壳聚糖(chitosan,CS)是自然界目前已知唯一携带正电荷的天然多糖,而且生物相容性好,因此在构建乳液体系方面具有极大潜力。当pH<6.5时,壳聚糖分子上的氨基质子化形成氨基阳离子(—NH3+),能与带负电荷的分子产生静电作用,这一特性使其在递送系统中应用广泛。
阿拉伯胶(gumArabic,GA)是一种可降解,在水中溶解度高达50%的阿拉伯半乳糖型多糖。在中性条件下,羟基发生解离使原本多糖结构带有更多的负电荷与反应位点,从而易与CS等其他带正电荷的生物大分子发生反应。
研究拟采用离子络合法制备CS/GA纳米乳液,以粒径分布为评价指标对CS和GA用量进行优化,并且采用扫描电子显微镜(SEM)观察纳米乳液的微观形态,以期为CS/GA纳米乳液在递送体系方面的应用提供理论参考。

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称取适量CS,加入100mL体积分数为1%的醋酸溶液中;称取适量GA,加入100mL超纯水中。CS和GA溶液分别用0.5mol/L NaOH或体积分数为1%的醋酸溶液调pH至4.0,接着将GA溶液逐滴加入CS溶液中,在800r/min转速下磁力搅拌30min,将乳液pH调至6.0,继续在800r/min转速下磁力搅拌30min。
一方面,固定GA质量浓度为2mg/mL,考察CS质量浓度(1.0,1.5,2.0,2.5,3.0mg/mL)对纳米乳液粒径分布的影响。另一方面,固定CS质量浓度为2.5mg/mL,考察GA质量浓度(1.0,1.5,2.0,2.5,3.0mg/mL)对纳米乳液的粒径分布的影响。

图2 CS质量浓度对纳米乳液粒径分布的影响

图3 GA质量浓度对纳米乳液粒径分布的影响
随着CS质量浓度的增大,图中单峰的对称轴明显向左偏移,表明平均粒径显著减小。当CS质量浓度为2.5mg/mL时,形成的纳米乳液其粒径分布更为集中且窄小,从而使乳液更加稳定。与此同时,随着GA质量浓度的提升,纳米乳液的单峰对称轴明显向右移动,说明粒径增大。
结合其他实验结果,CS与GA质量浓度分别为2.5,1.5mg/mL时,PDI值较低,Zeta电位较高,表明乳液体系较为均匀且稳定。

图4 CS/GA纳米乳液SEM图(20000×)
CS/GA纳米乳液呈现出一种疏松多孔的网状结构,该结构由GA-通过静电吸引附着在CS+的表面后形成的一种含有均匀孔洞的多孔网状结构。该特殊结构可用作食品、药品及化妆品等行业中敏感成分的新型递送体系,适合对多种功能活性物质(功能油脂、活性肽、多酚等)进行吸附和负载。
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