本发明涉及纳米硒技术领域，特别是涉及一种纳米硒的制备方法及其应用。
背景技术：
硒位于第via族，为准金属元素，早期人们对硒的研究主要是在其性质及用途上。如灰硒薄层被广泛的应用在光电池、整流器、复印技术等方面，因为它具有优良的光电特性及单向导电性；硒还被广泛的应用于制造铁路和航标信号灯以及涂料、陶瓷工业，因为它具有良好的透红光性。硒也是人体所必需的微量元素，缺硒会引起多种疾病，适量的补充硒能有效的防治多种疾病。并且单晶硒是一种重要的元素半导体，有无定形和晶形两种不同的存在形态。无定形纳米硒有良好的生物活性，在抗氧化、调节免疫、拮抗有害重金属等重要的生命活动中都有着极其重要的作用。晶形硒有着较低的熔点、高的光导率和高的化学活性，在光电池、机械感应器、整流器、光敏元件和复印技术有着广阔的市场应用。中国发明专利97107038.5公开了一种活性红色单质硒的制备方法，经过国家权威机构鉴定和医药专家的评审，鉴定纳米硒为国内外首创。之后，有关纳米硒的制备还有许多专利公开，一般都是在保护剂的存在条件下，以硒化合物为原料，采用一定的还原剂反应，将其化合物还原为单质的硒，其中纳米硒的形貌多样，有球状、丝状、棒状、树枝状等。中国专利说明书cn1789113a曾公开了一种利用超声的方法，在聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇和壳聚糖保护剂的存在下，抗坏血酸和盐酸烃胺还原亚硒酸或亚硒酸盐的方法来制定纳米硒。而中国专利申请cn1669913a公开的是一种水热反应，用葡萄糖还原亚硒酸钠制备单质硒纳米管。同时中国专利申请说明书cn1519195a也公开了一种水热法，用单质硒粉在水、酒精、氨水、肼的混合液中生成纳米硒管。总结上述制备方法，我们不难发现，绝大多数制备工艺，整个体系较为复杂，制备过程繁琐，条件繁多难于把握，消耗能源较多，且制备出的纳米硒尺寸较大，没有水溶性和生物相溶性。所以为了更好的开发纳米硒在各个方面的应用，找到一种安全方便、高效节能的能够生成水溶性、生物相溶性纳米硒的方法便显得尤为重要。
同时，氧化应激通常引起体内自由基含量升高，从而对蛋白质、脂质和脱氧核糖核酸产生有害的影响。另外也对神经退行性疾病、癌症、心血管疾病、炎症疾病和衰老等各种病理生理过程产生影响。抗氧化剂能降低氧化应激，有益于身体健康。因此近年来，抗氧化产品成为保健品和化妆品企业的新宠儿。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种纳米硒的制备方法及其应用，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种纳米硒的制备方法，将聚乙烯醇溶液与亚硒酸钠溶液混合，向混合液中滴加抗坏血酸溶液，超声反应即可得到纳米硒。
进一步地，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为0.5％。
进一步地，所述亚硒酸钠溶液的浓度为0.1mol/l。
进一步地，所述抗坏血酸溶液的浓度为0.1mol/l。
进一步地，所述聚乙烯醇溶液、亚硒酸钠溶液和抗坏血酸溶液的质量比为1:1:3。
进一步地，所述混合和滴加过程在磁力搅拌条件下进行。
进一步地，所述反应在40℃恒温加热磁力搅拌条件下反应2h。
本发明还提供一种上述的纳米硒的制备方法制备得到的纳米硒。
本发明还提供了一种上述的纳米硒在抗氧化活性及制备天然抗氧化剂中的应用。
本发明公开了以下技术效果：
本发明制备条件为常压，反应温度较低，反应时间短，整个制备过程安全稳定，便于掌握控制，容易实施，原材料成本低廉、无毒无害，得到的产品粒径均匀、颗粒较小、结晶性良好，有良好的水溶性和生物相容性，将硒制备到纳米级别，得到的纳米硒具有很高的生物活性和生物利用率。纳米硒会比传统硒产品更低毒，为开发补硒产品提供了新思路与新发展，并通过实验验证了纳米硒的抗氧化性，可为以后纳米硒在抗氧化性的研究应用提供良好的基础。
附图说明
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。
图1为实施例1制备的纳米硒的sem图a；
图2为实施例1制备的纳米硒的sem图b；
图3为实施例2的dpph自由基清除率曲线图；
图4为实施例2的羟基自由基清除率曲线图；
图5为实施例2的超氧阴离子自由基清除率曲线图；
图6为实施例2的还原力曲线图。
具体实施方式
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。
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。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。
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得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
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。
在本发明实施例中，所用试剂均为分析纯，所用试剂来源和所用仪器来源均可由本领域技术人员根据经验或有限实验来进行选择。
实施例1纳米硒的制备与表征
1.纳米硒的制备
1.1溶液的配制
1.1.10.1m亚硒酸钠溶液
精密称取亚硒酸钠1.729g，以去离子水为溶剂，在烧杯中用适量去离子水溶解后转移到100ml容量瓶中，补充去离子水定容至刻度线。
1.1.20.1m抗坏血酸溶液
精密称取抗坏血酸0.440g，以去离子水为溶剂，在烧杯中用适量去离子水溶解后转移到25ml容量瓶中，补充去离子水定容至刻度线。
1.1.30.5％聚乙烯醇溶液
精密称取聚乙烯醇0.500g，以去离子水为溶剂，在烧杯中用适量去离子水溶解后转移到100ml容量瓶中，补充去离子水定容至刻度线。
1.2纳米硒的制备
在磁力搅拌下，将浓度为0.5wt％聚乙烯醇溶液与浓度为0.1m亚硒酸钠溶液混合，向混合液中滴加浓度为0.1m抗坏血酸溶液；聚乙烯醇溶液：亚硒酸钠溶液：抗坏血酸溶液的质量比例为1：1：3；将反应混合液置于40℃恒温加热磁力搅拌锅下，采用探头式超声强化辅助制备，探头式超声的固定频率为25khz，功率为1000w，反应2h，即得纳米硒。
探头式超声法具有制备时间短、纳米颗粒尺寸均匀、分散性好的优点。
2.表征
将所得到的纳米硒产物，在merlin扫描电子显微镜下观察产物的粒径和形貌。反应得到的纳米硒在扫描电镜下，如图1和图2所示，制得纳米硒为均匀的球形，直径105nm左右。聚乙烯醇在水溶液中具有较好的溶解能力,由于其长链分子互相盘旋缠绕,所构成的微环境具有良好的悬浮、乳化、稳定作用。生成的单质硒被聚乙烯醇吸附包裹,从而有效阻止了初始形成的硒粒子间互相聚合、团聚,并可起到减缓、控制硒粒子生长的作用。反应得到纳米硒为红色。
实施例2纳米硒抗氧化试验
2.1dpph自由基清除实验
2.1.1溶液的配制
(1)精密称取1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(dpph)0.0025g，用少量70％乙醇溶解后转移至50ml棕色容量瓶中，并用70％乙醇定容，得0.05mg/mldpph试液，放置冰箱中保存，现配现用；
(2)取上述纳米硒溶液，配制成浓度0.5、1.0、1.5、2.0和2.5mg/ml的溶液。
2.1.2清除率测定
分别精密吸取样品液5.00ml，加入用dpph溶液(0.05mg/ml)5.00ml，充分振摇，于暗处静置30min。在517nm处测定试液的吸光度值ai。将样品液5.00ml与溶剂5.00ml充分混合后，在517nm处的吸光度值aj。将dpph溶液5.00ml与溶剂5.00ml充分混合后，在517nm处的吸光度值ac。
将得到的a值整理代入公式(2-2)计算dpph自由基的清除率。
式中ai为样品液与dpph溶液混合液的吸光度；aj为样品液与溶剂70％乙醇混合液的吸光度；ac为dpph溶液与溶剂70％乙醇混合液的吸光度。
结果如图3所示，由图3可知：(1)清除率都是随浓度的增加而增加。(2)纳米硒的清除dpph自由基能力，用spss分析得，纳米硒清除dpph的ic50为0.662mg/ml。
2.2羟基自由基清除实验
2.2.1溶液的配制
(1)6mmol/l的feso4溶液：精密称取feso4·7h2o粉末0.0840g，以去离子水为溶剂，加少量去离子水溶解后移至50ml棕色容量瓶中，并用去离子水定容至刻度，避光保存，现配现用；
(2)6mmol/l的水杨酸-乙醇溶液：精密称取水杨酸粉末0.0420g，以无水乙醇为溶剂，加少量无水乙醇溶解后移至50ml容量瓶中，并用无水乙醇定容至刻度，即得；
(3)6mmol/lh2o2溶液：精密吸取30％h2o2溶液4.60ml于25ml容量瓶中，用去离子水定容至刻度，即得；
(4)纳米硒溶液，配制成浓度0.00、0.25、0.5、0.75和1.00mg/ml的溶液。
2.2.2清除率测定
准确吸取6mmol/lfe2 溶液2.00ml和6mmol/l的水杨酸-乙醇溶液2.00ml于试管中。分别在试管中加入2ml的样品溶液，充分摇匀后，静置10min。加入6mmol/lh2o2溶液2.00ml启动反应，立即置于37℃水浴加热30min。冷却。于510nm处测吸光度值ai；用去离子水代替h2o2溶液，操作不变，测得吸光度值为ai0。用去离子水代替样品液，操作不变，测得吸光度值为a0。
将所得数值整理代入清除率的计算公式如公式(2-3)。
式中ai为样品溶液吸光度值；ai0为样品溶液空白对照吸光度值；a0为空白溶液吸光度值。
结果如图4所示，图4可知：纳米硒的清除能力强，随浓度的增加而增强。用spss分析，纳米硒对羟基自由基的ic50为0.468mg/ml。
2.3超氧阴离子自由基清除实验
2.3.1溶液的配制
(1)ph8.2tris-hcl缓冲溶液：精密称取2-氨基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇(tris)1.2114g，用去离子水定容至100ml，得tris溶液(0.1mol/l)。取该tris溶液50ml于100ml容量瓶中，加入0.1mol/l盐酸溶液22.9ml，充分混匀后用去离子水定容至刻度，即得；
(2)3mmol/l的邻苯三酚溶液：精密称取0.0191g邻苯三酚，加入少量10mmol/l的hcl溶液溶解后，移至50ml棕色容量瓶中，并用10mmol/l的hcl定容至刻度，即得；
(3)纳米硒溶液，配制成浓度0.050、0.075、0.100、0.125和0.150mg/ml的溶液。
2.3.2清除率测定
取试管，加入tris-hcl缓冲溶液(ph8.2)4.50ml和不同浓度的样品溶液4.20ml，混匀。移置25℃水浴20min。水浴后再加入预热至25℃的3mmol/l的邻苯三酚溶液0.30ml，迅速充分摇匀。迅速倒入比色皿中，于325nm处以0.1mol/lhcl溶液为参比测其吸光度。每隔30s测一次，连续测5min。用去离子水代替样品，其余操作不变，作为对照。
2.3.3计算以波长为纵坐标、时间为横坐标作图，计算波长与时间的斜率，实验组为kb，对照组为k0。
将所得数值代入超氧自由基清除率的计算公式如(2-4)所示：
结果如图5所示，分析由图5可知：纳米硒对超氧阴离子的抑制率随浓度上升而上升，在0.100-0.125mg/ml时上升趋势大，后趋于平缓。运用spss软件分析得，纳米硒对超氧阴离子的ic50为0.101mg/ml。
2.4还原力实验
2.4.1溶液的配制
(1)ph6.6磷酸缓冲溶液：精密称取3.121g的磷酸二氢钠，用去离子水溶解后，转移到100ml容量瓶中，去离子水定容；精密称取7.164g的磷酸氢二钠，用去离子水溶解后，转移到100ml容量瓶中，去离子水定容；取62.5ml的磷酸二氢钠和37.5ml的磷酸氢二钠到100ml容量瓶中，调节ph值，即得；
(2)1％铁氰化钾溶液：精密称取1.00g的铁氰化钾，用去离子水溶解后，转移到100ml容量瓶中，去离子水定容，即得；
(3)10％三氯乙酸溶液的配制：精密称取10.00g的三氯乙酸，用去离子水溶解后，转移到100ml容量瓶中，去离子水定容，即得；
(4)0.1％的三氯化铁溶液：精密称取0.10g的三氯化铁，用去离子水溶解后，转移到100ml容量瓶中，去离子水定容，即得；
(5)纳米硒溶液，配制成浓度0.050、0.075、0.100、0.125和0.150mg/ml的溶液。
2.4.2还原力测定
取2.5ml的样品溶液、2.5ml的ph6.6磷酸缓冲溶液和2.5ml的1％铁氰化钾溶液于试管中，混匀。50℃水浴20min。急冷却。再加入2.5ml的10％三氯乙酸摇匀，在3000r/min的速度下离心10min。取5ml上清液加入4ml去离子水水和1ml0.1％三氯化铁，混匀，反应10min。在700nm波长下测吸光度。
还原力与吸光度值相关。吸光度越大，还原力越强，由此比较。
结果如图6所示，抗氧化剂(还原剂)是通过自身的还原作用，给出电子而清除自由基的，还原能力越强，抗氧化性越强。由图6可知：纳米硒在该浓度下还原力明显，两者都随浓度上升而增加，能够证明其具有较强的还原能力。
本发明实施例所述的纳米硒在抗氧化活性及制备天然抗氧化剂中的应用。在天然抗氧化剂中，纳米硒可直接做成天然抗氧化剂，或者和应用中可接受的辅料混合后做出天然抗氧化剂，然后按照常规方法进行包装。本发明中纳米硒的用量根据使用场景、使用方式或天然抗氧化剂的制剂不同可以进行适当的变化，但以保证该天然抗氧化剂在使用场景中达到有效的抗氧化浓度为前提。
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。
1.一种纳米硒的制备方法，其特征在于，将聚乙烯醇溶液与亚硒酸钠溶液混合，向混合液中滴加抗坏血酸溶液，超声反应即可得到纳米硒。
2.根据权利要求1所述的纳米硒的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为0.5％。
3.根据权利要求1所述的纳米硒的制备方法，其特征在于，所述亚硒酸钠溶液的浓度为0.1mol/l。
4.根据权利要求1所述的纳米硒的制备方法，其特征在于，所述抗坏血酸溶液的浓度为0.1mol/l。
5.根据权利要求1所述的纳米硒的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液、亚硒酸钠溶液和抗坏血酸溶液的质量比为1:1:3。
6.根据权利要求1所述的纳米硒的制备方法，其特征在于，所述混合和滴加过程在磁力搅拌条件下进行。
7.根据权利要求1所述的纳米硒的制备方法，其特征在于，所述反应在40℃恒温加热磁力搅拌条件下反应2h。
8.一种权利要求1-7任一项所述的纳米硒的制备方法制备得到的纳米硒。
9.一种权利要求8所述的纳米硒在抗氧化活性及制备天然抗氧化剂中的应用。
技术总结