以丁香提取物质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，建立丁香提取物标准曲线。

丁香提取物标准曲线的方程为y＝18.238x-0.0017，r²＝0.9996，表明丁香提取物浓度在此范围内与吸光度线性关系良好。

b.包封率的测定

将一定量丁香提取物/β-cd-g-am包合物制备成溶液50ml，在40℃下超声30min，45℃的恒温摇床中震荡24h，最后以5000r/min离心10min，取上清液定容至50ml，用紫外-可见分光光度计测量其吸光度，根据标准曲线计算其浓度，得到包合物中丁香提取物的质量。包封率的计算公式如下：

包封率＝包合物中丁香提取物质量(g)/加入丁香提取物总质量(g)×100％

2、包合物鉴定与表征

a.傅里叶变换红外光谱ftir表征

β-cd和丁香提取物/β-cd-g-am包合物粉末均采用kbr压片法，丁香提取物采用液体池法，扫描范围为4000～400cm^-1。所用仪器为70v22傅里叶变换红外光谱仪(德国bruker公司)。

ftir图谱如图1所示。丁香提取物/β-cd-g-am包合物与β-cd相比，丁香提取物的加入并不会引起ftir谱带的明显偏移，整体上显示β-cd红外光谱的特征，峰强度和峰位置同β-cd基本一致，表明形成了丁香提取物-β-环糊精包合物，同时丁香提取物与β-环糊精的c-c、c-o-c和oh之间均不存在强相互作用。β-cd中3200-3600cm^-1的吸收峰属于-oh伸缩振动峰，而在丁香提取物/β-cd-g-am包合物中，这一波段的吸收峰变宽变强，且发生3400cm^-1到3392cm^-1的红移，是由于丙烯酰胺中-nh-与β-cd中-oh伸缩振动吸收重合相互作用，且在丁香提取物的存在下，β-环糊精的-oh之间形成的分子内氢键重组有关；而包合物中1650cm^-1处为丙烯酰胺中酰胺中c＝o吸收峰，1418cm^-1为c-n伸缩振动，均表明丙烯酰胺成功接枝在β-环糊精上；在丁香提取物红外谱图中，1638cm^-1和1610cm^-1为c＝c伸缩振动，这些同时出现在丁香提取物/β-cd-g-am包合物的红外光谱中，与酰胺的c＝o重合加强，在1650cm^-1出现强吸收峰；而包合物中1450cm^-1和1251cm^-1处吸收峰分别归属于丁香提取物中的c＝c和酚c-o，但它们的强度非常低，这可能是因为包合物中客体小分子含量较少时，很容易被β-环糊精的峰所掩盖。ftir结果表明，丙烯酰胺在电子束辐照作用下成功接枝β-cd，且成功包埋eo，合成了丁香提取物/β-cd-g-am包合物。

b.扫描电子显微镜sem表征

在样品台上贴双面胶，分别将β-cd和丁香提取物/β-cd-g-am颗粒固定，吹去多余粉末，喷金，以10kv的加速电压拍摄其不同放大倍数下的形态。所用仪器为su8010扫描电子显微镜。

sem表征结果见图2。从图中可以看出，β-cd是一种无定型晶体，且晶体表面附着颗粒，表面平滑，没有褶皱。而在丁香提取物/β-cd-g-am包合物中，与β-cd不同，无定型固体结构发生了明显的变化，生成了一种新的品型，外形呈扁平状，表面有褶皱和凹陷，形成了沟壑结构，从而提供了较大的吸附表面积，这与丙烯酰胺的接枝密不可分。丙烯酰胺的接枝增加了β-cd的表面积及褶皱，更有利于丁香提取物的包埋，有效提高包封率。

3、缓释试验

准确量取ph为5、7、9的三种磷酸盐缓冲溶液各50ml于100ml具塞锥形瓶中，将装有0.5g丁香提取物/β-cd-g-am包合物的茶包(6cm×8cm)放入锥形瓶至液体浸没，轻晃锥形瓶以保证介质的均匀性。缓释在25℃下进行，分别于0.5,1,2,3,6,12,24,30,48,72h后，取5ml液体，通过紫外可见分光光度计测量其吸光度，依据标准曲线，得到缓释的丁香提取物含量，每次取出溶液后重新补充5ml缓冲液至锥形瓶中。所有试验均设三个重复，取平均值为最终数值。所用紫外可见分光光度计为uh-5300紫外-可见分光光度计。

丁香提取物/β-cd-g-am包合物缓释结果如图3所示，结果表明，包合物在不同ph水溶液中均具有缓释性。释放前期溶液中丁香提取物浓度均呈现快速增长趋势，释放90％后达到平衡期，随着释放时间延续，释放出的丁香提取物有一定程度的挥发，浓度开始缓慢降低。在ph＝5的缓冲溶液中，包合物在18h后释放了94％的丁香提取物；当ph＝7时，包合物释放90％的丁香提取物需要20h，且释放平衡期达10h，在释放30h后，溶液中丁香提取物浓度才开始缓慢降低；当ph＝8时，包合物达到释放平衡期需要25h，且其总释放量达99.7％，较其他两组释放更加彻底，释放量相应增加。结果表明，碱性环境可有效增长包合物的释放时间，提高释放效率，而中性环境有效延长释放平台期，延缓丁香提取物挥发损失，有效保持丁香提取物的活性作用。究其原因，β-cd在碱性介质中更稳定，在酸性环境中容易水解，同时丙烯酰胺也在酸性条件下易发生反应，使包合物腔体对丁香提取物的作用力降低，更易释放出来。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。