基于天然大分子复合组装纳米粒子功能乳液的制备及性能研究

Functional emulsion is one of the hot topics because of their functional factors. Double emulsion as one kind of functional emulsions could be used as delivery tool of hydrophilic and (or) hydrophobic active agents. However, complicated synthesis processes and poor emulsion stability are the disadvantages of double emulsions. Macromolecule self-assembly based molecules or molecular aggregates have created a new method for fabricating new materials. This work aims to prepare stable functional Pickering emulsions based on trace metals and vitamins, combining macromolecular complex assembly and hierarchical assembly technology. The amphiphilic natural macromolecule is prepared through the hydrophobic modification for natural macromolecule with negative charge and then the composite nanoparticles are obtained via the interaction (such as electrostatic interaction and complexation) between metal ions and amphiphilic natural macromolecules. Subsequently, the resultant composite nanoparticles are assembled at the oil (containing fat-soluble vitamins)-water interface to form stable Pickering emulsions with better sustained release function and the bioavailability for vitamins and metal ions. To find the essence and rule of the hierarchical assembly based on metal ions/amphiphilic natural macromolecular composite nanoparticles and establish universal method of fabrication functional Pickering emulsion system based on hierarchical assembly.

功能乳液因含有某种特定功能的功能因子，成为目前研究的热点。多重乳液是功能乳液的一种，可作为水溶性和/或脂溶性功能因子的传递工具。但是，多重乳液制备过程复杂、乳液稳定性较差。大分子自组装是构造新物质、新材料的新方法。本项目拟结合天然大分子复合组装及多级组装技术，以水溶性微量金属和脂溶性维生素为功能因子，制备稳定的功能Pickering 乳液。首先以疏水基元对天然大分子进行改性制备双亲性天然大分子；利用双亲性天然大分子与金属离子之间静电、络合等弱相互作用制备复合组装纳米粒子；复合组装纳米粒子二次组装在油（含脂溶性维生素）-水界面形成稳定的Pickering乳液，提高乳液中维生素与金属离子的缓释性能和生物利用率。本项目拟从不同层面深入研究双亲性天然大分子/微量金属复合组装及多级组装制备Pickering 乳液过程中存在的科学问题，建立大分子多级组装制备功能Pickering 乳液的普适性方法。

乳液是在高速剪切力作用下利用乳化剂将一种液体以液滴形式分散在与它不相混溶的另一种液体中而形成的分散体系，在食品、个人护理、医药、石油工业等领域被广泛应用。近年来，随着生物技术和纳米医学的发展，乳液的研究集中在了生物医药领域，功能乳液成为研究的热点。多重乳液是功能乳液的一种，可作为水溶性和/或脂溶性功能因子的传递工具。但是，多重乳液制备过程复杂、乳液稳定性较差。大分子自组装是指大分子在静电、亲/疏水、电荷转移、氢键等弱相互作用下，自发形成有序聚集体的过程，是构造新物质、新材料的新方法。本项目以壳聚糖和海藻酸为主要天然大分子，利用复合组装及多级组装技术，以水溶性微量金属和脂溶性维生素为功能因子，制备稳定的功能Pickering 乳液。首先以疏水基元对天然大分子进行改性制备双亲性天然大分子；利用双亲性天然大分子或天然大分子与金属离子之间静电、络合等弱相互作用制备复合组装纳米粒子；复合组装纳米粒子二次组装在油（含脂溶性维生素）-水界面形成稳定的Pickering乳液，研究了乳液中维生素的缓释性能。本项目从不同层面深入研究了天然大分子/微量金属复合组装及多级组装制备Pickering 乳液过程中存在的科学问题，建立了大分子多级组装制备功能Pickering 乳液的普适性方法。扩展了自组装纳米粒子的应用领域。在以上研究的基础上，本项目还进行了一些其它扩展研究。研究了自组装纳米粒子在液-固界面的应用，也取得了一些成果。先后共发表SCI论文6篇，2篇中文核心已接收。