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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(三)

来源:时间:2025-04-22 02:23:20

2.3 傅裏葉變換紅外光譜圖

從圖6可以清晰地看到,硬脂燕麦經過硬脂酸疏水改性後的酸修饰的束燕麥β-葡聚糖與原燕麥β-葡聚糖的紅外光譜圖最大的區別在於1738.3cm-1處出現了新的峰。1738.3cm-1處新出現的多糖峰是由於酯羰基振動產生,且從圖中可以看出,自聚制备峰的集胶及強度隨著反應時間的延長而變強,即隨著取代度的特性增加峰強度增加,可以證明經過硬脂酸疏水改性後的初探燕麥β葡聚糖引入了酯羰基,從而驗證燕麥β-葡聚糖與硬脂酸之間確實發生了酯化反應。硬脂燕麦

2.4 氫核磁共振譜圖

從圖7可知,酸修饰的束經過硬脂酸疏水改性後的多糖燕麥β-葡聚糖與原燕麥β-葡聚糖的氫核磁圖譜對比發現,燕麥β-葡聚糖酯的自聚制备氫核磁圖譜中出現4個新峰。據相關文獻報道,集胶及2.50ppm處為DMSO-d6的特性質子峰,3.31ppm處為水的初探質子峰。其中,硬脂燕麦0.86ppm處的峰對應的是OGE分子酰基鏈上的末端甲基的3個氫;1.24ppm處對應於與終端甲基相連的4個亞甲基的質子;2.33ppm處的峰對應酰基鏈上與羰基相連的亞甲基質子;1.40ppm處出現的峰為緊隨其後的亞甲基的質子。由此可以得出,經過硬脂酸改性後的燕麥β-葡聚糖與原燕麥β-葡聚糖在結構上有很大區別,進一步證明了本試驗中硬脂酸對燕麥β-葡聚糖的改性成功。

2.5 CAC的測定結果

芘在330nm的激發波長下熒光光譜中會出現4個振動峰,分別為I1(374nm)、I2(380nm)、I3(385nm)和I4(394nm)。當聚合物的濃度較低時,其隻以單鏈形式存在,熒光強度不發生變化,然而當濃度高於CAC時,芘分子會進入到疏水內核並強烈發射,導致熒光強度增加,形成膠束。I1/I3值的大小反映出溶液的極性大小,即數值越小,對應其極性也越小。當I1/I3的值出現急劇下降時,可以認為芘由水中逐漸轉移至自聚集納米顆粒的疏水內殼中,意味著自聚集體的正式形成。在圖8中可以發現,OGE的DS與CAC成負相關,即隨OGE取代度的增加,臨界膠束濃度越小。當DS=0.057,測得其CAC為0.059mg/mL;當DS=0.082時,其CAC為0.039mg/mL;當DS=0.133時,其CAC降至0.017mg/mL。與文獻報道的兩親性多糖在低濃度下即可形成自聚集膠束的結論一致。

2.6 OGE的溶解度

如表3所示,OGE的溶解度較原燕麥β-葡聚糖的溶解度有不同程度的降低。隨著OGE取代度的增加,溶解度迅速下降。產生這種現象的主要原因是引入了硬脂酸這種疏水基團,取代度越高,引入的疏水集團越多,其溶解度相應越低。

2.7 OGE的細胞毒性

當OGE作用於正常的Raw264.7細胞時,可以看出不同取代度下的OGE質量濃度高低對Raw264.7細胞有著不同的作用效果。總體來看,當OGE質量濃度為200μg/mL時,細胞活力有所下降,然而均保留了99%以上的細胞存活率,可以認為在此質量濃度(20~200μg/mL)範圍內,改性後的兩親性多糖對細胞並無毒性。隨著取代度的不斷升高,對Raw264.7細胞的活力也呈增強作用。分析圖9可知,當OGE質量濃度為100μg/mL時,不同取代度下的兩親性多糖對細胞活力均具有最好的作用效果。當取代度為0.057時,與不加OGE的細胞活力相比,質量濃度為50μg/mL的OGE可顯著促進Raw264.7細胞的增殖(P<0.01),當OGE質量濃度增加至100μg/mL時,對Raw264.7細胞活力仍存在顯著促進作用(P<0.05);取代度為0.088時,質量濃度為50μg/mL和100μg/mL的OGE均可顯著促進Raw264.7細胞的增殖(P<0.05);當取代度為0.102時,OGE質量濃度為25,50,100μg/mL時,對正常Raw264.7細胞的生長都具有極顯著地促進作用(P<0.01)。

3 討論

本文利用飽和脂肪酸硬脂酸對燕麥β-葡聚糖進行酯化改性後,通過OGE的紅外光譜圖和氫核磁結構表征圖能夠得出改性後的兩親性燕麥β-葡聚糖與原糖結構具有一定區別,進一步證明試驗中兩親性燕麥β-葡聚糖酯的成功製備。通過對製備條件的優化,得出當硬脂酸活化液添加量為6.50mL、反應溫度為90℃且酯化反應時間為5.0h時有最大取代度,可達0.133。OGE能夠在較低質量濃度之下形成膠束,且溶解度隨取代度的增加而明顯降低。在用改性後的兩親性燕麥β葡聚糖在較低濃度下作用於正常Raw264.7細胞時,細胞存活力均在99%以上,可以認為製備的OGE在一定濃度範圍內無細胞毒性。

有學者指出,兩親性多糖由於疏水性嵌段的存在,能夠有效地荷載某些敏感性生物活性材料,防止這些物質快速崩解,使它們在到達目標位置時更加有效的釋放。本試驗中兩親性多糖材料易得,且製備過程較為簡單,對正常細胞不具有毒性,有望在荷載疏水性活性物質或者食品相關領域成為具有應用價值的載體,提高疏水性生物活性材料等的生物利用率。

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