一种具有Janus结构负载天麻多糖的固态纳米纤维面膜的制备方法和应用 |
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| 申请号 | CN202410068228.8 | 申请日 | 2024-01-17 | 公开(公告)号 | CN117883320A | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 吉林农业大学; | 发明人 | 祝洪艳; 王瑶; 尹莹莹; 辛晨冉; 刘文丛; 程志强; 赵岩; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及护肤品技术领域，具体涉及一种具有Janus结构负载天麻多糖的固态 纳米 纤维 面膜的制备方法和应用。本发明利用 静电纺丝 技术，以PLA和PVP制得疏 水 纳米级 纤维，同时GEP与CS和GEL在 电场 作用下形成亲水纳米级纤维，将得到的纳米纤维膜进行 热处理 后，最终得到负载天麻多糖且具有Janus结构的固态纳米纤维面膜。该复合结构的纳米纤维面膜具有良好的抑菌性、抗 氧 化性和 生物 相容性 等，且为固态形式。纳米纤维膜的 比表面积 大、孔隙率高，天麻多糖的负载量高，能够快速溶解并被 皮肤 吸收，疏水纤维又能够减缓面膜水分的快速 蒸发 ，协同Janus结构能延缓水分散失，提高面膜的保湿效果，可为其在固态面膜领域的应用提供技术支持。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种具有Janus结构负载天麻多糖的固态纳米纤维面膜，其特征在于，通过PLA/PVP静电纺丝纤维和功能成分/CS/GEL静电纺丝纤维混合物将外层PLA/PVP纳米纤维膜和内层功能成分/CS/GEL纳米纤维膜复合。 |
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| 说明书全文 | 一种具有Janus结构负载天麻多糖的固态纳米纤维面膜的制备方法和应用 技术领域[0001] 本发明涉及护肤品技术领域，特别是涉及一种具有Janus结构负载天麻多糖的固态纳米纤维面膜的制备方法和应用。 背景技术[0002] 面膜作为一种日常皮肤护理的重要产品，是指通过贴敷或涂抹于脸部形成一层紧贴皮肤的隔膜，将皮肤与外界空气暂时隔绝，经过一段时间后，剥离、清洗或按摩吸收，从而起到清洁、美白、补水及保护皮肤等作用。目前，市场上常见最多的是膜布搭配精华液使用的湿态面膜。膜布的材料主要有无纺布面膜、蚕丝面膜、天丝膜布、竹炭黑膜布、生物纤维面膜等，这类化学纺布因其成本低而广泛应用，但存在贴敷性差及添加防腐剂而造成皮肤过敏等问题。同时，此类膜布还存在难降解，可能存在环境污染问题。此外，市场常见面膜中添加的天然产物类功效物质的含量通常很低，一般在1％以下。 [0003] 静电纺丝技术是一种电流体动力学技术，在高压电场的作用下，电场力大于表面张力，高分子聚合物会被雾化形成细小射流，射流在电场进一步被拉伸成纤维。目前，静电纺丝技术在化妆品领域的应用主要集中在面膜产品方面，包括，面膜、眼贴、局部贴等。通过静电纺丝工艺制备的纳米级纤维面膜，不仅具有孔隙率高，比表面积大，活性物质浓度高等优点，而且无防腐剂添加、贴敷性好、生物相容性好。静电纺丝技术作为新型材料技术，已经被成功引入到化妆品领域制备纳米纤维面膜。 [0004] 而目前的面膜类产品，大多添加防腐剂防止微生物生长，活性成分含量较低，同时具有贴敷性差等问题，因此，如何提供一种具有Janus结构负载天麻多糖的固态纳米纤维面膜的制备方法和应用，以解决上述问题是本领域技术人员亟需攻克的问题。 发明内容[0005] 本发明的目的是提供一种具有Janus结构负载天麻多糖的固态纳米纤维面膜的制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题。 [0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案： [0007] 本发明技术方案之一：提供一种具有Janus结构负载天麻多糖的固态纳米纤维面膜，通过PLA/PVP静电纺丝纤维和功能成分/CS/GEL静电纺丝纤维混合物将外层PLA/PVP纳米纤维膜和内层功能成分/CS/GEL纳米纤维膜复合。 [0008] 进一步的，所述外层的厚度为100～200μm。 [0009] 进一步的，所述内层的厚度为200～300μm。 [0010] 进一步的，所述功能成分为天麻多糖(GEP)。 [0011] 本发明技术方案之二：提供一种上述具有Janus结构负载天麻多糖的固态纳米纤维面膜的制备方法，步骤包括： [0012] 以PLA/PVP纳米纤维膜为接收基底，采用双针头并联静电纺丝的方法，将PLA/PVP纺丝溶液和GEP/CS/GEL纺丝溶液进行对纺； [0013] 当所述对纺进行2～4h后停止纺制PLA/PVP纺丝溶液，继续纺制GEP/CS/GEL纺丝溶液20～24h，纺丝结束后得到静电纺丝纤维膜； [0015] 进一步的，所述PLA/PVP纳米纤维膜的制备步骤包括：将PLA和PVP加入到二氯甲烷和N,N‑二甲基甲酰胺的混合溶液中制备得到纺丝溶液，采用静电纺丝的方法制备得到所述PLA/PVP纳米纤维膜。 [0016] 优选的，所述PLA/PVP纳米纤维膜中PLA的质量占比为70％～90％，PVP的质量占比10％～30％，PLA和PVP的总质量占比为100％。 [0017] 优选的，所述混合溶液中二氯甲烷和N,N‑二甲基甲酰胺的体积比为7:3。 [0018] 优选的，所述PLA和PVP的总质量与混合溶液的质量/体积比为5％～7％。 [0019] 优选的，所述静电纺丝参数为：电压为18～24kV，针头规格为22G，正极与负极之间的距离为15～20cm，纺丝速度为1.6～1.8mL/h，滚轴转速为200rpm，纺丝环境温度为22～25℃，环境湿度为25～40％ RH。 [0020] 进一步的，所述PLA/PVP纺丝溶液的制备步骤包括：将聚乳酸(PLA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入到二氯甲烷和N,N‑二甲基甲酰胺体积比为7:3的混合溶液中搅拌均匀即得所述PLA/PVP纺丝溶液。 [0021] 优选的，所述PLA/PVP纺丝溶液中PLA和PVP的总质量以百分百计，PLA的质量占比为70％～90％，PVP的质量占比为10％～30％。 [0022] 优选的，所述PLA和PVP的总质量与混合溶液的质量/体积比为5％～7％。 [0023] 进一步的，所述GEP/CS/GEL纺丝溶液的制备步骤包括：将天麻多糖(GEP)、壳聚糖(CS)和明胶(GEL)加入到体积浓度为60％的乙酸溶液中，在50～60℃下加热搅拌4～6h即得所述GEP/CS/GEL纺丝溶液。 [0024] 优选的，所述GEP/CS/GEL纺丝溶液中GEP、CS和GEL的总质量以百分百计，GEP的质量占比为2％～5％，CS的质量占比为5％～10％，GEL的质量占比为85％～90％。 [0025] 优选的，所述GEP、CS和GEL的总质量与乙酸溶液的质量/体积比为16％～20％。 [0026] 进一步的，所述PLA/PVP纺丝溶液的静电纺丝参数为：电压为18～24kV，针头规格为22G，正极与负极之间的距离为15～20cm，纺丝速度为1.6～1.8mL/h，滚轴转速为200rpm，纺丝环境温度为22～25℃，环境湿度为25～40％ RH。 [0027] 进一步的，所述GEP/CS/GEL纺丝溶液的静电纺丝参数为：电压为16～22kV，针头规格为20G，正极与负极之间的距离为15～20cm，纺丝速度为0.5～1.0mL/h滚轴转速为200rpm，纺丝环境温度为22～25℃，环境湿度为25～40％ RH。 [0028] 进一步的，所述热处理的温度为120～160℃，时间为10～15min。 [0029] 当本发明中GEP/CS/GEL纺丝溶液的GEP成分更换为其他植物来源多糖时，可制备得到不同功效的面膜。 [0030] 本发明中聚乳酸和聚乙烯吡咯烷酮为疏水成分，天麻多糖、壳聚糖和明胶为亲水成分。 [0031] 固态纳米纤维面膜的使用方法为：清洁面部，擦干手部及面部后，用纯净水或化妆水喷洒湿润面部，再将所述的具有Janus结构负载天麻多糖的固态纳米纤维面膜贴敷于面部，并用纯净水或化妆水喷洒至面膜完全润湿，轻拍面部按摩吸收，贴敷10～15min后，清洗干净即可。 [0032] 天麻来源于兰科植物天麻的干燥块茎，是我国传统的中药材，为药食两用物质，天麻多糖(GEP)常具有苄基串联形成的侧链，是天麻的主要活性成分，其占天麻总含量的30％左右，在抗肿瘤、降血压、抗菌、清除自由基、增强身体抵抗力等方面具有良好的功效。由于多糖结构含有的亲水羟基，具有良好的成膜特性、吸湿性、保湿性。 [0033] 聚乳酸(PLA)是以玉米、小麦、秸秆等可再生资源为原料聚合而成的高分子材料，具有机械强度高、生物可降解性好、良好成膜能力和成本低等优点，已被广泛用于食品包装。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是单体的乙烯基吡咯烷酮通过溶液聚合和自由基聚合而成的非离子型高分子化合物，既能溶于水也能溶于有机溶剂，具有良好的溶解性、成膜性，优异的生物相容性及良好的安全性。 [0034] 壳聚糖(CS)是甲壳素的脱乙酰化衍生物，是目前自然界发现的唯一阳离子多糖，具有良好的生物相容性、生物可降解性、非免疫原性及抗菌性，被广泛应用于皮肤伤口敷料和骨修复等生物医学领域。明胶(GEL)是由胶原蛋白部分水解得到的一种变性蛋白质，是形成人体细胞外基质的主要成分，可以补充人体流失的胶原蛋白、氨基酸等成分，提高皮肤润泽性。由于GEL是源自机体的天然物质，其具有安全无毒、生物相容性和生物可降解性好的优势。 [0035] 本发明原料中的这五种成分均具备良好的生物相容性和生物可降解性，通过静电纺丝技术制备的纤维膜具有纳米级结构，比表面积大，由GEP/CS/GEL纺丝溶液纺制的亲水纤维成分能快速溶解，并增加皮肤表面穿透性，发挥活性成分功能，由PLA/PVP纺丝溶液纺制的疏水纤维成分能够减少水分快速蒸发，并且制备过程不添加防腐剂、香精等物质，不会造成皮肤敏感反应，而且绿色环保，不易产生环境污染问题，此外，应用静电纺丝技术能实现GEP的高负载量(2％～5％)，更能发挥GEP的抗氧化、抗衰老等活性优势。 [0036] 本发明公开了以下技术效果： [0037] 本发明将GEP/CS/GEL纺丝溶液和PLA/PVP纺丝溶液进行对纺，能够使得纤维交叉缠绕使两层纤维膜黏结的更紧密。 [0038] 本发明利用静电纺丝技术，将聚乳酸/聚乙烯吡咯烷酮制备疏水层(接收基底)可阻隔液体水分与空气直接接触，减缓水分的快速挥发；将天麻多糖负载于壳聚糖/明胶基纳米纤维膜中，天麻多糖负载量可控，且天麻多糖可与壳聚糖/明胶发挥协同抗氧化、抑菌作用，为其在固态纳米纤维面膜方面的应用提供技术支持。 [0039] 本发明提供以天麻多糖为活性成分，壳聚糖和明胶为亲水基质，以聚乳酸和聚乙烯吡咯烷酮为疏水基质制备的一种新型具有Janus结构且负载天麻多糖的固态纳米纤维面膜，制备方法简单，且制得的纳米纤维膜形貌好，具有超高比表面积，高孔隙率，贴敷性好，活性成分分布均匀，能够速溶吸收，深层渗透。 [0040] 本发明采取静电纺丝方法，制备得到GEP/CS/GEL/PLA/PVP纤维膜，进行热处理后，最终得到负载天麻多糖且具有Janus结构的固态纳米纤维面膜。本发明利用静电纺丝技术，使GEP与CS和GEL在电场作用下形成亲水纳米级纤维，同时以PLA和PVP制得疏水纳米级纤维，该复合结构的纳米纤维面膜具有良好的抑菌性、抗氧化性和生物相容性等，且为固态形式，零添加防腐剂、香精、色素、荧光剂等易引起皮肤敏感的物质，产品可做到无菌，使用更加安全。同时，纳米纤维膜的比表面积大、孔隙率高，天麻多糖的负载量高，能够快速溶解并被皮肤吸收，疏水纤维又能够减缓面膜水分的快速蒸发。本发明将天麻多糖载入聚合物纳米纤维中，Janus结构能延缓水分散失，提高面膜的保湿效果，可为其在固态面膜领域的应用提供技术支持。附图说明 [0041] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0042] 图1为CS/GEL、GEP/CS/GEL、PLA/PVP和Janus的SEM表征图，其中，A为CS/GEL的SEM图，B为GEP/CS/GEL的SEM图，C为PLA/PVP的SEM图，D为Janus的SEM图； [0043] 图2为GEP、CS/GEL、GEP/CS/GEL、PLA/PVP和Janus的红外光谱表征结果图； [0044] 图3为CS/GEL、GEP/CS/GEL、PLA/PVP和Janus的拉伸性能结果和热重表征结果，其中，A为拉伸性能结果，B为热重表征结果； [0045] 图4为CS/GEL、GEP/CS/GEL、PLA/PVP和Janus未交联及交联的水接触角示意图； [0046] 图5为Janus膜热交联前和热交联后的水润湿效果示意图； [0047] 图6为CS/GEL、GEP/CS/GEL、PLA/PVP和Janus的抗氧化性能结果，其中，A为苹果切面抗氧化示意图，B为对苹果切面灰度值的检测结果，C为ABTS自由基清除结果； [0048] 图7为CS/GEL、GEP/CS/GEL、PLA/PVP和Janus的抑菌性检测结果，其中，A和C分别为大肠杆菌的平板检测和统计结果，B和D分别为金黄色葡萄球菌的平板检测和统计结果； [0049] 图8为CS/GEL、GEP/CS/GEL、PLA/PVP和Janus的细胞毒性检测结果； [0050] 图9为实施例1中定型裁剪后的面膜样品图。 具体实施方式[0051] 现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。 [0052] 应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。 [0053] 除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。 [0054] 在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。 [0055] 关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。 [0056] 若无特殊说明，本发明中所称室温或常温均指25±5℃。 [0057] 本发明具体实施方案中： [0058] 所用天麻多糖的提取方法为：将天麻粉碎成粗粉，加水煎煮两次，合并水提液，加入无水乙醇致醇浓度为80％(v/v)，沉淀天麻粗多糖，再经Sevage法脱蛋白，即氯仿:正丁醇(4:1)与天麻粗多糖溶液按1:1比例混合，振摇除去蛋白，取上清液经冷冻干燥得到天麻多糖(Gastrodia elata polysaccharide，GEP)。 [0059] 作为接收基底的PLA/PVP纳米纤维膜的制备方法为：分别取0.5g PLA与0.2g PVP溶解于10mL二氯甲烷/N,N‑二甲基甲酰胺(7/3,v/v)溶液中，在室温下搅拌均匀，将纺丝溶液转移至注射器中，纺丝速度为1.6～1.8mL/h，使用22G规格针头，设置正极与负极之间距离为15cm，在针头处施加20kV电压，滚轴转速在200rpm的条件下，收集PLA/PVP纳米纤维膜，记为PLA/PVP，厚度为100～200μm。 [0060] 所用PLA/PVP纺丝溶液的制备方法为：将PLA与PVP溶解于二氯甲烷/N,N‑二甲基甲酰胺(7/3,v/v)溶液中，在室温下搅拌均匀即得，其中，PLA、PVP和二氯甲烷/N,N‑二甲基甲酰胺(7/3,v/v)溶液的质量体积比为5g:2g:100mL。 [0061] 所用GEP/CS/GEL纺丝溶液的制备方法为：将GEP、CS和GEL溶解于60％(v/v)乙酸溶液中，在50℃下加热搅拌4～6h至均匀即得，其中GEP、CS、GEL和乙酸溶液的质量体积比为1g:2g:24g:150mL。 [0062] 实施例1 [0063] 具有Janus结构负载天麻多糖的固态纳米纤维面膜的制备步骤为： [0064] S1、以PLA/PVP纳米纤维膜为接收基底，采用双针头并联静电纺丝的方法，将PLA/PVP纺丝溶液和GEP/CS/GEL纺丝溶液进行对纺，其中，PLA/PVP纺丝溶液的静电纺丝参数为：电压为20kV，针头规格为22G，正极与负极之间的距离为15cm，纺丝速度为1.6～1.8mL/h，滚轴转速为200rpm，纺丝环境温度为22～25℃，环境湿度为25～40％ RH；GEP/CS/GEL纺丝溶液的静电纺丝参数为：电压为18kV，针头规格为20G，正极与负极之间的距离为15cm，纺丝速度为0.5～1.0mL/h，滚轴转速为200rpm，纺丝环境温度为22～25℃，环境湿度为25～40％RH。 [0065] S2、对纺进行3h后将PLA/PVP纺丝溶液的纺丝装置暂停，并继续纺制GEP/CS/GEL纺丝溶液24h，收集得到静电纺丝纤维膜。 [0066] S3、将收集到的静电纺丝纤维膜放入120～160℃的烘箱内10min进行热交联，经过定型裁剪得到具有Janus结构负载天麻多糖的固态纳米纤维面膜，记为Janus，裁剪后的面膜如图9所示。 [0067] 其中，基底层(外层)PLA/PVP纳米纤维膜的厚度为100～200μm；内层GEP/CS/GEL静电纺丝纤维膜的厚度为200～300μm。 [0068] 对比例1 [0069] 壳聚糖/明胶纳米纤维膜的制备： [0070] 分别取200mg CS与2.4g GEL溶解于15mL 60％(v/v)乙酸溶液中，在50℃下加热搅拌5h至均匀得到纺丝溶液，将纺丝溶液转移至注射器中进行静电纺丝，收集得到壳聚糖/明胶纳米纤维膜，记为CS/GEL，CS/GEL厚度为150～250μm。 [0071] 静电纺丝参数为：电压为18kV，针头规格为20G，正极与负极之间的距离为15cm，纺丝速度为0.5～1.0mL/h，滚轴转速为200rpm，纺丝环境温度为22～25℃，环境湿度为25～40％RH。 [0072] 对比例2 [0073] 天麻多糖/壳聚糖/明胶纳米纤维膜的制备： [0074] 将GEP/CS/GEL纺丝溶液转移至注射器中进行静电纺丝，收集得到天麻多糖/壳聚糖/明胶纳米纤维膜，记为GEP/CS/GEL，厚度为200～300μm。 [0075] 静电纺丝参数为：电压为18kV，针头规格为20G，正极与负极之间的距离为15cm，纺丝速度为0.5～1.0mL/h，滚轴转速为200rpm，纺丝环境温度为22～25℃，环境湿度为25～40％RH。 [0076] 试验例 [0077] 1、纳米纤维膜的SEM表征 [0078] 通过扫描电镜(SS‑550，上海岛津实验器材有限公司)观察CS/GEL、GEP/CS/GEL、PLA/PVP及Janus纳米纤维膜的微观形貌，结果如图1所示，其中，A为CS/GEL的SEM图，B为GEP/CS/GEL的SEM图，C为PLA/PVP的SEM图，D为Janus的SEM图。由图1中的A图和B图可以看出纳米纤维成网状多孔结构，且纤维分布均匀且表面光滑无串珠，说明天麻多糖的加入不会影响CS/GEL纤维形态；图1中的C图与B图对比可以观察到PLA/PVP纤维直径较GEP/CS/GEL略粗；图1中的D图可以清楚的观察到Janus复合结构。 [0079] 2、纳米纤维膜的红外光谱(FTIR)表征 [0080] 利用红外光谱分析GEP加入前后纤维膜化学结构的变化。分别将GEP、CS/GEL、GEP/CS/GEL、PLA/PVP和Janus与KBr混合压片制备样品，通过傅里叶红外光谱仪(天津港东科技‑1股份有限公司)在4000‑500cm 范围内进行扫描，结果如图2所示。由图2可以看出，Janus中‑1 ‑1 ‑1 在3340cm 处存在的‑OH的伸缩振动，2925cm 处存在‑C‑H的伸缩振动，1648cm 处存在‑C＝O的伸缩振动，均为GEP的特征峰，表明GEP的成功载入。 [0081] 3、纳米纤维膜的力学性能 [0082] 将CS/GEL、GEP/CS/GEL、PLA/PVP和Janus裁剪为10mm×100mm大小的样品，使用万能拉力试验机(济南恒旭有限公司)对纳米纤维膜进行力学性能测试，PLA/PVP以200mm/min的拉伸速率进行评估，其他三个样品以5mm/min的拉伸速率进行评估。结果见图3中的A图，GEP/CS/GEL的拉伸强度较低为2.57MPa，在与PLA/PVP疏水层复合在一起后提高了整体Janus纳米纤维膜的拉伸性能，使面膜具有更好的力学性能。 [0083] 4、纳米纤维膜的热稳定性能 [0084] 利用热重分析仪(中国北京恒久仪器)将样品放在样品托内，在升温速度为10℃/min的速率下升温到700℃观察样品质量随温度的变化情况，获得热分解曲线，确定纤维膜的热稳定性。结果如图3中的B图所示，第一阶段所有纤维膜的失重温度在50℃～100℃范围内，这是由于纤维膜内水分蒸发导致质量减少；第二阶段的失重温度PLA/PVP在238℃～335℃范围内，此时剩余重量大约在49％左右，CS/GEL和CS/GEL/GEP膜在245℃～362℃左右时CS/GEL基本被完全分解，而加了GEP的纳米纤维膜重量在35％，表明CS/GEL中加入GEP提高了其热稳定性；Janus复合纤维膜在240℃～513℃的范围内基本被完全分解，表明纤维膜具有良好的热稳定性。 [0085] 5、纳米纤维膜的亲水性 [0086] 将CS/GEL、GEP/CS/GEL、PLA/PVP和Janus未交联(热处理前)及交联(热处理后)的样品放置在接触角仪(美国科诺工业有限公司)的样品台上，注射器推进水量为2μL，采用仪器配置相机拍摄水滴在纳米纤维的过程，检测纳米纤维膜的亲水性能，结果如图4所示。 [0087] 由图4可以看出，CS/GEL、GEP/CS/GEL和Janus交联前具有超亲水性，极易吸湿变形，而PLA/PVP具有疏水性，而经过了热处理的Janus，即Janus交联后的水接触角为115.53°，与未交联的纤维膜相比明显增加，改善了亲水性。 [0088] 6、Janus热交联前(热处理前)及热交联后(热处理后)的润湿性能 [0089] 将Janus热交联前(热处理前)及热交联后(热处理后)的复合纳米纤维膜分别裁剪为30mm×50mm大小的样品，在两张样品表面滴加蒸馏水，用相机拍下滴水后纤维膜的皱缩状态，结果如图5所示。 [0090] 由图5可以看出，热交联前的Janus纳米纤维膜在开始滴加水后就出现皱缩的状态，随着滴水量增加膜的皱缩现象愈加严重，而热交联后的纳米纤维膜在滴加水后并没有出现皱缩状态，表明热交联后纤维膜在水润湿状态下能保持良好的形态，此结果与水接触角结果相一致。 [0091] 7、纳米纤维膜的抗氧化性能 [0092] 通过ABTS自由基清除法测定纳米纤维的抗氧化性，ABTS与过硫酸钾分别溶于水中，再将其等量混合，置于黑暗室温中12h后得到ABTS储备液，在使用前用水稀释20倍，直至在734nm的波长下，测定其吸光度为0.70±0.02后备用，得到ABTS反应溶液。 [0093] 将不同质量的样品(CS/GEL、GEP/CS/GEL、PLA/PVP和Janus)加入800μL的ABTS工作液，再加入蒸馏水使其溶液总体积为1mL。在黑暗条件下放置6min后用酶标仪在紫外波长734nm处测定吸光度数值为A，未加样品的溶液吸光度值为A0。每个样品进行3次实验并取平均值，计算公式为：自由基清除率＝(A0‑A)/A0×100％，其中，A0为对照品吸光度，A为加入样品反应后的吸光度。结果见图6的C图，CS/GEL的清除率为54.82％，负载GEP后自由基清除率明显增加，而Janus纳米纤维膜的清除率能达到90％以上，表明负载GEP的Janus复合纳米纤维膜能够显著清除ABTS自由基，GEP可与CS/GEL、PLA/PVP复合产生协同抗氧化活性。 [0094] 利用新鲜的苹果进行了直观的抗氧化测试，达到直观看出纳米纤维膜抗氧化效果的目的。将新鲜苹果切块，以空白的苹果切面作对照，其他均在苹果切面贴敷上大小合适的纤维膜，并在表面均匀喷洒适当蒸馏水使纤维膜完全覆盖苹果切面。观察30min后苹果表面的颜色变化，结果见图6A，对照组(Control)与CS/GEL纤维膜贴敷组均有一定程度上的褐化现象，而贴敷GEP/CS/GEL和PLA/PVP纤维膜的苹果切面颜色较淡，贴敷Janus纳米纤维膜的苹果切面颜色最浅，同时使用ImageJ软件对苹果表面的颜色变化进行分析，结果见图6B，可以发现对照组与CS/GEL纤维膜30min前后的灰度值差异明显，而Janus纤维膜的灰度值变化并不明显，表明GEP的负载可以协同CS/GEL与PLA/PVP显著提高抗氧化活性。 [0095] 8、纳米纤维膜的抑菌性能 [0096] 以革兰氏阳性金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus：ATCC25923)和革兰氏阴性大肠杆菌(Escherichia coli：ATCC25922)为代表性细菌模型，通过平板菌落计数法对纳米纤维膜(CS/GEL、GEP/CS/GEL、PLA/PVP和Janus)的抑菌性能进行评估。 [0097] 通过酶标仪(SpectraMAX19，美谷分子仪器有限公司)测量菌液在600nm的OD值，使5 用对应的培养液将细菌母液稀释1×10倍，每个样品加100μL的菌液，以无膜的样品作对照，放在37℃培养箱中孵育4h，取50μL上述混合液涂布在固体琼脂平板上。涂布在固体琼脂培养基上，在37℃培养箱中培养24h观察菌落生长情况，并对菌落进行计数，结果如图7所示，其中，A和C分别为大肠杆菌的平板检测和统计结果；B和D分别为金黄色葡萄球菌的平板检测和统计结果。 [0098] 由图7可以看出，对照组(Control)的菌落生长不受影响，而Janus对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均能达到99％以上，可能是由于CS良好的抑菌活性，且GEP的引入能够增加Janus的抑菌能力，GEP与CS/GEL、PLA/PVP复合产生了协同抑菌作用。 [0099] 9、纳米纤维膜的细胞毒性 [0100] 利用MTT法检测纳米纤维膜的细胞毒性。将HaCat细胞以1×104孔的密度接种于96孔板，纳米纤维膜在紫外灯下正反两面照射灭菌。对照组加入完全培养基，纳米纤维膜(直径10mm的纳米纤维圆片浸入1mL培养基)加入培养基中培养24h，在37℃下培养细胞24h，在每孔细胞中加入20μL(5mg/mL)MTT溶液，反应4h，弃去孔中上清液，每个孔中加入150μL DMSO，置于振荡器上振荡10min，使用酶标仪于490nm处测定吸光度，计算细胞活力：细胞活力＝(AS‑A0)/(Ac‑A0)×100％。其中AS是样品的吸光度，A0是空白组的吸光度，Ac是对照组的吸光度，结果如图8所示。由图8可以看出，与对照组相比，CS/GEL纳米纤维膜的培养基浸提液细胞存活率在101.19％，与对照组相比差异并不明显，而GEP/CS/GEL的培养基浸提液细胞存活率在108.86％，表明GEP的加入对HaCat细胞无毒性，GEP/CS/GEL与PLA/PVP复合制备的Janus纤维膜的生物相容性良好。 [0101] 10、Janus的保湿性能 [0102] 使用智显皮肤测试仪(宁波市瑞尔芭比医疗设备有限公司)进行检测，分析Janus复合纳米纤维膜的保湿补水性能。首先，清洁脸部，擦干后，喷洒蒸馏水至面部，并将Janus贴敷于面部，再喷洒适量蒸馏水至Janus完全贴合面部，分别测试0min、5min、10min、15min、20min、25min、30min时皮肤的含水量、油分和弹性，平行测试三次，计算平均值。结果见表1，结果显示10min～15min皮肤含水量较贴敷前有明显升高，且皮肤油分值降低，弹性值增加，表明Janus具有一定补水保湿效果。 [0103] 表1 [0104] [0105] 为了排除个体差异，组织20名志愿者进行皮肤含水量测试。志愿者自行清洗待检区域(手前臂)，擦干水分后使用智显皮肤测试仪检测此时皮肤含水量。将样品膜裁剪成合适大小，先将待检区喷洒蒸馏水，然后贴敷样品膜，再次喷洒适量蒸馏水，10min后揭下样品膜，再次测量此时皮肤含水量，记录数据并统计。对比增量的计算公式为：对比增量(％)＝(实验后含水量‑实验前含水量)/实验后含水量×100％，统计结果见表2，结果显示20名志愿者使用纳米纤维膜后的皮肤含水量均有所增加，平均增幅在42.92％，进一步表明Janus复合纤维膜具有良好的保湿效果。 [0106] 表2 [0107] [0108] 11、Janus复合纳米纤维膜对皮肤表面pH的影响 [0109] 使用pH检测仪(杭州齐威仪器有限公司)测试贴敷面膜前后pH值的变化，检测Janus复合纳米纤维膜对皮肤表面pH值的影响。同样选择20名志愿者，先将测试部位用清水洗净，擦干水分后使用校准好的pH检测仪进行测试。将pH检测仪探头与皮肤待测区域接触时需保持垂直的状态，待仪器数值稳定后进行读数，取三组待测区域数值计算平均值。将面膜敷在对应区域，贴敷Janus复合纳米纤维膜前后分别使用pH检测仪对相同部位进行检测，记录数据并统计。在测试过程中受试者均未出现过敏、红肿等现象，结果见表3，可见测试后皮肤表面pH值略有降低，处于正常的皮肤pH范围。 [0110] 表3 [0111] [0112] 以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。 |
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