專利名稱：一種利用表面可控沉積和交聯(lián)制備微膠囊的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備中空微膠囊的方法。尤其是利用表面可控沉積和交聯(lián) 制備微膠囊的方法。
背景技術(shù)：
微膠囊是通過成膜物質(zhì)將囊內(nèi)空間與囊外空間隔離開以形成特定幾何結(jié)構(gòu) 的物質(zhì)。微膠囊的形狀以球形結(jié)構(gòu)為主，也可為卵圓形、正方形或長(zhǎng)方形、多 角形及各種不規(guī)則形狀。傳統(tǒng)微膠囊尺寸大小通常在微米至毫米級(jí)，壁厚在亞 微米至幾百微米。微膠囊在食品、藥物、化妝品、生物工程和組織工程中都有 十分重要的應(yīng)用。微膠囊的制備方法有很多。根據(jù)囊壁形成的原理，微膠囊的 傳統(tǒng)制備技術(shù)大體可分為三類利用反應(yīng)生成囊壁的化學(xué)方法、利用相分離形 成囊壁的物理化學(xué)方法和利用機(jī)械或其它物理作用形成囊壁的物理方法。囊壁 通常由天然或合成的高分子材料組成，也可是無(wú)機(jī)化合物。
近年來(lái)，又發(fā)展了許多新的微膠囊的制備方法，如模板組裝、模板聚合、 表面接枝聚合、分散聚合等。其中，以膠體微粒為模板，利用層層自組裝技術(shù) 在模板微粒上組裝聚合物超薄膜，去除模板后制備的微膠囊具有結(jié)構(gòu)和性能可 控、易賦予各種獨(dú)特功能等特點(diǎn)。層層自組裝的驅(qū)動(dòng)力主要有靜電力、氫鍵、 疏水力等。其中，通過靜電相互作用形成的微膠囊，其制備過程可在水中進(jìn)行， 能夠避免對(duì)環(huán)境的污染。所得微膠囊的尺寸由模板預(yù)先控制，而其壁厚可控制 在納米尺度內(nèi)。微膠囊的滲透性以及包埋物質(zhì)的釋放性能可以通過環(huán)境條件如 溫度、離子種類和離子強(qiáng)度、pH值、溶液性質(zhì)、光、電、聲等進(jìn)行控制。因此 在藥物控制釋放、酶的包埋與催化反應(yīng)、組織工程等領(lǐng)域顯示了十分重要的應(yīng) 用前景。但是，該制備方法存在步驟多、耗時(shí)長(zhǎng)、浪費(fèi)原料的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn) 限制了其推廣和應(yīng)用，尤其是難以適應(yīng)大規(guī)?？焖僦苽涞囊蟆?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)便快速的利用表面可控沉積和化學(xué)交聯(lián)來(lái)制備
微膠囊的方法。
本發(fā)明的利用表面可控沉積和交聯(lián)制備微膠囊的方法，包括以下步驟
1 )將NH4HC03和MnS04分別配成0.16M和0.016M的水溶液，向MnS04 水溶液中加入無(wú)水乙醇，無(wú)水乙醇的用量為MnSO4水溶液體積的10Q/^，攪拌使 其混合均勻；在磁力攪拌下迅速向其中加入NH4HC03水溶液，NH4HC03水溶
液與MnS04水溶液的體積比為1: 1，持續(xù)攪拌，然后靜置反應(yīng)，收集所得微粒， 洗滌，得到MnC03微粒；
2) 將濃度為1 2mg/mL的聚電解質(zhì)水溶液與步驟1)所得的MnC03微粒 混和，在振蕩下向其中逐步滴加可與水互溶的該聚電解質(zhì)的不良溶劑，滴加體 積為聚電解質(zhì)水溶液體積的1 2.5倍；然后用該不良溶劑反復(fù)洗滌去除未吸附 的聚電解質(zhì)，得到表面沉積有聚電解質(zhì)的MnC03膠體微粒；
3) 將步驟2)所得表面吸附有聚電解質(zhì)的MnCCM敖粒分散到不溶解該聚電 解質(zhì)的交聯(lián)劑溶液中，振蕩下反應(yīng)1 6小時(shí)，洗滌；
4) 將步驟3)所得的微粒分散到0.1M的鹽酸溶液中，去除MnC03微粒， 得到中空微膠囊。
本發(fā)明中，所說(shuō)的聚電解質(zhì)是聚烯丙基銨鹽酸鹽(PAH)、聚賴氨酸(PLL) 或牛血清白蛋白(BSA)，所說(shuō)的聚電解質(zhì)的不良溶劑是乙醇或二甲基亞砜 (DMSO)，所說(shuō)的不溶解聚電解質(zhì)的交聯(lián)劑溶液是戊二醛的乙醇或二甲基亞砜 溶液，或是3，3，-二硫雙丙酸—雙(氮一羥基琥珀酰亞胺酯)(DSP)的乙醇或二 甲基亞砜溶液。
本發(fā)明的原理是在膠體微粒與聚電解質(zhì)溶液混合中，逐漸滴加該聚電解 質(zhì)的不良溶劑，聚電解質(zhì)則會(huì)逐漸沉淀出來(lái)，形成微小的納米微粒并沉積到膠 體微粒表面形成均勻的薄膜。通過化學(xué)交聯(lián)使薄膜的結(jié)構(gòu)得以穩(wěn)定，在去除膠 體微粒后也不會(huì)再溶解，從而得到在水中能夠穩(wěn)定存在的中空微膠囊。通過調(diào) 節(jié)步驟2)加入的不良溶劑的量，可以控制所得微膠囊的囊壁厚度。
本發(fā)明的有益效果在于
本發(fā)明工藝過程簡(jiǎn)單，制備速度快，可控性好，材料來(lái)源廣泛，適于微膠 囊的快速大量制備；得到的微膠囊由于經(jīng)過了化學(xué)交聯(lián)，具有對(duì)有機(jī)溶劑、酸、 堿、鹽和溫度變化等穩(wěn)定的特點(diǎn)。
圖1是MnC03微粒的掃描電鏡照片。
圖2是BSA微膠囊干燥后的掃描電鏡照片。
圖3是BSA微膠囊干燥后的原子力顯微鏡照片。
圖4是BSA微膠囊的激光共聚焦顯微鏡照片。微膠囊分散在水中，并加 入少量羅丹明進(jìn)行標(biāo)記。
圖5是表面沉積有異硫氰酸熒光素標(biāo)記牛血清白蛋白(FITC-BSA)并交 聯(lián)后的MnC03微粒的激光共聚焦顯微鏡照片。
圖6是FITC-BSA微膠囊的激光共聚焦顯微鏡照片。
圖7是DSP交聯(lián)的BSA微膠囊干燥后的原子力顯微鏡照片。
圖8a)是滴加乙醇與BSA溶液體積1:1時(shí)得到的微膠囊的掃描電鏡照片，
b)是滴加乙醇與BSA溶液體積2.5:1時(shí)得到的微膠囊的掃描電鏡照片。
圖9 a)是交聯(lián)時(shí)間為1小時(shí)的BSA微膠囊的掃描電鏡照片，b)是交聯(lián)時(shí)
間為6小時(shí)的BSA微膠囊的掃描電鏡照片。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但這些實(shí)例并不用來(lái)限制本發(fā)明。 實(shí)施例1
1)將NH4HC03和MnS04分別配成0.16M和0.016M的水溶液；取200ml MnS04 溶液，加入20ml無(wú)水乙醇，用磁力攪拌使其混合均勻；在磁力攪拌下迅速向其 中加入200ml NH4HC03溶液，持續(xù)攪拌15s，然后讓其靜置反應(yīng)，直至生成的 所有微粒完全沉淀；將所得微粒離心收集，水洗3次，得到直徑約為7.5微米的 MnCCM敫粒，其掃描電鏡照片見圖l;
2)取步驟1)所得MnC03微粒的水分散液2ml (5X10 個(gè)/ml)，置于15mL 的離心管中，用水離心洗滌3次；然后加入2ml濃度為lmg/ml的BSA溶液， 超聲10s使分散均勻，然后將離心管置于振蕩器上，以12微升/秒的速度緩慢滴 加乙醇，共滴加4ml乙醇；然后將微粒用乙醇離心洗滌3次，去除未在微粒表 面吸附的BSA，得到表面沉積有BSA的MnC03膠體微粒； 3 )將步驟2 )所得的表面沉淀有BSA的微粒分散到4ml濃度為1 %的戊二醛(GA) 乙醇溶液中，在緩慢振蕩下反應(yīng)3小時(shí)，然后用水離心洗滌5次； 4)將步驟3)所得的微粒分散到大量的0.1M的鹽酸溶液中，反應(yīng)30分鐘，去 除MnC03微粒，然后用大量水洗滌直至中性；干燥后的BSA微膠囊的掃描電 鏡照片見圖2，原子力顯微鏡照片見圖3;水中分散的微膠囊的激光共聚焦顯微 鏡照片見圖4。 實(shí)施例2
步驟同實(shí)例1，但在步驟2)中使用FITC-BSA (異硫氰酸熒光素標(biāo)記的牛血 清白蛋白)代替普通的BSA。表面吸附有FITC-BSA的MnC03微粒的激光共聚 焦顯微鏡照片見圖5;去核后得到的中空微膠囊的激光共聚焦顯微鏡照片見圖6。 實(shí)施例3
步驟同實(shí)例1,但在步驟2)中使用2mg/ml的PAH的水溶液代替BSA溶液。
實(shí)施例4
歩驟同實(shí)例1 ，但在步驟2)中使用2mg/ml的PLL的水溶液代替BSA溶液。 實(shí)施例5
步驟同實(shí)例l，但在步驟2)中使用2mg/ml的BSA的水溶液，滴加的乙醇 量為3ml;在步驟3)中用使用0.75mg/ml的DSP的DMSO溶液交聯(lián)反應(yīng)3小
時(shí)；干燥后的微膠囊的原子力顯微鏡照片見圖7。 實(shí)施例6
步驟同實(shí)例l，但在步驟2)中滴加的乙醇量為2ml;干燥后的微膠囊的掃 描電鏡照片見圖8a。 實(shí)施例7
步驟同實(shí)例l，但在步驟2)中滴加的乙醇量為5ml;干燥后的微膠囊的掃 描電鏡照片見圖8b。 實(shí)施例8
步驟同實(shí)例l，但在步驟3)中交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間為l小時(shí)；干燥后的微膠囊的 掃描電鏡照片見圖9a。 實(shí)施例9
步驟同實(shí)例l，但在步驟3)中交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間為6小時(shí)；干燥后的微膠囊的
掃描電鏡照片見圖9b。
權(quán)利要求
1.一種利用表面可控沉積和交聯(lián)制備微膠囊的方法，包括以下步驟1)將NH4HCO3和MnSO4分別配成0.16M和0.016M的水溶液，向MnSO4水溶液中加入無(wú)水乙醇，無(wú)水乙醇的用量為MnSO4水溶液體積的10％，攪拌使其混合均勻；在磁力攪拌下迅速向其中加入NH4HCO3水溶液，NH4HCO3水溶液與MnSO4水溶液的體積比為1∶1，持續(xù)攪拌，然后靜置反應(yīng)，收集所得微粒，洗滌，得到MnCO3微粒；2)將濃度為1～2mg/mL的聚電解質(zhì)水溶液與步驟1)所得的MnCO3微粒混和，在振蕩下向其中逐步滴加可與水互溶的該聚電解質(zhì)的不良溶劑，滴加體積為聚電解質(zhì)水溶液體積的1～2.5倍；然后用該不良溶劑反復(fù)洗滌去除未吸附的聚電解質(zhì)，得到表面沉積有聚電解質(zhì)的MnCO3膠體微粒；3)將步驟2)所得表面吸附有聚電解質(zhì)的MnCO3微粒分散到不溶解該聚電解質(zhì)的交聯(lián)劑溶液中，振蕩下反應(yīng)1～6小時(shí)，洗滌；4)將步驟3)所得的微粒分散到0.1M的鹽酸溶液中，去除MnCO3微粒，得到中空微膠囊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用表面可控沉積和交聯(lián)制備微膠囊的方法， 所說(shuō)的聚電解質(zhì)是聚烯丙基銨鹽酸鹽、聚賴氨酸或牛血清白蛋白。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用表面可控沉積和交聯(lián)制備微膠囊的方法， 所說(shuō)的聚電解質(zhì)的不良溶劑是乙醇或二甲基亞砜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用表面可控沉積和交聯(lián)制備微膠囊的方法， 所說(shuō)的不溶解聚電解質(zhì)的交聯(lián)劑溶液是戊二醛的乙醇或二甲基亞砜溶液，或是 3，3，-二硫雙丙酸一雙(氮一羥基琥珀酰亞胺酯)的乙醇或二甲基亞砜溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用表面可控沉積和交聯(lián)制備微膠囊的方法。將碳酸錳膠體微粒分散在聚電解質(zhì)的水溶液中；逐漸滴加該聚電解質(zhì)的不良溶劑，使聚電解質(zhì)從溶液中逐漸沉淀出來(lái)并沉積到膠體微粒的表面；并將表面沉積有聚電解質(zhì)的微粒用其不良溶劑洗滌；將洗滌后的微粒分散在不溶解該聚電解質(zhì)的交聯(lián)劑溶液中，反應(yīng)一段時(shí)間后，用水多次離心洗滌；最后通過鹽酸分解碳酸錳微粒，得到中空微膠囊。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)便快捷，材料來(lái)源廣泛，生產(chǎn)效率高，得到的微膠囊由于經(jīng)過了化學(xué)交聯(lián)，具有對(duì)有機(jī)溶劑、酸、堿、鹽和溫度變化等穩(wěn)定的特點(diǎn)，有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B01J13/14GK101172223SQ20071007074
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者仝維鋆, 一 朱, 高長(zhǎng)有 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)