EGCG 在SDS胶束体系中的性质

张 龙，高小刚，刘天晴＊

（1．扬州大学 化学化工学院，江苏 扬州225002；2．江苏畜牧兽医职业技术学院，江苏 泰州225300）

茶叶中含有一些应用价值较高的物质，如茶多酚、氨基酸、蛋白质和生物碱等［1－3］．表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）是茶多酚生物活性的主要成分之一，它具有很强的抗氧化性和清除自由基功能［4－7］，与金属离子、蛋白质和核酸等有较强的亲和力，故对预防和治疗动脉硬化、恶性肿瘤等均有较好的功效［8－10］．文献［11］已通过离子萃取技术从黄山绿茶中提取出高纯度的EGCG，并研究了EGCG在非离子表面活性剂Tween 80胶束体系中的性质．本文拟通过表面张力法和电导率法研究EGCG对十二烷基硫酸钠（SDS）临界胶束浓度的影响，并利用紫外－可见吸收光谱法和荧光光谱法探讨EGCG 在SDS胶束体系中的定位及其光谱性质．

1 实验部分

1．1 试剂

黄山绿茶（安徽石台天然茶叶有限公司）；SDS（PT 公司生产，上海试剂厂进口分装，另经无水乙醇重结晶提纯，且纯化物通过铂环法测定其表面张力在cc，m附近无最低点）；EGCG 标准样品（＞90%，陕西旭煌植物科技发展有限公司）；乙酸乙酯、无水乙醇、三氯化铝、氯化锌（AR，国药集团化学试剂有限公司）；盐酸（AR，上海振兴化工二厂有限公司）；碳酸氢钠（AR，上海虹光化工厂）；芘（＞99%，Sigma公司）；二次蒸馏水．

1．2 EGCG 提取纯化的最佳工艺［11］67

将盛有已粉碎的黄山绿茶的烧瓶置于70 ℃的水浴中，用φ＝70%的乙醇分别浸提3 次，每次20min；以NaHCO3溶液调节浸提液pH 值至5．5～6．5后加入AlCl3和ZnCl2的混合沉淀剂，过滤；沉淀经HCl溶液溶解后再用乙酸乙酯萃取6次，萃取液真空干燥后即可制得EGCG．

1．3 红外光谱测定

将EGCG 样品压片，应用Tensor27型傅里叶变换红外光谱仪（Bruker公司，德国）测定其红外光谱．

1．4 电导率测定

配制一系列SDS－EGCG－H2O 溶液，（25．0±0．1）℃下恒温1h后运用DDS－11A 型数字电导率仪（上海伟业仪器厂）测定其电导率．

1．5 表面张力测定

配制一系列SDS－EGCG－H2O 溶液，采用吊环法通过JYW－200A 型自动界面张力仪（承德试验机总厂）测定25 ℃下溶液的表面张力，每一试样重复测定3次，取其平均值作为测量值，测量误差为±0．1mN·m－1．25 ℃时测得纯水的表面张力为72．5mN·m－1．

1．6 微极性测定

以芘为荧光探针，用RF－5301型荧光光度计（Shimadzu公司，日本），于338nm 的激发波长和384nm 的发射波长下测定芘在SDS胶束体系中330～450nm 波长范围的荧光发射光谱，以第1峰（373nm 附近）与第3峰（384nm 附近）的荧光强度之比表示芘探针分子所处微环境的极性，从而确定EGCG 在SDS胶束体系中的定位方式［12］．芘的浓度为1．0×10－6mol·L－1．

1．7 紫外－可见吸收光谱测定

配制一系列SDS－EGCG－H2O 溶液，以二次蒸馏水为参比，用UV－2501型紫外－可见分光光度计（Shimadzu公司，日本）在200～500nm 的波长范围测定其吸收光谱．

1．8 荧光光谱测定

配制一系列SDS－EGCG－H2O 溶液，于325nm 的激发波长下测定其在200～700nm 波长范围的荧光发射光谱．

2 结果与讨论

2．1 EGCG 的提取与表征

通过正交试验法（考虑溶剂的选择、乙醇浓度、料液比、浸提时间、浸提温度等因素）获得从黄山绿茶中提取EGCG 产品的最佳浸提工艺，采用离子沉淀法（考虑离子沉淀剂种类、pH 调节剂、沉淀时间、沉淀剂用量等因素［13－14］）提取高纯度EGCG 产品．提取所得EGCG 与EGCG 标准样品的红外光谱图基本一致［11］68．

2．2 EGCG 对SDS胶束化性质的影响

图1为EGCG 含量对SDS第1临界胶束浓度（c1c，m）和第2临界胶束浓度（c2c，m）的影响．由图1可知：①当体系中未加入EGCG 时，SDS的c1c，m为8．1mmol·L－1，c2c，m为56．2mmol·L－1，均与文献［15－16］报道基本一致；随着EGCG 浓度的增加，SDS的cc，m均增加，表明EGCG 的存在不利于SDS胶束生成，其原因可能是EGCG 与SDS在水体系中均带负电荷，虽然EGCG 与SDS分子之间的氢键和疏水作用使得其进入胶束的栅栏层，但它们之间的静电排斥作用不利于胶束聚集，同时EGCG 分子特殊的空间结构也降低了胶束的稳定性，不利于胶束的形成．②当体系中c（EGCG）为0．2mmol·L－1时，EGCG 对SDS胶束化性质的影响相对较小，特别是对SDS的c2c，m几乎没有影响，这可能是由于EGCG 分子较大，电性作用和空间位阻两个因素共同作用导致EGCG 不能全部进入SDS胶束的栅栏层；当SDS浓度大于c2c，m时胶束呈棒状，结构较紧密，因此增加了EGCG 的进入难度．

图1 EGCG 含量对SDS的c1c，m（a）和c2c，m（b）的影响Fig．1 Effect of EGCG content on critical micelle concentration of SDS

2．3 EGCG 对SDS胶束体系微极性的影响

EGCG 在SDS胶束中的定位方式可由探针芘在SDS胶束中微环境极性（即I1／I3）的改变确定．当c（SDS）介于c1c，m与c2c，m之间时，胶束呈球状；当c（SDS）＞c2c，m时，胶束呈棒状．探针芘中具有大π键，在SDS球状胶束体系中，主要定位于胶束栅栏层中分子极性基团与碳氢链的连接处［17－20］．图2给出3种不同SDS浓度下体系微极性的变化关系．由图2可见，SDS胶束体系中加入EGCG 后体系的微环境极性I1／I3值减小，表明探针芘分子向SDS胶束栅栏层内侧移动，EGCG 取代芘而定位于胶束栅栏层外侧，但是由于EGCG 和SDS均为负电性且EGCG 分子结构较大，EGCG 较难进入胶束栅栏层深处．在SDS棒状胶束体系中，EGCG 的加入对I1／I3值的影响相对较小，表明EGCG 较难存在于棒状胶束的栅栏层，且一旦定位后将较难移动．

2．4 EGCG 在SDS胶束体系中的光谱性质

在SDS胶束体系中，随着EGCG 浓度的增加，EGCG 在紫外－可见吸收光谱中的特征吸收峰强度也增加，几乎与其在水溶液中一致（图3）．其原因是：①EGCG 定位于胶束栅栏层中，胶束对EGCG起富集作用，使其紫外光谱特征吸收峰增强；②定位于胶束栅栏层中的EGCG 受到胶束膜相的屏蔽作用，导致紫外光谱特征吸收峰减弱；因此，SDS胶束的存在对EGCG 在紫外－可见光谱中的特征吸收峰及其强度几乎没有影响，同时表明EGCG 在SDS胶束的细胞模拟体系中性质比较稳定．

图4显示c（EGCG）为0．05mmol·L－1时SDS浓度变化对EGCG 荧光强度的影响．由图4可见，随着SDS浓度的增加，EGCG 的荧光强度逐渐降低，即SDS对EGCG 的荧光产生猝灭作用，说明SDS和EGCG 分子间存在相互作用，可能产生非辐射能量转移过程．当c（SDS）＜c1c，m时，随着SDS浓度的增大，EGCG 荧光强度迅速降低；当c（SDS）＞9．0mmol·L－1时（球状胶束），EGCG 荧光强度的下降趋势变缓，原因是SDS胶束对EGCG 的富集效应导致其局部浓度增加，EGCG 所处微环境的刚性增强，一定程度上削弱了SDS对EGCG 的猝灭作用．

图2 EGCG 对SDS胶束体系微极性（I1／I3）的影响Fig．2 Effect of EGCG content on microenvironmental polarity（I1／I3）of pyrene in SDS micelle system

图3 EGCG 对其紫外－可见吸收光谱和吸光度的影响Fig．3 Effect of EGCG content on UV－vis absorption spectrum and intensity of EGCG

图4 SDS对EGCG 荧光光谱和荧光强度的影响Fig．4 Effect of SDS concentration on the fluorescence spectrum and fluorescence intensity of EGCG

图5 为SDS 胶束体系中EGCG 荧光强度随着EGCG 浓度的变化关系曲线．图5表明：①随着EGCG浓度的增大，其荧光强度先增强后减弱，这是因为SDS胶束对EGCG 的富集作用使得其局部浓度增加，由此引发的分子激发态之间的碰撞而导致自猝灭；同时，当EGCG 浓度较大时，大分子之间的缠绕作用导致能量部分损失，所以荧光强度随着EGCG 浓度的增大而降低．②当c（SDS）＞c2c，m，c（EGCG）＞0．2 mmol·L－1时，EGCG 的荧光强度几乎没有变化，这可能是由于棒状胶束结构较紧密、EGCG 分子较大，电性作用和空间位阻两个因素的共同作用导致EGCG 不能全部进入SDS胶束的栅栏层，这与EGCG 对非离子表面活性剂胶束行为的影响不同［11］71．

图5 SDS胶束体系中EGCG 荧光强度随EGCG 浓度的变化Fig．5 Variation of fluorescence intensity of EGCG with EGCG concentration in SDS micelle

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