由天然油基非离子表面活性剂稳定的肉桂油纳米乳剂及其制备方法

1.本发明属于纳米乳剂的制备技术领域，涉及一种由天然油基非离子表面活性剂稳定的肉桂油纳米乳剂及其制备方法。


背景技术：

2.金黄色葡萄球菌和大肠杆菌是人类生活中重要的致病菌。目前，在医学研究领域，普遍应用β-内酰胺类、头孢菌素类、大环内酯类、氨基糖苷类和磺胺类等抗生素来抗菌，但随着这些抗菌药物的广泛应用，细菌对抗生素产生了抗药性，因此需要寻找天然的抗菌剂。
3.肉桂是一种樟科樟属植物的常绿树，又叫玉桂、大桂等。肉桂油则是其树皮、枝、叶经蒸馏所得的芳香油，肉桂油因含有肉桂醛等主要成分，对很多细菌和真菌都有很好的抑制作用，是一种天然的抑菌剂。但因其水溶性差、挥发性高等特点，在医药领域应用前景有限。因此为保证挥发油的整体药效，提高肉桂油挥发性成分的稳定性，有必要开发合适的给药系统，充分发挥肉桂油的作用。
4.中国专利申请cn112006923a使用油脂乙氧基化物表面活性剂乳化菜籽油，虽然所制备乳剂稳定性高，但菜籽油中含有一种特殊的脂肪酸-芥酸，能对人体的营养状况产生不良影响，有抑制生长、引起甲状腺肥大等副作用。qian chen等人使用油脂乙氧基化物表面活性剂乳化茶树油制备高内相乳液，抗菌能力虽有所增强，但所制备的乳剂过于黏稠，稳定性不易观察，测试时间长，不利于工业化(qian chen,xiumei tai*,jiyun li,chunhui li,and lingxiao guo.high internal phase emulsions solely stabilized by natural oil-based nonionic surfactants as tea tree oil transporter[j])。中国专利申请cn114128824a所制备的玉米油纳米乳液乳化时间需要长达1.5h，制备周期较长。


技术实现要素：

[0005]
为解决肉桂油不稳定、水溶性差的问题，本发明提供一种由天然油基非离子表面活性剂稳定的肉桂油纳米乳剂及其制备方法，该方法以棕榈仁油乙氧基化物(soe-n-60)为表面活性剂，提高肉桂油的生物利用度。
[0006]
本发明的技术方案如下：
[0007]
由天然油基非离子表面活性剂稳定的肉桂油纳米乳剂，按重量百分比计，由以下成分组成：肉桂油5～10％，soe-n-60表面活性剂6～10％，余量为去离子水。
[0008]
优选地，所述的肉桂油纳米乳剂，按重量百分比计，由以下成分组成：肉桂油5％、soe-n-60表面活性剂9％，去离子水86％。
[0009]
当前纳米乳剂的形成一般需要同时加入表面活性剂和助表面活性剂，表面活性剂的存在可有效降低表面张力和表面自由能，仅靠表面活性剂产生低的界面张力只能形成普通的乳状液。只有在助表面活性剂的存在下，产生混合吸附，才能制成纳米乳液。单一的表面活性剂在适宜比例下也可制成纳米乳剂，但所需用量大，价格相对较高，同时较多量的使
用也会对环境造成污染且所制得的纳米乳剂稳定性不高。本发明采用soe-n-60表面活性剂，其是在催化剂下通过棕榈仁油和环氧乙烷的一步法合成的。其原料天然，对人体无毒，安全无刺激，具有较好的生物降解性和水溶性，并且有良好的乳化、增溶性能。
[0010]
本发明还提供上述肉桂油纳米乳剂的制备方法，具体步骤如下：将肉桂油、soe-n-60表面活性剂按比例进行混合搅拌，然后加入去离子水，以8000～10000r/min的转速高速剪切3～7min，得到肉桂油纳米乳剂。
[0011]
优选地，搅拌为磁力搅拌，搅拌时间为15min，搅拌转速为600r/min。
[0012]
本发明的高速剪切是以8000～10000r/min的转速剪切3～7min。剪切时间过短，制备过程中可能发生不完全剪切；剪切时间过长时，增加了液滴碰撞的概率，促进了液滴的融合，乳剂粒径增大。适宜的剪切时间和转速能够获得粒径更小、分散更均匀、稳定性更高的纳米乳剂。
[0013]
优选地，高速剪切的转速为10000r/min，剪切时间为5min。
[0014]
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0015]
(1)本发明制备方法简单，利用高速剪切在短时间内即可制备成纳米乳剂，生产成本低；
[0016]
(2)本发明的肉桂油纳米乳剂具有分散性好、稳定性强、生物安全性高、抗菌效果好等优点，能够解决肉桂油不稳定、水溶性差的问题，从而减少肉桂油在使用过程中的挥发消耗，进而提高肉桂油的生物利用度。
[0017]
(3)本发明制备的肉桂油纳米乳剂能够有效抑制革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌的生长。
附图说明
[0018]
图1是实施例制得的肉桂油纳米乳剂在不同条件下的平均粒径图；
[0019]
图2是实施例制得的肉桂油纳米乳剂在不同条件下的pdi图；
[0020]
图3是实施例制得的肉桂油纳米乳剂对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)的抑制效果图。
具体实施方式
[0021]
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步描述。以下实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，通常按照常规条件，所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0022]
实施例1
[0023]
将5g肉桂油、6g soe-n-60混合，将含有表面活性剂与肉桂油的混合物置于磁力搅拌器上以600r/min搅拌15min；将称取好的89g去离子水加入以上混合物中，利用高速分散均质机以10000r/min剪切5min，即得肉桂油纳米乳剂。
[0024]
实施例2
[0025]
将5g肉桂油、7g soe-n-60混合，将含有表面活性剂与肉桂油的混合物置于磁力搅拌器上以600r/min搅拌15min；将称取好的88g去离子水加入以上混合物中，利用高速分散均质机以10000r/min剪切5min，即得肉桂油纳米乳剂。
[0026]
实施例3
[0027]
将5g肉桂油、8g soe-n-60混合，将含有表面活性剂与肉桂油的混合物置于磁力搅拌器上以600r/min搅拌15min；将称取好的87g去离子水加入以上混合物中，利用高速分散均质机以10000r/min剪切5min，即得肉桂油纳米乳剂。
[0028]
实施例4
[0029]
将5g肉桂油、9g soe-n-60混合，将含有表面活性剂与肉桂油的混合物置于磁力搅拌器上以600r/min搅拌15min；将称取好的86g去离子水加入以上混合物中，利用高速分散均质机以10000r/min剪切5min，即得肉桂油纳米乳剂。
[0030]
实施例5
[0031]
将5g肉桂油、10g soe-n-60混合，将含有表面活性剂与肉桂油的混合物置于磁力搅拌器上以600r/min搅拌15min；将称取好的85g去离子水加入以上混合物中，利用高速分散均质机以10000r/min剪切5min，即得肉桂油纳米乳剂。
[0032]
实施例6
[0033]
将8g肉桂油、10g soe-n-60混合，将含有表面活性剂与肉桂油的混合物置于磁力搅拌器上以600r/min搅拌15min；将称取好的82g去离子水加入以上混合物中，利用高速分散均质机以10000r/min剪切5min，即得肉桂油纳米乳剂。
[0034]
实施例7
[0035]
将10g肉桂油、10g soe-n-60混合，将含有表面活性剂与肉桂油的混合物置于磁力搅拌器上以600r/min搅拌15min；将称取好的80g去离子水加入以上混合物中，利用高速分散均质机以10000r/min剪切5min，即得肉桂油纳米乳剂。
[0036]
对比例1
[0037]
称取10g肉桂油、4g聚山梨酯吐温40、6g蓖麻油聚氧乙烯醚90混合，置于磁力搅拌器上600r/min搅拌15min，将称取好的80g去离子水加入以上混合物中，利用高速分散均质机以10000r/min剪切5min，即得肉桂油乳剂。
[0038]
将新制备的肉桂油乳剂经马尔文粒子分析仪测得液滴尺寸为532nm，不符合纳米乳剂(20-200nm)的粒子要求。
[0039]
对比例2
[0040]
将12g肉桂油、6g soe-n-60混合，将含有表面活性剂与肉桂油的混合物置于磁力搅拌器上以600r/min搅拌15min；将称取好的82g去离子水加入以上混合物中，利用高速分散均质机以10000r/min剪切5min，即得肉桂油纳米乳剂。
[0041]
当选用12％肉桂油作为油相时，可观察到所制备的纳米乳剂有明显分层现象，原因可能是由于肉桂油含量过高，乳化剂含量相对较低，达不到良好的乳化效果。
[0042]
对比例3
[0043]
将3g肉桂油、6g soe-n-60混合，将含有表面活性剂与肉桂油的混合物置于磁力搅拌器上以600r/min搅拌15min；将称取好的91g去离子水加入以上混合物中，利用高速分散均质机以10000r/min剪切5min，即得肉桂油纳米乳剂。
[0044]
当选用3％肉桂油作为油相，乳剂的粒径在200nm以下，但在常温下静置两天可观察到样品底部有少量油层，纳米乳剂有轻微破乳现象，稳定性低。
[0045]
对比例4
[0046]
本对比例与实施例基本相同，唯一不同的是高速分散匀质机以7000r/min的转速
剪切5min。
[0047]
制备的纳米乳剂的粒径为183nm，但静置三天就发生分层，原因可能是转速过低，所提供的能量低，液滴分散不均匀。
[0048]
对比例5
[0049]
本对比例与实施例基本相同，唯一不同的是高速分散匀质机以10000r/min的转速剪切8min。
[0050]
制备的乳剂的平均粒径为972nm，达到了微观水平，不符合纳米乳剂(20-200nm)的粒子要求。原因可能是当剪切时间过长时，增加了液滴碰撞的概率，促进了液滴的融合，导致液滴粒径变大。
[0051]
需要说明的是，所述肉桂油的纯度不低于98wt％，所制备的肉桂油纳米乳剂的抗菌功效与肉桂油的纯度相关，纯度越低的肉桂油，其包含的杂醇的含量就越高，就会使得纳米乳剂的抑菌效果变差。
[0052]
表征例
[0053]
1.稳定性测试
[0054]
将实施例1～7中制得的肉油纳米乳剂进行稳定性测试实验：使用马尔文粒度仪，在25℃条件下测定以上各例制备的肉桂油纳米乳剂的粒径和pdi。为了避免多重散射效应，在测量前，将各样品用去离子水稀释200倍。在乳剂体系中，平均粒径是表明其物理稳定性的关键特征，描述了分散的油滴平均尺寸。pdi是描述稳定性的另一指标，取值范围一般为0～1，pdi越低，表明系统分散得越好，团聚的倾向越小，纳米乳剂液滴在整个体系中的分布越均匀。
[0055]
将以上各例制备的样品分别在低温(4
±
2℃)、高温(54
±
2℃)下储存7天，通过测定平均粒径、多分散指数(pdi)与新制备样品进行分析。
[0056]
从图1中可以看出，新制备的纳米乳剂的平均液滴尺寸小于200nm，经低温和高温处理7天后，其平均粒径均小于200nm；另一方面可看出温度对液滴的运动有直接影响，高温会使液滴运动加快，导致液滴之间的碰撞增加，进而导致液滴尺寸变大；从图2中可以看出，新制备的纳米乳剂的(多分散指数)pdi在0.3左右，经低温和高温处理7天后，其pdi均小于1，表明所有实施例肉桂油纳米乳剂的平均液滴粒径较小，分散较均匀，具有较高的稳定性。
[0057]
2.抑菌实验
[0058]
以实施例1制得的肉桂油纳米乳剂为代表例，进行革兰氏阴性菌(大肠杆菌)的抑制实验，具体步骤如下：
[0059]
(1)将菌的单菌落接种于5ml lb液体培养基中，37℃180rpm，接种12h后，用4950μl新鲜lb液体培养基稀释50μl菌液，37℃180rpm培养3h，直至od
600
达到0.7。
[0060]
(2)将细胞爬片置于24孔板底部，加入200μl的菌液，37℃培养6h，将爬片取出置于新孔内，对照组加灭菌水1.5ml；实验组加入实施例1制得的肉桂油纳米乳剂1.5ml；在37℃培养2h，再次将爬片取出置于新孔内，加入2.5％戊二醛溶液浸没爬片，4℃过夜保存，固定菌体。将固定好的菌体采用30％、50％、70％、80％、90％、95％、100％乙醇梯度脱水，每次8～10min。临界干燥后制片、喷金，进行扫描电镜观察。
[0061]
由图3可见，对照组未加入肉桂油纳米乳剂，处理前的大肠杆菌呈现出条纹状、菌体较直，未见有破损；而实验组经肉桂油纳米乳剂处理后的菌体出现皱缩、凹陷甚至破裂。
结果表明由soe-n-60表面活性剂所制备的纳米乳剂能有效封装肉桂油，保留了肉桂油对细菌的明显破坏作用，能够改变细胞结构，使细胞内容物严重泄漏。