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CN115400258B - 一种基于氨基酸的水性液体、其制备方法及应用 - Google Patents

一种基于氨基酸的水性液体、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于氨基酸的多功能水性液体、其制备方法和应用，所述水性液体以水作为溶剂，所述水性液体中分散有粒径为0.05‑100μm的富含氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物的粘性液滴。本发明所得的基于氨基酸基的水性液体不包含任何有机溶剂、组成简单、生物相容性好、可生态循环、材料来源广、成本低廉，可用作各类活性物质的绿色溶剂、细胞冻存液、蛋白保存液、微型酶促反应器以及生物医用黏合剂，具有广泛的应用前景。

Description

一种基于氨基酸的水性液体、其制备方法及应用
技术领域：
本发明公开了一种基于氨基酸的多功能水性液体、其制备方法及应用，具体涉及一种氨基酸基多功能绿色液体、其制备方法及应用，属于新材料领域。此技术可应用于有机活性成分溶解、细胞冻存、蛋白质室温保存、微型酶促反应器、生物医用黏合剂、天然产物绿色提取、药物递送和食品科学等领域。
背景技术：
绿色化学是化学学科发展的必然趋势，更是实现化学工业乃至社会可持续发展的必由之路，因此成为21世纪的时代主题之一。绿色化学的核心理念是从源头上消除污染，其主旨思想是采用无毒、无害的原料和溶剂，高效绿色的催化剂，采用原子经济性和选择性高的反应，生产环境友好且可生态循环的产品。溶剂在绿色化学的设计和发展中起到了至关重要的作用，如70％以上化学化工、生物制药过程需要溶剂的参与。采用绿色溶剂不仅可以有效减少环境污染，大大提高上述过程的生产效率，甚至可以实现传统溶剂难以或无法实现的过程。绿色溶剂为实现生物、化学相关产业绿色化提供了广阔的发展空间。因此，新型绿色溶剂的设计和开发成为了绿色化学的重要研究方向之一。
随着人们对安全、无毒、高效的绿色溶剂要求的日益迫切，绿色溶剂的开发经历了从传统有机溶剂到离子液体、低共熔溶剂乃至天然低共熔溶剂的发展历程。离子液体虽具有低蒸气压、高电导率、强溶解性及高稳定性等优异特性，但其相对差的生物降解性、生物相容性、可持续性及高昂的制备成本限制了其深度推广和应用。低共熔溶剂(deepeutectic solvents,DESs)，尤其是天然低共熔溶剂，在保留离子液体优良性能的同时，克服了其许多局限性。然而，DESs的吸湿性和高黏度极大的限制了其稳定性和进一步溶解其他溶质的能力。这主要是因为DESs是一种由氢键受体和氢键供体以一定化学计量比在一定条件下形成的低共熔混合物，其内部存在广泛的氢键结构。因此，迫切需要开发生物相容性好、可生态循环并且物理化学性质(如黏度和稳定性等)可调的绿色溶剂。要实现上述要求，必须从溶剂的分子结构设计和分子间相互作用模式入手。
近年来的研究发现，生物分子(如固有无序蛋白和RNA等)通过液-液相分离形成无膜细胞器，进而实现对多种生物分子的有效富集，发挥生物功能。氨基酸是组成蛋白质和肽的基本单元，是生命体的重要组成部分，在生命体的信息传递、新陈代谢、疾病及衰老等方面扮演者极其重要的角色。以氨基酸为基础的生物分子具有极高的生物相容性，且在生物体内的代谢机制明确、生物可降解。因此，通过液-液相分离来制备富含氨基酸基原料的水性液体为新型绿色溶剂的开发提供了新的思路。
目前尚未有专利公开报道氨基酸基液体，特别是尚未公开基于氨基酸基原料来制备生物安全性高、可生态循环和物理化学性质可调的绿色液体的方法，及其在生物医药和化学化工领域的应用。
出人意料地，本发明发现氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物(不超过四个氨基酸残基)通过程序降温诱导液-液相分离，可以得到富含氨基酸基原料的液体，本发明正是基于这一发现得以完成。基于本发明所发现的氨基酸基液体，可作为绿色溶剂、细胞冻存液或蛋白质保存液、药物递送体系、微型酶促反应器以及医用粘合剂，有望广泛应用于有机活性成分的溶解和保存、难溶性药物活性成分的递送/缓释、生命、食品乃至国防等领域。
发明内容：
本发明的首要目的在于提供一种基于液-液相分离制备氨基酸基多功能水性液体、包含氨基酸基水性液体的组合物、及将有机活性成分溶解于氨基酸基水性液体的方法，此类液体具有生态环境友好、生物相容性好、可生态循环等优势。
第一方面：基于氨基酸的水性液体，其特征在于，所述水性液体以水作为溶剂，所述水性液体中分散有粒径为0.05-100μm的富含氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物的粘性液滴，所述氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物的结构式如式(1)所示：
(X1)a-(A1)c[(A2)d(A3)e(A4)f]m-(X2)b (结构式1)
其中，X1为疏水性保护基团，包括但不限于：叔丁氧羰基、苄氧羰基、(C1-18)烷基羰基等；
X2为羧基封端剂，包括但不限于：H、NH2、(C1-18)烷基链等；
A1为甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、脯氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、甲硫氨酸、半胱氨酸、硒半胱氨酸和吡咯赖氨酸中的一种；
A2为赖氨酸、精氨酸、甘氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸中的一种；
A3为天冬酰胺、色氨酸、丝氨酸、甲硫氨酸、丙氨酸、脯氨酸中的一种；
A4为谷氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、组氨酸、酪氨酸中、脯氨酸的一种；
A1、A2、A3、A4可同时为L-氨基酸，也可以同时为D-氨基酸；
a、b、c,d,e,f和m均为整数；
1≥a≥0；
1≥b≥0；
2≥a+b≥1；
4≥c≥1；
3≥d≥0；
3≥e≥0；
3≥f≥0；
3≥m≥0；
3≥d+e+f≥0；
3≥m(d+e+f)≥0；
4≥c+m(d+e+f)≥1。
优选地，所述氨基酸选自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和苏氨酸；所述氨基酸衍生物选自苄氧羰基-脯氨酸、叔丁氧羰基-丙氨酸、棕榈酰-酪氨酸、C10羰基-脯氨酸、C12羰基-脯氨酸、苄氧羰基-缬氨酸乙酯；所述寡肽选自甘氨酸-组氨酸二肽、酪氨酸-精氨酸二肽、酪氨酸-丝氨酸二肽、苯丙氨酸-脯氨酸二肽、甘氨酸-甘氨酸-精氨酸三肽、组氨酸-脯氨酸-酪氨酸三肽、甘氨酸-脯氨酸-甘氨酸-甘氨酸四肽、甘氨酸-组氨酸-色氨酸-天冬氨酸四肽；所述寡肽衍生物选自苄氧羰基-脯氨酸-酪氨酸、苄氧羰基-酪氨酸-丝氨酸、苄氧羰基-缬氨酸-脯氨酸-酪氨酸、苄氧羰基-脯氨酸-酪氨酸-脯氨酸-组氨酸、苄氧羰基-甘氨酸-酪氨酸-组氨酸、棕榈酰-酪氨酸-赖氨酸、棕榈酰-脯氨酸-酪氨酸-赖氨酸、叔丁氧羰基-缬氨酸-甘氨酸-丙氨酸-脯氨酸。
本发明所得的基于氨基酸的水性液体不包含任何有机溶剂、组成简单、生物相容性好、可生态循环、材料来源广、成本低廉，可用作各类活性物质的绿色溶剂、细胞冻存液、蛋白保存液、微型酶促反应器以及生物医用黏合剂，具有广泛的应用前景。
在本发明的一个优选实施方式中，所述水性液体除了水之外完全由所述氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物组成，所述水性液体的pH范围介于2到12之间，优选地，介于6到8之间。
在本发明的一个优选实施方式中，所述粘性液滴的平均粒径介于0.05-100μm之间；优选地，介于0.1-20μm之间。
在本发明的一个优选实施方式中，所述氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物在水性液体中的含量大于其在同等质量水性液体中的溶解度。
在本发明的一个优选实施方式中，所述水性液体的在室温下的粘度范围介于2×10-3-30Pa·S之间。
在本发明的一个优选实施方式中，所述水性液体中水的质量比在0-30％之间，优选地，为2-10％之间；氨基酸基原料的质量比在70-100％之间，优选地，为90-98％之间；氨基酸基水性液体中的含水量可以通过控制老化时间或氨基酸基原料的浓度来进行调节。
第二方面，基于氨基酸的水性液体，其特征在于，可作为一种绿色溶剂溶解有机活性成分，所述有机活性成分吸附在所述粘性液滴表面或者包覆在所述粘性液滴内。有机活性成分包括药物分子、中药活性单体、生物活性分子、生物色素等。
药物分子包括但不限于阿霉素、紫杉醇、顺铂、头孢氨苄、伊利替康、地塞米松、二甲双胍、丁胺卡那、诺氟沙星、呋喃妥因、青霉素、甲硝唑、盐酸金刚烷胺、阿昔洛韦、齐多夫定、利巴韦林、长春新碱；
中药活性单体包括但不限于姜黄素、虾青素、大蒜素、儿茶酚、丹皮酚、川陈皮素、大黄素、槲皮素、水蛭素、豆蔻明、黄岑素、黄岑苷、黄连素、苦参碱、麦冬皂苷、白藜芦醇、山奈酚、黄岑苷、金丝桃素、金丝桃苷、白杨素、毛蕊异黄酮、熊果苷、熊果酸、龙胆苦苷、染料木苷、β-胡萝卜素；
生物活性分子包括但不限于胰岛素、肝素、铜肽、ATP、ADP、AMP；
生物色素包括但不限于卟啉类分子、胆红素、胆绿素、血红素；
氨基酸基水性液体中氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物在干物质中的质量比在60-95%之间，优选地，为70%-90%；
有机活性成分在干物质的质量比在5-40%之间，优选地，为10-30%。
第三方面，基于氨基酸的水性液体，其特征在于，可冻存细胞。氨基酸基水性液体的质量比在50-95％之间，优选地，为80％-90％；细胞悬浮液的质量比在5-50％之间，优选地，为10-20％。
被冻存的细胞包括但不限于红细胞、卵母细胞、精子、单层细胞、胰腺细胞、肝脏细胞、造血干细胞、胚胎干细胞、单核细胞。
第四方面，基于氨基酸的水性液体，其特征在于，可作为一种无需低温冻存的蛋白保存液。
蛋白质在氨基酸基保存液中的浓度为100ng/mL～2mg/mL，优选地，为0.02mg/mL～0.5mg/mL。
蛋白包括但不限于血红蛋白、铁蛋白、锌指蛋白、胃蛋白酶、金属蛋白酶、人血清蛋白、绿色荧光蛋白；
第五方面，基于氨基酸的水性液体，其特征在于，可用作微型酶促反应器。
第六方面，一种氨基酸基原料转化为液体，制备氨基酸基水性液体的方法，其特征在于，主要包括如下步骤：
将所述原料进行充分研磨，然后加入一定量的水进行超声分散，得到均匀分散液，将分散液加热至得到澄清溶液，并保温一段时间，然后程序降温至室温，诱发液-液相分离，得到所述水性液体。
在本发明的一个优选实施方式中，所述方法主要包括如下步骤：
(1)将一种或多种氨基酸基原料充分研磨处理，然后加水进行超声进一步分散，得到均匀分散液，分散液浓度(Ce)为氨基酸基原料在室温下水中过饱和浓度(Cs)以上10-40％，优选地，为30％≥(Ce-Cs)/Cs≥20％；
(2)将上一步得到的分散液升温，直至得到澄清溶液，并在此温度(Te)保温一段时间，保温温度为50-100℃，优选地，为75-95℃；保温时间为5-30min，优选地，为10-20min；
(3)将上述澄清溶液程序降温至室温，诱发液-液相分离，形成富含氨基酸基原料的绿色液体，降温速率为1-50℃/min，优选地，为10-15℃/min。
第七方面，一种氨基酸基水性液体用作绿色溶剂溶解有机活性成分的方法，其特征在于，主要包括如下步骤：
(1)将难溶性活性成分充分研磨，得到粒度均一，尺寸较小的活性成分颗粒；
(2)将上一步得到的颗粒，加入到权利要求六步骤(2)得到的澄清溶液中，并在该温度维持一段时间，保温时间为10-40min，优选地，为15-30min；
(3)将上述澄清溶液降温至室温，形成溶解有活性成分的氨基酸基水性液体。降温速率为1-50℃/min，优选地，为10-15℃/min。
或通过如下制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤：
(1)将氨基酸基原料和难溶性有机活性成分按一定比例进行充分研磨，然后加入一定量的水进行超声分散，得到均匀分散液；
(2)将分散液加热至得到澄清溶液，并保温一段时间，保温时间为10-40min，优选地，为15-30min；
(3)将上述澄清溶液降温至室温，形成溶解有活性成分的氨基酸基绿色液体；降温速率为1-50℃/min，优选地，为10-15℃/min。
第八方面，一种氨基酸基水性液体用作细胞冻存的方法，其特征在于，其包括如下步骤：根据第六方面方法制备氨基酸基水性液体，将细胞悬浮液与氨基酸基水性液体按照一定质量比混合均匀，制得蛋白质冻存液，液氮冷冻进行保存。
优选地，将细胞悬浮液与氨基酸基水性液体混合均匀，制得细胞冻存液，液氮冷冻进行保存。氨基酸基水性液体的质量比在50-95％之间，优选地，为80％-90％；细胞悬浮液的质量比在5-50％之间，优选地，为10-20％。
第九方面，一种氨基酸基水性液体用于蛋白质保存的方法，其特征在于，其包括如下步骤：根据第六方面方法制备氨基酸基水性液体，将蛋白质粉末与氨基酸基水性液体混合均匀，制得包含蛋白质的保存液，在室温下进行保存。
优选地，将蛋白质粉末与氨基酸基水性液体混合均匀，制得包含蛋白质的保存液，在室温下进行保存。蛋白质在氨基酸基保存液中的浓度为100ng/mL～2mg/mL，优选地，为0.02mg/mL～0.5mg/mL。
第十方面，一种氨基酸基水性液体用作微型酶促反应器的方法，其特征在于，其包括如下步骤：配置一定浓度的反应物溶液(或称取一定质量的反应物粉末，或量取一定量的反应物体积)，将其与第六方面方法制备的氨基酸基水性液体混合均匀，进行酶促反应。
第十一方面，一种氨基酸基水性液体用作生物医用粘合剂的方法，其特征在于，其包括如下步骤：将第五方面制备的氨基酸基水性液体进行离心浓缩，得到高黏度的氨基酸基粘稠液体，其可用于生物医用粘合剂。
第十二方面，本发明的氨基酸基水性液体、氨基酸基液体组合物及制备方法具有如下优点及有益效果：
(1)制备简单、绿色环保、能耗低；
(2)原料来源广泛、成本低廉；
(3)生物相容性、可生态循环；
(4)稳定性高。
第十三方面，本发明的氨基酸基多功能水性液体有以下应用：绿色溶剂、细胞冻存、蛋白质室温保存、微型酶促反应、生物医用粘合剂等领域。
附图说明
图1为实施例1所制备的Z-P基液体在室温下的实物图和微观形貌。
图2为实施例1所制备的Z-P基液体的生长融合过程。
图3为实施例1所制备的Z-P基液体形成过程的浊度变化。
图4为实施例2所制备的F基液体的液滴尺寸分布曲线，其表现出明显的浓度依赖性和窄尺寸分布特性(多分散系数介于0.160-0.291之间)，这与F基液体中π-π堆积、氢键作用以及疏水效应的平衡密切相关。
图5为实施例3所制备的Z-PY基液体通过去溶剂进一步演变为粘稠液体的动态形成过程，说明去溶剂可促进氨基酸基粘稠液体的形成。
图6为实施例3所制备的Z-PY基液体用作水下粘合剂，其在水下24h仍保留有稳定的粘附性能。
图7为实施例8所制备的Pal-YK基液体溶解有机活性成分的效果图，表明氨基酸基液体可作为一种新型环保绿色溶剂。
图8为实施例9所制备的Z-V-OEt基液体溶解中药活性成分的效果图，表明氨基酸基液体可作为一种绿色溶剂实现对难溶性中药活性成分的溶解。
图9为实施例11所制备的Z-PYPH基液体用于细胞冻存的效果评价，表明氨基酸基液体可作为一种有效的细胞冻存保护剂。
图10为实施例13所制备的Z-YS基液体用作微型酶促反应器的效果评价，表明氨基酸基液体可作为一种高效的微型反应器。
图11为实施例14所制备的不同含水量的Z-VPY基液体用作医用粘合剂的粘合强度，表明含水量的降低有助于提高氨基酸基液体的粘合强度。
图12为实施例14所制备的Z-VPY基液体用作医用粘合剂的细胞毒性试验结果，表明氨基酸基液体可作为一种生物安全的医用粘合剂。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面通过实施例对本发明的技术方案进行详细说明，所描述的仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种苄氧羰基-脯氨酸(Z-P)基液体的制备方法包括如下步骤：
(1)称取40mg的Z-P进行充分研磨，然后加入1mL水进行超声进一步分散，得到Z-P均匀分散液；
(2)将上一步得到的分散液水浴升温至80℃，得到澄清溶液，在该温度下维持10min；
(3)将上述澄清溶液以10℃/min的速率降至室温，在降温过程中会发生液-液相分离形成Z-P基液体。
图1为实施例1所制备的Z-P基液体在室温下的实物图和微观形貌。
图2为实施例1所制备的Z-P基液体的生长融合过程。
图3为实施例1所制备的Z-P基液体形成过程的浊度变化。
实施例2
一种苯丙氨酸(F)基液体的制备方法包括如下步骤：
(1)称取不同质量(40、50、60、80mg)的F进行充分研磨，然后加入1mL水(pH6.5)进行超声进一步分散，得到F均匀分散液；
(2)将上一步得到的分散液水浴升温至90℃，得到澄清溶液，在该温度下维持15min；
(3)将上述澄清溶液以15℃/min的速率降至室温，在降温过程中会发生液-液相分离形成F基液体。
图4为实施例2所制备的F基液体的液滴尺寸分布曲线，其表现出明显的浓度依赖性和窄尺寸分布特性(多分散系数介于0.160-0.291之间)，这与F基液体中π-π堆积、氢键作用以及疏水效应的平衡密切相关。
实施例3
一种苄氧羰基-脯氨酸-酪氨酸二肽(Z-PY)基液体的制备方法包括如下步骤：
(1)称取不同质量的Z-PY进行充分研磨，然后加入1mL水进行超声进一步分散，得到Z-PY均匀分散液；
(2)将上一步得到的分散液水浴升温至95℃，得到澄清溶液，在该温度下维持20min；
(3)将上述澄清溶液以20℃/min的速率降至室温，在降温过程中会发生液-液相分离形成Z-PY基液体。
图5为实施例3所制备的Z-PY基液体通过去溶剂进一步演变为粘稠液体的动态形成过程，说明去溶剂可促进氨基酸基粘稠液体(黏度：0.2-1.0Pa·S)的形成。
图6为实施例3所制备的Z-PY基液体用作水下粘合剂，其在水下24h仍保留有稳定的粘附性能。
实施例4
基于不同分子结构的氨基酸基液体典型制备条件的比较：
(1)称取不同质量的甘氨酸-组氨酸二肽(GH)、苯丙氨酸-脯氨酸二肽(FP)、组氨酸-脯氨酸-酪氨酸三肽(HPY)、甘氨酸-脯氨酸-甘氨酸-甘氨酸四肽(GPGG)进行充分研磨，然后加入1mL水进行超声进一步分散，得到上述寡肽的均匀分散液；
(2)将上一步得到的分散液水浴升温至不同温度，得到澄清溶液，在相应的温度下维持一定时间；
(3)将上述澄清溶液以一定的速率降至室温，在降温过程中会发生液-液相分离形成寡肽基液体。
表1为实施例4中基于不同分子结构的氨基酸基水性液体的典型制备条件。
表1
实施例5
一种基于棕榈酰-酪氨酸(Pal-Y)和C12羰基-脯氨酸(C12-P)的水性液体的制备方法包括如下步骤：
(1)按照不同的比例称取一定质量的Pal-Y和C12-P进行充分研磨，然后加入1mL水，超声处理得到两者混合的均匀分散液，总浓度分别为10和20mg/mL；
(2)将上一步得到的分散液水浴升温至得到澄清溶液，在该温度下维持一定时间；
(3)将上述澄清溶液以一定的速率降至室温，在降温过程中会发生液-液相分离形成Pal-Y与C12-P基的多组分液体。
实施例6
一种基于棕榈酰-脯氨酸-酪氨酸-赖氨酸三肽(Pal-PYK)和叔丁氧羰基-苯丙氨酸-甘氨酸-脯氨酸-精氨酸四肽(Boc-FGPR)的水性液体的制备方法包括如下步骤：
(1)按照不同的比例称取一定质量的Pal-PYK和Boc-FGPR进行充分研磨，然后加入1mL水，超声处理得到两者混合的均匀分散液，总浓度分别为4和8mg/mL；
(2)将上一步得到的分散液水浴升温至得到澄清溶液，在相应温度下维持一定时间；
(3)将上述澄清溶液以一定的速率降至室温，在降温过程中会发生液-液相分离形成Pal-PYK与Boc-FGPR基的多组分液体。
实施例7
一种基于C10羰基-脯氨酸(C10-P)和苄氧羰基-甘氨酸-酪氨酸-组氨酸三肽(Z-GYH)的水性液体的制备方法包括如下步骤：
(1)按照不同的比例称取一定质量的C10-PYK和Z-GYH进行充分研磨，然后加入1mL水，超声处理得到两者混合的均匀分散液，总浓度分别为6和12mg/mL；
(2)将上一步得到的分散液水浴升温至得到澄清溶液，在相应温度下维持一定时间；
(3)将上述澄清溶液以一定的速率降至室温，在降温过程中会发生液-液相分离形成C10-PYK与Z-GYH基的多组分液体。
表2为实施例5-7中氨基酸基多组分水性液体的典型制备条件。
表2
实施例8
一种棕榈酰-酪氨酸-赖氨酸二肽(Pal-YK)基液体溶解有机活性成分的方法包括如下步骤：
(1)称取四份等质量的Pal-YK进行充分研磨，分别加水配置成15mg/mL的分散液，超声处理得到均匀分散液；
(2)将上一步得到的分散液水浴升温至溶液变澄清，并维持20min；
(3)分别将一定质量的姜黄素、铜肽、儿茶酚和紫杉醇加入到上述澄清溶液中，维持10min，以5℃/min的速率降至室温，在降温过程中会发生液-液相分离，实现Pal-YK基液体对姜黄素、铜肽、儿茶酚和紫杉醇肽的有效溶解。
图7为实施例8所制备的Pal-YK基液体溶解有机活性成分的效果图，表明氨基酸基液体可作为一种新型环保绿色溶剂。
实施例9
一种苄氧羰基-缬氨酸乙酯(Z-V-OEt)基液体溶解中药活性成分的方法包括如下步骤：
(1)称取三份等质量的Z-V-OEt，分别加水配置成50mg/mL的分散液，超声处理得到均匀分散液；
(2)将上一步得到的分散液水浴升温至溶液变澄清，并维持15min；
(3)分别将一定质量的虾青素、姜黄素和木犀草素加入到上述澄清溶液中，维持10min，以5℃/min的速率降至室温，在降温过程中会发生液-液相分离，实现Z-V-OEt液体对虾青素、姜黄素和木犀草素的有效溶解。
图8为实施例9所制备的Z-V-OEt基液体溶解中药活性成分的效果图，表明氨基酸基液体可作为一种绿色溶剂实现对难溶性中药活性成分的溶解。
实施例10
室温老化时间和平衡温度对胆绿素在氨基酸基液体中溶解度的影响
(1)称取九份等质量的叔丁氧羰基-丙氨酸(Boc-A)，分别加水配置成200mg/mL的分散液，超声处理得到均匀分散液；
(2)将上一步得到的分散液等分为三组，分别水浴升温至75℃、85℃、95℃得到澄清溶液，并维持20min；
(3)称取九份等质量(各3mg)的胆绿素分别加入到上述澄清溶液中，维持15min，以10℃/min的速率降至室温，在降温过程中会发生液-液相分离，每组中的三个分别老化1h，2h，3h。对上述混合液进行离心，倒掉上清液，对沉在底部的液体用DMSO进行溶解稀释，结合胆绿素在DMSO中测定的标准曲线进行定量分析，确定不同室温老化时间下，胆绿素在Boc-A液体中的溶解度。
表3为实施例10所探究的室温老化时间和平衡温度对胆绿素在Boc-A基液体中溶解度的影响。
表3
实施例11
一种苄氧羰基-脯氨酸-酪氨酸-脯氨酸-组氨酸四肽(Z-PYPH)基液体用作细胞冻存的方法包括如下步骤：
(1)按照前述方法制备不同浓度Z-PYPH基液体；
(2)向上述液体中加入等量的绵阳红细胞，并充分混合均匀；
(3)将上述混合液体快速放入液氮中，快速冷冻，维持30min；然后将其取出，置于37℃水浴中加热20min；
(4)将混合液离心，取上清液，稀释，通过紫外测试上清液的吸收强度，计算出红细胞的存活率。
图9为实施例11所制备的Z-PYPH基液体用于细胞冻存的效果评价，表明氨基酸基液体可作为一种有效的细胞冻存保护剂。
实施例12
一种叔丁氧羰基-缬氨酸-甘氨酸-丙氨酸-脯氨酸(Boc-VGAP)基液体用作血红蛋白室温保存的方法包括如下步骤：
(1)按照前述方法制备10mL不同浓度(50、75、100、125、150、175、200mg/mL)的Boc-VGAP液体；
(2)向上述液体和二次水(对照组)中分别加入10μg血红蛋白，并充分混合均匀；
(3)立即测定上述液体中血红蛋白的浓度，随后在37℃水浴中保存样品。
(4)将添加血红蛋白的时间计为保存0h，之后在保存24、48和72h后，通过免疫测定法测定液体中血红蛋白的浓度，并计算氨基酸基液体中血红蛋白的残留率。残留率为保存一定时间后液体中血红蛋白浓度与初始血红蛋白浓度的百分比。
表4为实施例12所制备的Boc-VGAP基液体用于血红蛋白常温保存的效果评价，表明氨基酸基液体可作为一种有效的蛋白质常温保存液。
表4
实施例13
一种苄氧羰基-酪氨酸-丝氨酸二肽(Z-YS)基液体用作微型酶促反应器的方法包括如下步骤：
(1)按照前述方法制备Z-YS基液体，向其中加入一定量的尿酸酶、四甲基联苯胺和辣根过氧化酶，稳定10min；
(2)向上述溶液中加入尿酸，其在尿酸酶的作用下会生成H2O2和尿囊素，H2O2和TMB在辣根过氧化酶的作用下生成蓝色催化产物，通过随时间依赖的紫外吸收测试计算尿酸酶在凝聚体内的催化效率；
(3)将Z-YS基液体全部换为PBS缓冲溶液，即为对照组实验。
图10为实施例13所制备的Z-YS基液体用作微型酶促反应器的效果评价，表明氨基酸基液体可作为一种高效的微型反应器。
实施例14
一种苄氧羰基-缬氨酸-脯氨酸-酪氨酸三肽(Z-VPY)基液体用作医用粘合剂的方法包括如下步骤：
(1)按照前述方法制备不同浓度的Z-VPY液体，对其进行离心分离，得到含水量不同(W/W％＝10.8,15.6,20.0％)的粘稠液体，分别记作S1，S2，S3；
(2)对上述粘稠液体分别进行粘合强度的测试。具体测试方法为：将冷鲜超市中购买的猪皮清洗后吸干其表面水分，切成2×4cm2小块(6块)置于37℃水浴锅中保温。分别将含水量不同的Z-VPY粘稠液体涂敷在猪皮表面，然后将两块猪皮粘合，用手指轻按30s，于37℃水浴中保温，之后通过万能机械试验机对上述样品进行单轴拉伸应力-应变试验。每次拉伸至断开作为最终的最大粘合力，计算出相应的粘合强度；
(3)对上述粘稠液体进行生物相容性测试。具体实验方法为：将上述粘稠液体或DMSO(对照组)浸泡于细胞培养基中，将3T3成纤维细胞与之共孵育，采用MTT法测试细胞活性。
图11为实施例14所制备的不同含水量的Z-VPY基液体用作医用粘合剂的粘合强度，表明含水量的降低有助于提高氨基酸基液体的粘合强度。
图12为实施例14所制备的Z-VPY基液体用作医用粘合剂的细胞毒性试验结果，表明氨基酸基液体可作为一种生物安全的医用粘合剂。

Claims (13)

1.一种基于氨基酸的水性液体的制备方法，其特征在于，所述水性液体以水作为溶剂，所述水性液体中分散有粒径为0.05-100 微米的富含氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物的粘性液滴，所述水性液体除了水之外完全由所述氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物组成，所述制备方法如下：
将所述氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物进行充分研磨，然后加入一定量的水进行超声分散，得到均匀分散液，将分散液加热至得到澄清溶液，并保温一段时间，然后程序降温至室温，诱发液-液相分离，得到所述水性液体；分散液中所述氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物的原料浓度与所述氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物在室温下水中过饱和浓度满足40%≥(原料浓度-过饱和浓度)/过饱和浓度≥10%；保温温度为50-100 °C；保温时间为5-30 min；降温速率为1-50 °C/min；
所述氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物的结构式如式（1）所示：
(X1)a-(A1)c[(A2)d(A3)e(A4)f]m-(X2)b （1）
其中，X1为疏水性保护基团，选自叔丁氧羰基、苄氧羰基、C1-18烷基羰基中的一种或者多种的组合；
X2为羧基封端剂，选自H、NH2、C1-18烷基链中的一种或者多种的组合；
A1为甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、脯氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、甲硫氨酸、半胱氨酸、硒半胱氨酸和吡咯赖氨酸中的一种；
A2为赖氨酸、精氨酸、甘氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸中的一种；
A3为天冬酰胺、色氨酸、丝氨酸、甲硫氨酸、丙氨酸、脯氨酸中的一种；
A4为谷氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、组氨酸、酪氨酸中、脯氨酸的一种；
a、b、c, d, e, f和m均为整数；
1≥a≥0;
1≥b≥0;
2≥a+b≥1;
4≥c≥1;
3≥d≥0;
3≥e≥0;
3≥f≥0;
3≥m≥0;
3≥d+e+f≥0;
3≥m(d+e+f)≥0;
4≥c+ m(d+e+f)≥1。
2.根据权利要求1所述的制备方法，所述水性液体的pH范围介于2到12之间。
3.根据权利要求1所述的制备方法，所述水性液体的pH范围介于6到8之间。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述粘性液滴的平均粒径介于0.05-100微米之间。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述粘性液滴的平均粒径介于0.1-20微米之间。
6.根据权利要求1或2所述的制备方法，所述氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物在水性液体中的含量大于其在同等质量水中的溶解度。
7.根据权利要求1或2所述的制备方法，所述水性液体在室温下的粘度范围介于2×10-3-30 Pa·S之间。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，分散液中所述氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物的原料浓度与所述氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物在室温下水中过饱和浓度满足30%≥(原料浓度-过饱和浓度)/过饱和浓度≥20%；保温温度为75-95 °C；保温时间为10-20 min；降温速率为10-15 °C/min。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的制备方法制备得到的基于氨基酸的水性液体。
10.一种含有有机活性成分的水性液体，其特征在于在权利要求9所述的基于氨基酸的水性液体中进一步加入有机活性成分，所述有机活性成分吸附在所述粘性液滴表面或者包覆在所述粘性液滴内，所述有机活性成分选自药物分子、中药活性单体、生物活性分子、生物色素；所述氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物在干物质中的质量百分比为60-95%。
11.根据权利要求10所述的含有有机活性成分的水性液体，所述的所述氨基酸、寡肽或/和氨基酸/寡肽衍生物在干物质中的质量百分比为70%-90%；有机活性成分在干物质中的质量百分比为10-30%。
12.一种细胞冻存的方法，其特征在于采用权利要求9所述的基于氨基酸的水性液体作为冻存保护剂。
13.权利要求9所述的基于氨基酸的水性液体在制备细胞冻存保护剂、蛋白质室温保存保护剂、药物递送体系、微型酶促反应器和/或生物医用粘合剂中的应用。
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