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硬脂酸修饰的燕麦多糖自聚集胶束的制备及其特性初探(二)

来源:时间:2025-04-22 05:37:47

1.2.6 OGE的硬脂燕麦臨界聚集濃度

臨界聚集濃度的測定利用熒光探針法,方法參照文獻並稍作修改。酸修饰的束準備稱取芘標準品配製濃度為3×10-4mol/L的多糖芘甲醇溶液。取10mL的自聚制备具塞試管,每管中加入3×10-4mol/L的集胶及芘甲醇溶液20μL後,用氮氣將溶液中的特性甲醇吹幹。選取不同取代度的初探OGE,再向每管中加入10mL不同取代度、硬脂燕麦不同濃度(0.0002~3mg/mL)的酸修饰的束OGE溶液,此時芘的多糖最終濃度為6×10-7mol/L,室溫下避光高速攪拌5h後,自聚制备利用熒光分光光度計測定芘的集胶及發射光譜。測定條件:激發波長330nm,特性發射和激發狹縫均為5nm,初探發射光譜的硬脂燕麦掃描範圍350~500nm。記錄I1(374nm)和I3(385nm)處的熒光強度。以OGE濃度的對數為橫坐標,I1/I3的值為縱坐標繪製散點圖,並進行曲線擬合後,求兩擬合曲線交點處的橫坐標,換算成濃度,此時的濃度即臨界聚集濃度。

1.2.7 OGE的溶解度

稱取一定取代度的OGE,配製成2.0mg/mL的溶液,將溶液於100℃下加熱15min後取出,離心20min(3000×g),收集上清液烘幹稱重,並記錄,按式(2)計算其溶解度。

1.2.8 OGE的細胞毒性分析

從液氮罐中取出裝有Raw264.7細胞的凍存管1支,37℃水浴複蘇、傳代、定期換液等工作。試驗開始前加入新鮮DMEM高糖培養基(含10%FBS)製成細胞懸液,1000×g離心5min後,棄上清後,加入新鮮培養液,懸浮細胞計數。將細胞濃度調成3×104個/孔的密度,以100μL/孔接種於96孔細胞培養板中。置於37℃,5%CO2培養箱中過夜,使細胞充分貼壁,棄上清後,以100μL/孔加入不同濃度(25,50,100,200μg/mL)的OGE溶液至各孔中,每組設置6個重複孔。在37℃,5%CO2培養箱中培養24h後,加入10μLCCK-8液,再放入細胞培養箱中培養2h左右,在波長450nm處測定吸光值(OD值)。

式中,A1—試驗孔吸光值(OD值);A2—對照空吸光值(OD值);A0—空白孔吸光值(OD值)。

1.2.9 數據處理

本試驗各數據采用“平均值±標準偏差”表示。利用MestReNova軟件進行NMR圖譜數據處理,SPSSStatistics24統計學軟件進行正交試驗設計及結果分析,采用單因素方差分析進行各組間指標差異比較,P<0.05為有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 燕麥β-葡聚糖硬脂酸酯(OGE)的製備

2.1.1 硬脂酸活化液添加量對取代度的影響

有報道稱,脂肪酸酯化多糖的反應是可逆的。因此,硬脂酸酰基咪唑的增加促使該酯化反應向正方向不斷進行。從圖1可以清晰地看出,隨著硬脂酸酰基咪唑添加量不斷增加,產物取代度也不斷增加。推測由於隨著硬脂酸酰基咪唑添加量的增加,燕麥β-葡聚糖與酰基咪唑之間的碰撞頻率也隨之不斷增大,使得整個體係中的酯化效率相應提高。繼續添加硬脂酸酰基咪唑時,硬脂酸酰基咪唑與燕麥β-葡聚糖中的羥基基團發生的反應也慢慢趨於飽和,反應速率減緩,取代度的增加趨勢也變得較為緩慢。
 

2.1.2 反應溫度對取代度的影響

圖2是酯化反應溫度對產物取代度的變化圖,其中,當反應體係的溫度從70℃升至80℃時,酯化產物的取代度從0.036增加至0.057後,繼續升高體係的反應溫度,對酯化反應的影響不是很大,取代度數值變化較小,並趨於平緩。可能由於溫度升高,大分子鏈的活性也相應增強,促使反應體係中分子間的有效碰撞次數增加,取代度隨之發生變化。當反應體係中參與反應的分子達到飽和時,有效碰撞的次數不再增加,取代度的變化也趨於穩定。

2.1.3 反應時間對取代度的影響

根據酯化反應的理論分析結果,酯化反應會隨著時間的延長逐漸達到一個極限值。如圖3所示,隨著酯化反應時間的持續延長,取代度相應升高,燕麥β-葡聚糖的酯化反應也越充分。酯化反應在4.5h前,由於體係中生成的OGE濃度較低,使得體係中的酯化反應能夠持續進行。而當整個體係在反應進行到5.0h時,產物的取代度增長幅度變得緩慢,此時反應體係中的酯化反應與分解反應即將平衡。因此,反應時間並不能無限延長下去。

2.1.4 OGE製備條件的優化

利用SPSSStatistics24軟件進行正交試驗設計,采用3因素3水平進一步研究硬脂酸活化液添加量(A)、反應溫度(B)和反應時間(C)對OGE取代度的影響,確定出OGE的最佳製備條件。

從表1中可以清楚的得到此反應中OGE的最佳製備條件,即當硬脂酸酰基咪唑添加量為6.50mL,反應溫度為90℃,反應時間為5.0h時,有最大取代度,為0.133。

2.2 OGE的外觀形態及粒徑

分別配製1mg/mL的燕麥多糖溶液和同質量濃度的OGE溶液作對比可以看出,OGE溶液更為渾濁,且上層有很多泡沫存在,而燕麥多糖溶液則清澈,且幾乎無泡沫存在。推測是由於在原燕麥β-葡聚糖中接入了硬脂酸,硬脂酸本身具備乳化、穩定及潤滑作用有可能也帶入到OGE中,使得OGE液體上方出現諸多泡沫。

據相關報道,兩親性多糖在較低濃度下能夠形成殼核結構的自聚集膠束,納米膠束的外觀形態大多呈球狀。如圖5所示,OGE在掃描電鏡下可以清晰地看出其外觀形態為球形,較原燕麥β-葡聚糖的粒徑更小,大小更為均一。原燕麥β葡聚糖有幹癟狀的球形,而經過改性後的兩親性多糖更加飽滿。

大多數兩親性多糖形成的膠束的PDI都非常窄。PDI值越小表示粒徑分布越窄,顆粒大小越均一。有研究表明,當PDI>0.7時,代表顆粒的粒徑分布較寬。正如表2所示,OGE的PDI<0.7,可認為OGE的粒徑大小較為均一,與掃描電鏡呈現的表觀形態一致。然而在不同取代度下,OGE的粒徑大小也存在差異,隨取代度的增加,OGE的粒徑大小反而降低。可能由於OGE本身形成的膠束體係中,不同取代度下的比表麵積和表麵能的差異,導致自發的粒子聚集程度不同所致。疏水改性後的多糖相比較原糖來說,即取代度為0時,粒徑更小,其PDI值也越小。

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