十二烯基疏水改性海藻酸钠胶束化性能研究

1、 十二烯基疏水改性海藻酸钠的胶束化性能研究摘 要海藻酸钠是由-D-甘露糖醛酸(M)和-L-古罗糖醛酸(G)构成的由褐藻中提取的一种天然线性多糖,。海藻酸钠在人体中具有良好的非应答性，微生物降解性以及无毒性，。本文主要是针对海藻酸钠亲水性不佳，无法对疏水性药物进行好的包覆进行了改性，并研究了疏水改性海藻酸钠的性质。其中包括产品的粘度，粒径，zeta电位，包药后的吸光度等各种手段对其结构和性能进行了表征，同时系统的研究了疏水改性海藻酸钠的胶束化形为，以及针对他疏水性药物的包覆行为进行了评估1通过在表面活性剂的催化作用下，在中性环境中，以十二烯基丁二酸酐为疏水性截肢原料，对海藻酸钠进行改性，产物为具

2、有两亲性的衍生物DSA，在水溶液中形成胶束，其结构为内壳具有疏水性的烯基链，外核为具有亲水性的海藻酸钠2通过对一系列浓度梯度的海藻酸钠溶液的表面张力测量发现在xxx浓度下表面张力减小趋势变缓，可得出xxx浓度为临界胶束浓度3通过疏水药物在不同浓度下的疏水改性的海藻酸钠溶液中的吸光度的测量发现DSA对疏水性药物具有一定的增溶能力，可以使氯法齐明在溶液中的溶解度显著提高4通过对氯法齐明该类疏水性药物的包药实验，证明了疏水性药物可以被胶束中具有疏水性的内核所包覆5通过测定改性后海藻酸钠粒度分布，发现粒度分布范围变小变集中。在整个浓度范围内，在xxx左右时粒径曲线出现的转折点，与胶束形成过程相对应。6

3、通过对DSA粒径大小，与ZETA电位的测量，其胶束粒径为xxx，zeta电位为xxx关键词：海藻酸钠，疏水改性，临界胶束浓度，增溶作用，zeta电位，粒径STUDY ON THE MICELLIIZATION OF SODIUM DODECYL HYDROP HOBICALLY MODIFIED SODIUM ALGINATEABSTRACTSodium alginate is composed of -D- (M) -L- and polymannuronate guluronic acid (G) a natural linear extracted from brown algae po

4、lysaccharide composition,. Alginate has good non immunity, biodegradability and innocuity,. In this paper, hydrophobic properties of hydrophobic polymers were studied by using twelve alkenyl butyl two anhydride for hydrophobic properties of sodium alginate, and the properties of modified polymers we

5、re studied. Including product viscosity, particle size, zeta potential, its structure and properties were characterized. The absorbance after administration of various means on the micellization behavior of modified sodium alginate in aqueous solution were studied, and it is on the solubility of hyd

6、rophobic drugs and of ester soluble dye the emulsification of inquiry1 the catalytic action of surfactants, in the neutral environment, with twelve alkenyl Ding two anhydride as raw materials of hydrophobic amputation, sodium alginate modified, the products have two amphiphilic derivatives DSA, the

7、formation of micelles in aqueous solution, the structure of alkenyl chain with hydrophobic inner shell the outside core is hydrophilic, sodium alginate2 by measuring the surface tension of a series of concentration gradient solutions of sodium alginate solution, it is found that the trend of surface

8、 tension decreases at XXX concentration, and XXX concentration is the critical micelle concentrationThrough the measurement of 3 hydrophobic hydrophobic drugs in different concentrations of the absorbance change of sodium alginate solution in the discovery of DSA has the ability to solubilize hydrop

9、hobic drugs, can make the chlorine solubility clofazimine in solution significantly increased4 by observing the dissolution of Sudan in hydrophobic modified alginate solution, it can be concluded that lipid soluble Sudan red can be loaded into the hydrophobic core of DSA and increase its solubility

10、in aqueous solution.5 by measuring the size distribution of modified sodium alginate, it is found that the size distribution range becomes smaller and concentrated. In the whole concentration range, around XXX, the turning point of the particle size curve is corresponding to the micelle formation pr

11、ocess.6 by measuring the size of DSA and the measurement of ZETA potential, the particle size of micelle is XXX, and the potential of zeta is XXXKeywords: alginate, hydrophobic modification, critical micelle concentration, solubilization, zeta potential, particle size目 录第一章 前言11.1 海藻酸钠11.1.1海藻酸钠的定义.

12、11.1.2海藻酸钠的功能.21.1.3海藻酸盐改性的目的.31.1.4海藻酸钠的截枝.41.1.4.1酯化法.51.1.4.2酰胺化法.51.1.4.3开环法. 6 2. 实验部分.62.1 仪器和试剂.72.2. 两亲性海藻酸钠的制备.72.3疏水改性海藻酸钠表面张力的测定72.5 十二烯基海藻酸钠水溶液粒径和粒度分布的测定.72.6 十二烯基海藻酸钠对氯法齐明的包药效果的测定.83 结果与讨论.83.1 十二烯基海藻酸钠的合成.83.2 十二烯基海藻酸钠水溶液表面张力的测定.93.3 十二烯基海藻酸钠水溶液Zeta电位的测定103.4 十二烯基海藻酸钠胶束的粒径和粒度分布.11结 论12

13、参考文献121.1 海藻酸钠1.1.1 海藻酸钠的定义海藻酸又名褐藻胶从褐藻或者一些细菌中提取（比如固氮菌），在海藻中存在。由于细胞间的基底膜的存在使得藻类不仅具有灵活性而且兼顾稳定性，海藻酸是从海水中提取碘的副产物，也被直接运用到食品，制药，和化妆工业。海藻酸钠是海藻酸盐的主要利用对象，一般是作为食品中的增稠剂与药品中的凝胶剂使用。海藻酸钠是一种通过-1,4糖苷键由两种糖醛酸-L-古洛糖醛酸（G单元）和-D-甘露糖醛酸（M单元）相链接的天然线性多糖，甘露糖醛酸与古洛糖醛酸作为均聚物单元以M-M、G-G和M-G的组合方式形成一种无支链的线性嵌段共聚物这两个单元在凝胶化作用中都起到决定性作用，尤

14、其是G单元为锯齿形,1其平均分子量为48000186000gmol1.2其结构式如下图由于海藻酸的收获时间的不同，其种类，结构也有所不同3。在自然环境中其主要是与钡离子，钾离子，钠离子等形成的盐类化合物4。其中的两个单元的pKa值也有所不同，其大小为3.38，3.65 5。但是海藻酸的pKa为3.4-4.4左右，其值与海藻酸的种类，盐的种类有关5。如果向海藻酸钠溶液中加入二价阳离子其结构就会变成凝胶状态，这是因为海藻酸钠带负电会与二价阳离子相结合的缘故 14。其盐链的结构决定了海藻酸的理化性质。海藻酸钠可以与水很好的相溶形成水溶液，其溶解能力与温度有关6。在酸性溶液中海藻酸钠容易析出沉淀，当处

15、于碱性溶液中其又会变成黏性溶液7。且其粘性与海藻酸的分子量呈正相关8。在一般条件下可通过反应使钠离子被钙离子，钡离子等二价阳离子置换出来，海藻酸钠就会通过交联反应变成水凝胶9。海藻酸几乎可以和任何阳离子相结合10。但是甘露糖醛酸基团几乎不会与二价阳离子结合10。如果G单元数量增价达到十五个时，即-L-古洛糖醛酸百分含量在百分之七十以上时，凝胶强度就显著增强111.1.2海藻酸钠的功能食品在食品工业中海藻酸经常被用作增稠剂，添加剂使用在欧盟的一些地区海藻酸经常以钠盐，钙盐，钾盐的形式作为食品添加剂使用，且这些添加剂常常被视为天然添加剂，海藻酸不能被身体所吸收，然而大量的海藻酸可以被钙离子或者微量

16、元素如铁离子所吸收，通过某些动物实验表明海藻酸钠可以阻碍蛋白质的吸收，所以海藻酸钠并不是一种对健康有意的物质.海藻酸钠广泛存在于各类食品中，如糕点，冷品，沙拉冰淇淋，肉类，蔬菜制品。医用 在医学上人们利用涂油海藻酸钙的纱布对或深或浅的伤口止血，海藻酸钙可以有效阻止绷带与伤口的黏连，这是因为海藻酸独特的理化性质，它可以与伤口中渗出的体液相结合形成凝胶状物质，与此同时将会有钙离子被置换出来，如果伤口表面有大量的钙离子存在可以起到很好的加速伤口愈合的功效。在外科中海藻酸不但用于伤口纱布，还用在伤口的填充材料上，尤其是对慢性伤口的清洗与治愈，海藻酸也被视为生物材料。海藻酸钠使得人造细胞材料的应用成为可

17、能，因免疫系统对海藻酸钠没有排斥现象，这种细胞组织可以更好的参与人体的新陈代谢，它可以封装胰岛素细胞，而不会引起病人的排异反应，在人体内长达六个月之久，再也不会依赖针头注射的方法来向病人注射胰岛素。 藻酸盐也被用作药物治疗胃灼热，其机理是，药物不被代谢所以可以在胃和食道与胃酸之间形成物理屏障。胃酸与其它成分（钙/钾）形成内容物，并防止胃酸重新回流。海藻酸钠在实验室中经常使用，特别是在的细胞培养众。其机理是通过添加钙形成胶凝，允许在细胞的临时培养中形成三维结构，然后回收所需细胞，如果没有这种酶，就会被热或机械造成损伤。11藻酸盐在牙科诊所通常用于补牙。作为印模材料，其理化性质无害。但如果不进一步

18、处理，藻酸盐变干并变得不可用。 （对于精密度，印模材料使用具有良好的靶向作用和高锐度特别弹性体，例如聚醚和聚硅氧烷）。印模材料是由金属或塑料制成的合适的载体导入（所谓的印模托盘）。在牙科中填充材料通常含有藻酸钠和硫酸钙（石膏），磷酸钠作为缓凝剂在硅藻土中占很大的大比例。在牙科领域，用藻酸盐溶液用于石膏模型的制作，例如，海藻酸钠可以使得塑料假体容易地溶解所需模型中（对塑料绝缘石膏）这也是胶粘剂假牙的一个组成部分。此外艺术家也将藻酸盐用在人体石膏雕塑领域。该材料可以施加在上主体部分较大的面积。在几分钟内，海藻酸钠与硅胶树脂状物质结，然后通过凝固的藻酸盐剥离一些石膏获得比例并稳定后的浇形状。该石膏绷

19、带固化速度非常快，从而使反模具可在不久之后小心地从人体分离并取出。通过使用海藻酸钠可以实现一个非常精准的孔隙填充。巴黎的艺术家表示海藻酸可以和石膏后混合，在浇筑全部结束约24小时的干燥时间后，然后可以从藻酸盐 - 石膏壳脱模，然后被进一步处理。 印染海藻酸钠另外一个重要的作用是在印染工业中可以被用来制作印刷纺织的印刷涂料，一个重要的条件是，对于每种基础颜料或其他物质海藻酸都能促进其着色，并不产生沉淀，因为其分子上待羧基,所以带负电核的染料就不会与其反应，这样促进染料的上色，得到的产品纹路更加清晰，色泽更加饱满，光泽更加亮丽，清洗后不易掉色，不起球，防静电等优点，另外海藻酸钠还可以使纱棉更加柔软

20、，在织物堆放时不易产生折痕。农业因为近年来人口增长迅速所以农作物的需求量迅猛增长，这就需要大量的耕种田地，由于农田面积的增加，致使肥料的需求也大量提高，特别是氮磷钾肥料的需求更是迅猛增长12。但由于种种原因肥料的利用率仍然很低，大量的肥料未被农作物吸收从而污染了环境13。为了改变这种局面控释肥的出现备受关注，它不但可以有效的提高农作物对肥料的利用率而且不会对环境造成过大的压力农作物的产量也被大大提高14。而且海藻酸钠成本低，来源广，可以作为天然的缓释材料，由于海藻酸钠具有缓释能力所以在农业上可以用来制作缓释肥，这种缓释肥不仅可以逐渐释放肥料，也不会破坏土壤的含水量，它可以有效的防止水分的蒸发，

21、相比一般肥料缓释肥可以大大提高农作物对肥料的利用率，减少对土壤的污染，渐渐的代替一般肥料，给农业的发展带来新的前景15。1.1.3 海藻酸盐改性的目的海藻酸钠具有吸附阴离子的能力，而且是从自然界中提取的，由于其特殊的理化性质，使其具有非免疫性，可在生物体内被良好的吸附，由于体内酶的作用，使海藻酸分解成甘露糖醛酸和葡萄糖醛酸，可以作为一种很好的包药载体。但是，海藻酸钠上没有疏水集团，无法包覆疏水性药物，如果不进行改性，其在体内施药速度快，机械强度也不大，限制了它对各领域应用的作用。所以对其进行改性显得尤为重要，尤其是着重改进其疏水的性能，以此提高海藻酸钠的包药与施药能力。从国内外的很多文献来看，

22、可以根据海藻酸钠的不同性能，以及改性物质的理化性质利用根据不同的反应机理，可设计出不同的反应过程，从而根据需要可以制备不同的海藻酸钠的衍生物。科学家16 利用氮气气氛，通过氧化还原，得到了被衣康酸改性后的的海藻酸钠衍生物。经过后期表征发现，改海藻酸钠衍生物具有良好的热稳定性。通过接枝反应也是一种常用的合成方法有人利用此反应，得到了一种具有两亲性的聚合物 。海藻酸钠经过氧化反应可以得到一种其具有亲水性质的长链骨架，疏水侧链为具有电活性的苯胺聚合体。该聚合物具有溶水性、活电性、可逆氧化性性、生物相溶性、无毒性，是一种可以自由装配在界面携带较大活性基团的微粒，能够与明胶交联形成具有氨基或氨基衍生物的

23、水凝胶。这种共聚物在各个领域都有应用，如人造生物皮肤工程、生物感知技术、医药载体及生物递质传到感知器等。李等17 基于酰基化反应改性得到具有疏水性质的衍生物。该物质在水溶液中具有生物活性可以自动装配，在医学方面，其可以在各种消化环境液模拟试验中保持完整性。该聚合物可以作为药物或能量提供物质在人体消化系统（如：胃肠道）的载药与释放载体。1.1.4 海藻酸钠的接枝方法海藻酸钠的结构是国内外众多研究学者研究的对象，他们经过海藻酸钠与各种化合物通过各种反应机理得到各类不同的化合物，通过改性得到了具有亲水性好，载药性能好，不易发生突变，稳定性高的化合物，使其在生物制药，人造材料等领域具有较高的利用价值。

24、到现在为止，在国内外很多报告中已经阐明了各类关于疏水改性海藻酸钠的包药与施药的研究进程18。由于参加反应的基团不同，反应的机理也有所不同，总体来看可以分为两种不同的类型，一种是针对羧基的反应，另一种是针对羟基的反应。针对羧基的反应中又可以分为两大类反应一种是酯化法，另一种是酰胺化法，针对羟基的反应中又包含开氧环化法和共聚接枝法。1.1.4.1 酯化法这是一种比较常规和经典的改性方法，在上个世纪末就已经出现。这是一种针对海藻酸钠的羧基的反应，其分子上的羧基与含有羟基的化合物反应，水是这个反应的副产物，而且水对改反应具有抑制作用，所以该方法的反应环境一般都是在非水环境中进行，即溶液为非水溶剂。Ba

25、la等19利用交换法制的海藻酸十二烯基酯的化合物，其具体做法是由四丁基季铵（TBA）与海藻酸钠发生中和反应，其产物是一种铵盐，接下来这种铵盐与于二甲基亚砜（DMSO）经过反应得到产物，这种产物为海藻酸钠十二烷基酯。但是这种酯换法也有不足，其主要有：步骤过于繁杂，效率低，出产率低，其产物也是需要较长时间的渗析法来除去其中的大量不溶物。除了酯的交换反应，直接酯化和碳的酯反应。浓硫酸触媒藻朊酸钠和丁醇直接酯化合成海藻酸丁酯。杨等在酰胺/二甲基甲酰胺是甲苯磺酸钠质子化藻朊酸钠，那里2种催化剂和疏水性的固类物质N，N -二环己基碳二醯亚胺（DCC）叫了哟（N，N二甲胺基）（DMAP），用嘧啶室温搅拌24

26、小时后制备海藻酸钠胆固醇酯在该种方法中，一般利用可以在水溶液中溶解的碳二亚胺试剂1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDCHCl）作为该反应的引发剂。而且它还能够与N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）组成有效可催化体系，可以有效活化海藻酸中的羧基，从而使羧基与改性物质中的氨基发生特定的酰胺化反应的化合反应21。而且该反应的反应条件也很简单，在室温的环境中，可以连续搅拌二十四至四十八小时，但是也有缺点，即和上述的酯化法一样，得到的产物不得不经过较长时间的渗透才能得到产物的纯净物。经过具有氨基脱氧胆酸（与海藻酸钠，嫁接成功的海藻酸钠、牛血清白蛋白产品和增加掺入鱼藤酮的速率1.1.4.3 开环

27、氧化法该方法的主要机理为：在有高碘酸跟的条件下邻二醇可以被氧化成醛，并且其官能团碳碳键会断开。并且通过高碘酸氧化后海藻酸钠会部分开环，最终产物中有两个有活性的醛基22。这是因为产物中会发生席夫碱反应即官能团醛基与官能团氨基能够发稳定的法生反应，如果疏水分子待氨基的化将会直接连接到海藻酸钠分子中，其产物为不稳定的亚胺，但是亚胺可以被还原成胺，并且产物的稳定性会因此加强。所以该反应也被成为氨化氧化还原法，然而将经过十二胺改性后的海藻酸钠同改性前的海藻酸钠相比较，其结果是施药（这里指布洛芬）释放曲线会变得更加的线性，同时也不会出现向改性前海藻酸钠的突释现象其结果是对药物的缓释作用会因为产物接枝率的增

28、高并且也提高。然而在该实验第一步海藻酸钠的部分开环氧化中会导致海藻酸钠在一定程度上的失效，然而改性后的海藻酸钠所得到粘度和密度都很小的溶液，其结果导致制备凝胶的过程产率较低，所以在制备改性海藻酸钠过程中反应条件的控制是降低海藻酸钠的失效是氧化开环法的关键所在。2 实验部分2.1 仪器和试剂1、仪器：DF-101S恒温磁力搅拌器（山东鄄城市伟华业电热仪器有限责任公司）；BS 124 S型电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限责任公司）JJ-1精密电动搅拌器（深圳国华仪器有限责任公司）；ZS-9000激光粒度分析仪（英国马尔文仪器有限公司）；KK33L 型全自动表面张力仪（上海晨众数码技术设备有限责任

29、公司）；SP-752型可见紫外分光光度仪（上海光谱仪有限责任公司）。2、主要实验试剂：海藻酸钠（AS，明月海藻有限公司）；丙酮（AR.，天津市巴斯夫试剂有限责任公司）；乙醇（AR.，天津市巴斯夫试剂有限责任公司）；十二烯基丁二酸酐（京都化成工业株式会社）；氢氧化钠（A.R.，莱阳经济技术开发区精细化工厂）；氯法齐明（天津市大茂化学试剂有限责任公司）。2.2 十二烯基海藻酸钠的合成将3.0 g海藻酸钠溶于250ml烧杯中，加入150 mL去离子水，机械搅拌得均匀的乳状液。再将10.0 mL十二烯基丁二酸酐溶于250ml烧杯中并加入2ml十二烷基磺酸钠和150ml水。将以上两种溶液混合并用3%氢氧

30、化钠溶液调混合溶液的pH至7.00.3，并将混合溶液倒入500ml三口烧瓶中并在30 oC下恒温反应4 h，反应完成后将产物中加入600ml乙醇进行沉降并放入布氏漏斗中抽滤，并再用300 mL丙酮洗涤产物3次，然后浸泡24小时，最后将产物干燥48 h（室温）得到产物，产物的产率公示为 公式1 接枝反应产率计算Scheme 1 Calculation of the productivity ratio of grafting reaction公式中：m0 为疏水改性后海藻酸钠的质量即产物的质量，海藻酸钠的m为ma，十二烯基丁二酸酐的m为md 。2.3 疏水改性海藻酸钠的表面张力的测定本试验主要使

31、用拉脱表面张力测量法来测量疏水改性海藻酸钠溶液，其目的是得到溶液的临界胶束浓度。具体操作步骤为:第一卜称取0.50 g 十二烯海藻酸钠烧杯中并在250 mL容量瓶中标定得到2.0 mg/mL样品溶液，并将母液配成一系列浓度梯度的溶液。并用表面张力仪测定不同浓度梯度的表面张力。在使用该仪器时提前预热20分钟温度设定为20,并平行测量3次得到平均值作，最后将该数据进行作图得到表面张力曲线,该曲线中存在一个突变点,改点所对应的浓度为十二烯基海藻酸钠的的临界胶束。2.4 十二烯基海藻酸钠水溶液Zeta电位的测定测量胶体的分散系数也是研究胶体溶液的重要指标，通过测量溶液的zeta电位可以很直观的表征。同

32、时通过测定电位大小的测定,可以很直观的了解胶体体系的分散程度，即溶液体系的电位大小与分散程度呈正相关关系,电位值越大,分散的程度就越高。但是于此不同的是，电位的值如果变小，胶体体系的聚集或凝聚程度就越高，也就是说体系中各离子之间的吸引力力较大，胶体分散体的排斥力被抵消,从而产生上述的凝聚现象。实验具体步骤为,取海藻酸钠与十二烯基海藻酸配置成0.3到0.5mg/mL浓度的一系列梯度浓度 。然后利用粒径仪测定产物的zeta电位,作图。2.5 十二烯基海藻酸钠水溶液粒径和粒度分布的测定称取十二烯基海藻酸钠样品利用容量瓶配置成0.01 2mg/mL的溶液，利用粒径仪测定其粒径与zeta电位。在每次测量

33、前至少恒温2060秒,并且为了测量的准确性,需要每次平行测量5次取其平均值，后用制图软件制作十二烯基海藻酸钠样品的粒径与其各个浓度的变化曲线。2.6 十二烯基海藻酸钠对氯法齐明的包药效果的测定氯法齐明为非水溶性药物，溶于乙醇丙酮等溶液。配制1.010-3mg/mL的氯法齐明丙酮溶液，用丙酮作参比,然后从350 nm到550 nm用紫外可见分光光度计测定氯法齐明溶液的吸光度,找出氯法齐明的紫外最大吸收波长。取海藻酸钠与十二烯基海藻酸钠各自配成不同浓度的溶液,其溶液浓度从0.1mg/mL到3mg/mL并将其与0.01g氯法齐明共同搅拌24小时后静止24小时，然后取上层清液用紫外分光光度计测量其吸光

34、度表征产品对氯法齐明的包药效果3 结果与讨论3.1 十二烯基海藻酸钠的合成该反应的机理为海藻酸钠分子中的羟基与酸酐发生亲电取代反应，因为酸酐作为反应底物而言其具有较高的反应活性所以此反应可以在ph为7的环境下。然而，如果十二烯基丁二酸酐开环话就会阻碍实验的进行导致实验合成的失败。通过对合成产品的结构的研究，得出该产物与小分子的表面活性剂不同的是疏水性基团随机的连接在海藻酸钠的长链上。其反应过程为：海藻酸钠分子中有两个羟基基团，羟基上具有一对具有亲核性质的孤对电子该电子在反应中会与酸酐上的羧基碳原子发生亲核取代反应即先加成后消除,其具体过程为：十二烯基的分子链通过酯化反应与海藻酸钠相互连接，与海

35、藻酸钠相连的十二烯基丁二酸酐上的环开环，另一端的羧基游离而来，至此质子完成转移，反应结束，因为十二烯基长链是随机接枝到海藻酸钠主链上，通过以上过程可以看出十二烯基的长链连接到海藻酸钠是随机的，而是随机分布在主链上。公式2 十二烯基海藻酸钠的合成Scheme 2 Synthesis of DDSA-alginate3.2 十二烯基海藻酸钠水溶液表面张力的测定在表征中临界胶束浓度是十分重要的参数，脂肪亲和表面水，吸收表面，改变表面的溶液，液体表面的性质，降低表面张力。溶液中，低密度表面活性剂（临界胶束浓度）表面张力和溶液浓度不断增加，增大气体界面吸附增加，表面活性剂的浓度在一定值，并且集中在增加，

36、界面吸附层已经吸收饱和的因子空间，表面张力浓度的增加和几乎不变或变更，表面活性剂的浓度临界胶束浓度。图3DDSA-alginate表面张力和溶液的浓度之间的关系曲线。清楚从图3，在非常小的浓度范围内浓度与DDSA-溶液表面张力的变化迅速下降，当溶液表面张力降低约35m / m，溶液表面张力的变化稳定浓度的增加，不再有很大的变化。要DDSA-alginate强表面胶束浓度约在30mg / ml张力表面活性剂的临界约35M/M在DDSA-alginate，有水基因和长链疏水乙烯长链在水溶液中，当浓度低于临界浓度，这和继续增加，这疏水将吸引分子气液界面结盟解决，从而降低表面张力。当浓度达到临界胶束浓

37、度，溶液表面结果覆盖这分子分子，在发生在溶液收集12疏水长链的乙烯基收缩收缩导致分子形成疏水内核水套管外形系列水，由两部分组成胶束然后增加溶液的浓度，张力不会有显著下降。图3 DDSA-alginate水溶液表面张力与浓度关系的曲线Figure 3 The curve of the surface tension of DDSA-alginate solution3.3 十二烯基海藻酸钠水溶液Zeta电位的测定在胶体溶液中的表面的粒子与分散在溶液中的粒子的电位差就是胶体溶液的Zeta电位。表面粒子与分散在溶液中粒子之间的距离与Zeta电位呈正相关。因此溶液表面的Zeta电位可以表征粒子在溶液中

38、的分散程度，也就是Zeta电位的测量结果表述了体系的分散程度与稳定性。Zeta电位的绝对值越大说明溶液越不容易聚集稳定性就越高；与此相反，Zeta电位的绝对值越小则说明体系体系越不稳定越容易凝聚或聚沉，如果体系越不稳定说明体系中各离子之间的吸引力越大，导致体系粒子之间的平衡被打破发生聚沉现象。其Zeta电位与聚沉的具体关系为：Zeta电位值的绝对值为5 时（单位为mv），会导致体系中的颗粒迅速相互凝结从而产生聚沉现象；然而在Zeta电位的绝对值在10到30 （单位为mv）之间时，体系中颗粒开始趋向相互凝结聚沉；如果Zeta电位的绝对值在30到40 （单位为mv）之间时，分散体系不会聚沉，然而其

39、稳定性能并没有增加反而有减小趋势；当Zeta电位的绝对值在40 到60（单位mv）之间时，其体系获得了较好的稳定性；如果要得到最稳定的分散体系Zeta电位的绝对要61（单位mv）。下表为试验测得改性前后海藻酸钠的电位值。表1 海藻酸钠和DDSA-alginate的Zeta电位值Table 1 The Zeta potential of alginate and DDSA-alginate样品（g/mL）Zeta电位（mV）0.00030.00040.0005海藻酸钠-55.4-55.6-55.2DDSA-alginate-75.3-75.2-75.5由于在为改性的体系中海藻酸钠在水溶液中处于伸

40、展状态，所以其分子的粒径较大测得Zeta电位的绝对值也较小但但其分散体系仍较稳定，能够在较长的一段时间里处于稳定状态不发生聚沉。而改性后的海藻酸钠中有疏水的官能团，在水溶液中较易形成一个疏水的内核，而在其外层有一层具有亲水性质的长链覆盖，从而导致整个疏水改性海藻酸钠分子形态形成了一个具有亲水外壳和疏水内壳的胶束，这就会导致分子的变得较小，从而Zeta电位值的绝对值变大，起整个溶液体系具有较强的稳定性。由实验数据比较来分析改性后的海藻酸钠具有较好的表面活性。3.4 十二烯基海藻酸钠胶束的粒径和粒度分布由布朗运动得知：溶液中的悬浮颗粒一直做不规则的无规则运动。这是因为液体中的分子做无规则的的运动导

41、致液体中的悬浮颗粒受到来自各个方向溶液分子的撞击，但是这些撞击是随机的，所以悬浮颗粒在溶液中的运动也就是无规则的，这就是所谓的布朗运动，从基本的原理可知在溶液中小的悬浮颗粒运动速度较快而大的颗粒运动速度较慢。如果把一束光射向溶液中，因为存在胶体粒子，所以会导致光的散射，这些散射的光线在一定角度是可以被检测出来的，而且这些光信号是由多个光子相互重叠加强导致的，这就意味着次光信号在统计学上是具有意义的。根据分子运动而产生的多普勒频率的一部分溶液中大分子的扩散速度，并利用粒子扩散速度和径之间的关系，能够测定溶液中粒子的平均的大小。多分散性指数（PDI）是混合物中分子或颗粒大小不均匀性的量度。当PDI

42、数据变大时，其分子量分布就会变的越宽；与此相反如果PDI数据变小，其分子的分布就趋于平稳，如果对象具有相同的大小、形状或质量，则对象集合称为统一集合。对象大小、形状和质量分布不一致的对象称为非均匀样本。对象可以在任何形式的化学分散，如胶体颗粒，在云滴，晶体的岩石，或聚合物大分子在溶液或固体聚合物的质量。图5为疏水改性后的海藻酸钠在1.0 mg/mL下粒径分布大小图。由该图可以明显看出在该浓度下粒子的粒径大小主要集中在1000nm左右，而且大多数的粒子都集中在这个大小，有专一性。图6为疏水改性海藻酸钠的粒径大小与分散系数（PDI）随浓度的变化情况。可以很清晰的看出，在浓度小于1.0 mg/mL是

43、产物的粒径较小，在5001000nm范围内，比较低浓度的时候，粒度的分散指数PDI高，说明粒度分布均匀。继续增加的溶液浓度，浓度1.01 . 20毫克/ mL之间，曲线弯曲后，粒度的增长幅度开始改变，增长速度加快，从一开始的1000nm快速增长到2000nm，然后随着PDI值下降。在图中呈现明显弯曲时的浓度约为1.0 mg/mL，表面张力测量中得到的临界胶束浓度一致，这说明了这个浓度的附近，DDSA - alginate形成胶束。低于浓度值时，DDSA - alginate单分子的形式存在，分散次较大，这个范围粒子直径的大小几乎不变，疏水的长链被排斥气首相液相之间的接口空气方向，全体的小颗粒直

44、径。浓度接近临界胶束浓度的时候，在水里形成DDSA - alginate内层十二烯基长链疏水基，外侧海藻酸钠主要链亲水壳的胶束结构，PDI值稍小，颗粒大小向着固定，粒径增大形成胶束图5 浓度为1.0 mg/mL的DDSA-alginate溶液强度大小分布Figure 5 Size distribution by intensity of 0.30 mg/mL DDSA-alginate.图6 DDSA-alginate水溶液的粒径及分散指数随浓度的变化曲线Figure 6 Plot of mean particle diameter and PDI with concentration of

45、DDSA-alginate in aqueous solution.4 结 论本文主要是针对海藻酸钠亲水性不佳，无法对疏水性药物进行好的包覆进行了改性，并研究了疏水改性海藻酸钠的性质。其中包括产品的粘度，粒径，zeta电位，包药后的吸光度等各种手段对其结构和性能进行了表征，同时系统的研究了疏水改性海藻酸钠的胶束化形为，以及针对他疏水性药物的包覆行为进行了评估，其具体结论如下：（1）在中性条件下，十二烯基丁二酸酐与海藻酸钠成功合成了既具有疏水性又具有亲水性的十二烯基海藻酸钠，接枝产率为43.71%。（2）DDSA-alginate水溶液具有两亲性且具有良好的表面活性，而且在水溶液中可以形成胶束，

46、经过多次实验得到其临界胶束浓度为1.0 mg/mL（3）通过对产物粒径大小的研究可以发现粒径的增长趋势在1.0 mg/mL左右有一个明显的拐点，此结论与表面张力的测量结果相一致，该浓度下Zeta电位大小为-75.3 mV参考文献1 张苹，卢凌彬，曹阳，海藻酸盐水凝胶在组织工程中的研究J，功能材料，2007，38（3）：1954-19562 Yanhong Wen, Lisbeth Grndahl, Monica R. Gallego, and et.al, Delivery of Dermatan Sulfate from Polyelectrolyte Complex-Containing

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