[發明專利]一種原位功能化納米木質素及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110508844.7
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113368057B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 陳理恒;薛巍;朱靜宜;施云峰;羅司曼;霍聰敏
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: A61K9/14
• 分類號: A61K9/14;A61K47/30;A61K41/00;A61K31/52;A61K33/38;A61P35/00;A61P31/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蘇運貞

本發明公開了一種原位功能化納米木質素及其制備方法與應用，屬于化學材料和生物醫學領域。所述的原位功能化納米木質素的制備方法，包括如下步驟：用γ?戊內酯/水體系溶液溶解木質素或者木質素和藥物的混合物，然后滴加入金屬離子溶液，攪拌，離心即得原位功能化納米木質素。本發明利用γ?戊內酯/水體系溶液能夠一鍋法原位合成具有光熱轉化性能的木質素金納米粒子、藥物負載木質素金納米粒子和具有抗菌性能的木質素銀納米粒子，且制備工藝條件、設備簡單，采用的溶劑綠色環保無毒，可重復利用且可生物降解。本發明所述方法制得的木質素金納米粒子、藥物負載木質素金納米粒子和木質素銀納米粒子具有良好的穩定性。

技術領域

本發明屬于化學材料和生物醫學領域，特別涉及一種原位功能化納米木質素及其制備方法與應用。

背景技術

木質素是植物細胞壁的主要組成之一，它是以苯丙烷為基本單元的天然高分子及自然界中儲量僅次于纖維素和甲殼素的可再生資源。然而，作為農林業及制漿造紙工業的副產物，木質素常常被丟棄或者利用價值不高。其中制漿造紙工業每年大概有5千萬噸木質素產生，但只有不到2％作為低值產品如分散劑、吸附劑和表面活性劑等得到商業化利用，大部分被焚燒或者填埋，嚴重浪費資源。而且隨著生物燃料乙醇行業的興起，將有大量的酶水解木質素和預處理分離木質素產生。但這些木質素的利用依然是很大的難題，是生物精煉發展的瓶頸之一。如何有效并高值化利用這一儲量豐富的可再生資源，不僅是傳統的制漿造紙行業實現轉型的關鍵和新興生物燃料乙醇產業提高市場競爭力的有效手段，更是新時代綠色環保生活方式的需求。

木質素的高值化利用主要有兩大途徑：解聚為平臺小分子化合物或者作為基礎材料合成新的功能化材料。其中，納米木質素由于其優異的性能及其高值化應用潛力而逐步引起關注。例如，由于木質素納米顆粒的可生物降解性、良好的生物相容和極佳的藥物負載性能，木質素納米顆粒被應用于生物醫學領域，展示出優異的性能。然而，木質素物理化學結構的復雜性，使大部分種類的木質素在水中的溶解度極低。因此，已報道的木質素納米顆粒一般在強堿性水溶液或有毒易揮發有機溶劑中進行制備。目前所使用的制備體系難以一步合成功能化的納米木質素。例如，合成具有光熱效應的納米木質素，一般需要先合成納米木質素，然后利用納米木質素進行還原穩定金納米顆粒使其具有光熱轉化的性能(GreenSynthesis and Characterization of Gold Nanoparticles Using LigninNanoparticles,Nanomaterials,2020,10,1869.)。雖然該文獻報道了納米木質素成功還原了氯金酸生成了納米金，但該方法所得的顆粒穩定性不佳。另外，這一類需經過復雜的步驟，或者先在另外的體系中制備好功能化材料再與木質素實行共混，才能實現木質素納米顆粒的功能化，其繁瑣的流程限制其應用前景及其工業化大規模的生產。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種原位功能化納米木質素的制備方法。該方法以工業非水溶性木質素為原料，使用γ-戊內酯/水二元溶劑體系(GWS)進行溶解。γ-戊內酯(GVL)是一種綠色無毒的有機溶劑，它可從植物中的纖維素降解而成，材料的來源廣泛，可再生。同時它的水解產物羥基乙酸(HVA)可作為螯合劑協同納米木質素進行穩定功能化材料。

本發明的第二個目的在于提供通過上述方法制備得到的原位功能化納米木質素。

本發明的第三個目的在于提供上述原位功能化納米木質素的應用。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種原位功能化納米木質素的制備方法，包括如下步驟：

用γ-戊內酯/水體系(GWS)溶液溶解木質素或者木質素和藥物的混合物，然后滴加入金屬離子溶液，攪拌，離心即得原位功能化納米木質素。

所述的γ-戊內酯/水體系中，γ-戊內酯的體積優選為γ-戊內酯/水體系體積的20％～100％。