專利名稱：一種多孔磁性明膠微球及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬功能高分子材料和有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多孔磁性明膠 微球及其制備方法。
背景技術(shù)：
明膠具有良好的生物相容性以及降解性，被廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)、化工等領(lǐng)域(Bmschi M L, Cardoso M L C, Lucchesi M B， International Journal of Pharmaceutics, 2003, 264: 45-55.)。在明膠 中包埋磁性顆粒制備的磁性明膠微球可用于藥物緩釋、酶的固定、血管栓塞和耙向給藥等 令頁域(Hu S H， Liu T Y, Liu D M, Journal of Controlled Release, 2007, 121:181—189. Hu S H, Liu T Y, Tsai C H, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2007,310: 2871—2873.)。由于明膠的熱穩(wěn)定性差 以及遇水易溶脹，通常采用甲醛或者戊二醛等交聯(lián)劑來固化磁性明膠微球。該法是利用醛 類與明膠分子中賴氨酸或羥基賴氨酸上的氨基進(jìn)行反應(yīng)，使微球表面形成較高密度的交聯(lián) 鍵而固化。然而，微球中殘留的交聯(lián)劑以及明膠與交聯(lián)劑的生成產(chǎn)物都有一定毒性，不利 于它在生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，這使得該交聯(lián)法受到了一定限制。
采用其它類型的交聯(lián)劑，比如正硅酸甲酯(TMOS)和正硅酸甲酯(TEOS)固化明膠
同樣可以提明膠凝膠的熱穩(wěn)定性以及能有效阻止明膠在水中的進(jìn)一步溶脹，這類交聯(lián)劑水
解而生成的二氧化硅無毒且具有良好的生物相容性(Liu S H, Zhang Z H, Han M Y, Advanced
Materials, 2005, 17: 1862-1866.)。另外有機(jī)硅類交聯(lián)劑水解生成的二氧化硅不僅能起到固化明
膠的作用，而且還能在明膠表面形成疏松多孔的二氧化硅殼層，充當(dāng)明膠的致孔劑(Venditti
F, Ceglie A, Palazzo G. Journal of Colloid and Interface Science, 2007, 310: 353—361.)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種熱穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性以及磁性顆粒抗氧化性好，制備過 程簡單、高效的多孔磁性明膠微球及其制備方法。
本發(fā)明提出的多孔磁性明膠微球，是以液體石蠟為油相，明膠的氨水溶液為水相，采 用復(fù)合乳化劑通過乳化方法先得到明膠包覆的磁性納米顆粒的磁性明膠微球，然后在高速 攪拌條件下向乳液中直接加入正硅酸乙酯(TEOS)。在氨水催化下，正硅酸乙酯水解縮合， 在磁性明膠微球的內(nèi)部以及外表面形成疏松多孔二氧化硅。該微球的尺寸為微米級(jí)。
其原料組份按重量計(jì)的配比如下氨水 100份，
磁性顆粒 10-20份，
明膠 10-30份，優(yōu)選15-25份，
液體石蠟 1000-2000份，優(yōu)選1200-1500份，
水溶型乳化劑 0-40份，優(yōu)選5-30份，
油溶型乳化劑 10-80份，優(yōu)選20-50份，
TEOS 50-100份，優(yōu)選60-80份，
本發(fā)明中，明膠可以是A型或B型。
本發(fā)明中，磁性顆粒可以是納米級(jí)Fe304、 Fe (CO) 5、 Fe、 Co， Ni， Fe-Co合 金、Co-Ni合金、Fe-Ni合金、NiZnFe204或MnZn Fe204等。
本發(fā)明中，水溶性乳化劑可以是吐溫(Tween)系列之一(如Tween-20、 Tween-40、 Tween-60、 Tween-80)，油溶性乳化劑可以為司班(Span)系列之一(如Span-20、 Span-40、 Span-60、 Span-80)。
本發(fā)明中，氨水濃度可以為10 28%。
上述二氧化硅包覆磁性明膠微球的制備方法如下
按上述組份份額比例將氨水溶液、磁性顆粒、水溶性乳化劑、明膠混合均勻，密封
浸泡2-5h。 55-65'C水浴加熱并攪拌使明膠完全溶解，形成A液，作為水相。
另在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入按上述份額比例溶解有油乳化劑的液體石蠟， 55-65'C水浴攪拌均勻，形成B液，作為油相。
攪拌下將A液滴加到B液中，滴加完畢，繼續(xù)攪拌。乳化8-12min后，將55-65'C水 浴換為冰水浴。12-16min后撤去冰水浴。室溫下向燒瓶中滴加正硅酸乙酯和無水乙醇的 混合溶液，反應(yīng)至少12h (如12-18h),停止攪拌。將沉淀物用磁鐵分離，然后依次用石 油醚、無水乙醇洗滌數(shù)次，真空干燥，即得到二氧化硅包覆的多孔磁性明膠微球。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是形成明膠包覆的磁性微球后，不經(jīng)過乳液分離微球過程，然后在高 速攪拌條件下向乳液中直接加入正硅酸乙酯。在氨水的催化下，正硅酸乙酯水解縮合，在 磁性明膠微球的內(nèi)部以及外表面形成疏松多孔的二氧化硅。微球包覆二氧化硅步驟可以在 乳液中一次完成。不僅操作簡單、效率高、微球尺寸均一，而且其尺寸大小、二氧化硅包 覆厚度可以通過反應(yīng)條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。微球的熱穩(wěn)定性能和機(jī)械穩(wěn)定性較高，磁性顆粒內(nèi)核 種類可選擇性大。該微球具有獨(dú)特的疏松多孔結(jié)構(gòu)，可作為藥物、酶的優(yōu)良載體，也可作 為血管栓塞材料、污水處理劑等，具有很好的應(yīng)用前景。
圖1是多孔磁性明膠微球的SEM圖。 圖2是多孔磁性明膠微球的紅外光譜。 圖3是多孔磁性明膠微球的熱分析譜圖。 圖4是不同磁性顆粒含量的多孔磁性明膠微球的磁滯回線。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。在不違反本發(fā)明的主旨下，本發(fā)明應(yīng)不限 于以下實(shí)驗(yàn)例具體明示的內(nèi)容。 實(shí)施例1
其原料組份按重量計(jì)的配比如下
氨水 100份
磁性顆粒 12份
明膠 20份
液體石蠟 1400份
水溶型乳化劑 12份
油溶型乳化劑 64份
TEOS 100份
按上述組份份額比例將氨水溶液、納米磁性顆粒、水溶性乳化劑、明膠混合均勻， 密封浸泡3h。 6(TC水浴加熱并攪拌使明膠完全溶解，形成A液，作為水相。
另在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入按上述份額比例溶解有乳化劑的液體石蠟，60°C 水浴攪拌均勻，形成B液，作為油相。
快速機(jī)械攪拌下將A液緩慢滴加到B液中，滴加完畢，繼續(xù)攪拌。乳化10min后， 將6(TC水浴迅速換為冰水浴。15min后撤去冰水浴。室溫下向燒瓶中緩慢滴加正硅酸乙 酯和無水乙醇混合溶液。反應(yīng)18h，停止攪拌。將沉淀物用磁鐵分離，然后依次用石油醚、 無水乙醇洗滌數(shù)次，真空干燥即可得到二氧化硅包覆的磁性明膠微球。該微球熱穩(wěn)定性 和機(jī)械穩(wěn)定性都比較好，可以用作藥物或酶的載體等。 實(shí)施例2
其原料組份按重量計(jì)的配比如下 氨水 100份
磁性顆粒 15份
明膠 15份液體石蠟 1400份
水溶型乳化劑 0份
油溶型乳化劑 64份
TEOS 100份
按上述組份份額比例將氨水溶液、納米磁性顆粒、明膠混合均勻，密封浸泡4h。 65 'C水浴加熱并攪拌使明膠完全溶解，形成A液，作為水相。
另在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入按上述份額比例溶解有油乳化劑的液體石蠟，65 'C水浴攪拌均勻，形成B液，作為油相。
快速機(jī)械攪拌下將A液緩慢滴加到B液中，滴加完畢，將攪拌速度迅速提高。乳化 8min后，將65t:水浴迅速換為冰水浴。12min后撤去冰水浴。室溫下向燒瓶中緩慢滴加 正硅酸乙酯和無水乙醇混合溶液。反應(yīng)16h，停止攪拌。將沉淀物用磁鐵分離，然后依次 用石油醚、無水乙醇洗滌數(shù)次，真空干燥即可得到二氧化硅包覆的磁性明膠微球。經(jīng)檢 測，該微球的各種性能完全符合要求，可以用作藥物或酶的載體等。
實(shí)施例3
其原料組份按重lt計(jì)的配比如下
氨水100份
磁性顆粒20份
明膠25份
液體石蠟1600份
水溶型乳化劑10份
油溶型乳化劑74份
TEOS60份
按上述組份份額比例將氨水溶液、納米磁性顆粒、水溶性乳化劑、明膠混合均勻，
密封浸泡3h。 6(TC水浴加熱并攪拌使明膠完全溶解，形成A液，作為水相。
另在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入按上述份額比例溶解有油乳化劑的液體石蠟，60 'C水浴攪拌均勻，形成B液，作為油相。
快速機(jī)械攪拌下將A液緩慢滴加到B液中，滴加完畢，將攪拌速度迅速提高。乳化 10min后，將6(TC水浴迅速換為冰水浴。15min后撤去冰水浴。室溫下向燒瓶中緩慢滴加 正硅酸乙酯和無水乙醇混合溶液。反應(yīng)至少12h，停止攪拌。將沉淀物用磁鐵分離，然后 依次用石油醚、無水乙醇洗滌數(shù)次，真空干燥即可得到與實(shí)施例1和2同樣優(yōu)良性能的 二氧化硅包覆的磁性明膠微球。上述實(shí)施例中，各組份原料和用量以及制備過程的參數(shù)，僅是為了描述本發(fā)明而選取 的代表。實(shí)際上大量的實(shí)驗(yàn)表明，在發(fā)明內(nèi)容部分所限定的范圍內(nèi)，均能獲得與上述實(shí)施 例相類似性能的明膠復(fù)合微球。
權(quán)利要求
1、一種多孔磁性明膠微球，其特征在于該微球先通過乳化方法得到明膠包覆的磁性納米顆粒的磁性明膠微球，再在氨水的催化作用下，正硅酸乙酯水解縮合，在磁性明膠微球的內(nèi)部以及外表面形成疏松多孔的二氧化硅而獲得，微球的尺寸為微米級(jí)；其原料組份按重量計(jì)的配比如下氨水100份，磁性顆粒10-30份，明膠5-50份，液體石蠟1000-2000份，水溶型乳化劑0-40份，油溶型乳化劑10-80份，正硅酸乙酯 50-100份。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔磁性明膠微球，其特征在于所說明膠是A型或B型明膠。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔磁性明膠微球，其特征在于所說的磁性顆粒的材料為 納米級(jí)Fes04、 Fe (CO)5、 Fe、 Co、 Ni、 Fe-Co合金、Co-Ni合金、Fe-Ni合金、 NiZnFe204或MnZn Fe204。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔磁性明膠微球，其特征在于所說的水溶型乳化劑是口J: 溫系列之一種，所說的油溶狀乳化劑為與司班系列之一種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的多孔磁性明膠微球的制備方法，其特征在于具體步驟為 按份額比例將氨水溶液、納米磁性顆粒、水溶型乳化劑、明膠混合均勻，密封浸泡2-5h， 55-65'C水浴加熱并攪拌使明膠完全溶解，形成A液，作為水相；另在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入按份額比例溶解有油溶型乳化劑的液體石蠟， 55-65'C水浴攪拌均勻，形成B液，作為油相；攪拌下將A液滴加到B液中，滴加完畢，繼續(xù)攪拌，乳化8-12min后，將55-65'C水 浴迅速換為冰水浴，12-16min后撤去冰水浴；室溫下向燒瓶中滴加正硅酸乙酯的無水乙 醇溶液，反應(yīng)至少12h，停止攪拌；將沉淀物用磁鐵分離，然后依次用石油醚、無水乙醇 洗滌數(shù)次，真空干燥，即可得到二氧化硅包覆的多孔磁性明膠微球。
全文摘要
本發(fā)明屬功能高分子材料和有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種多孔磁性明膠微球及其制備方法。該多孔磁性明膠微球是先通過乳化法得到明膠包覆的磁性納米顆粒的磁性明膠微球，再在氨水的催化下，正硅酸乙酯水解縮合，在磁性明膠微球的內(nèi)部以及外表面形成疏松多孔的二氧化硅而獲得。該微球的尺寸為微米級(jí)。本發(fā)明方法操作簡單、效率高，制得的微球尺寸均一，而且其尺寸大小、二氧化硅包覆厚度可以通過反應(yīng)條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。微球的熱穩(wěn)定性能和機(jī)械穩(wěn)定性較高，磁性顆粒內(nèi)核種類可選擇性大。該微球具有獨(dú)特的疏松多孔結(jié)構(gòu)，可作為藥物、酶的優(yōu)良載體，也可作為血管栓塞材料、污水處理劑等，具有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08L89/00GK101280062SQ20081003745
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月15日
發(fā)明者萬德成, 雄 張, 楊正龍, 浦鴻汀, 袁俊杰 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)