CN102893985A - 一种通过复合凝聚法制备阿维菌素微胶囊的方法 - Google Patents

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本发明涉及一种复合凝聚法制备阿维菌素微胶囊的方法，属于微胶囊制备技术领域。本发明目的在于提供一种新型阿维菌素微胶囊的制备方法，本方法以海藻酸钠取代阿拉伯胶与明胶组合作为壁材，通过水浴溶解、高速剪切分散、调酸、冷却、调减、固化、干燥制备新型阿维菌素微胶囊，本方法具有成本低、污染小、成膜性好等优点，微囊化产品包埋率≥85%，载药量≥75%，持效期可提高3～8倍，室温下储藏三个月保留率达70%以上；在改善了阿维菌素光稳定性的同时，有效控制其缓释效果，达到减少施药频率及用量、降低成本和增加防效的目的。

Description

一种通过复合凝聚法制备阿维菌素微胶囊的方法
技术领域
本发明涉及一种复合凝聚法制备农药阿维菌素微胶囊的方法，属于微胶囊制备技术领域。
背景技术
阿维菌素是目前最具发展潜力的生物农药之一。在实际应用中，阿维菌素的主要剂型为乳油剂，其稳定性差，而且由于阿维菌素的光解性强，残效期短，导致其乳油剂释药时间和持效期短，严重影响了杀虫效果，并且对环境污染严重。因此，如何延长阿维菌素的释药时间和药效持续时间成为阿维菌素应用研究的关键问题。
将阿维菌素微胶囊化可有效解决上述问题。据报道制备阿维菌素微胶囊的主要方法为界面聚合法、原位聚合法、复合凝聚法。从微囊化壁材的角度来看，界面或原位聚合法所使用的壁材多是合成或半合成高分子材料，存在生物降解性能差，污染环境等不足。而复合凝聚法所使用的壁材可选用天然高分子材料，其成膜性好、包埋率高，制备的微胶囊产品具有良好的耐高温、高湿和控制释放等特性，而且复合凝聚方法本身具有工艺简单、设备要求低、条件温和等优点。
目前，复合凝聚法多采用明胶和阿拉伯胶为壁材，对其他复合壁材研究不多，而阿拉伯胶大量依赖进口，价格较高。结合明胶的化学特性，在不同pH值溶液中可成为正离子、负离子或两性离子，可以通过调整溶液pH，与带负电荷的高分子材料海藻酸钠，实现两壁材聚合形成聚电解质膜，从而形成微胶囊。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的是提供一种通过复合凝聚法，以海藻酸钠替代价格昂贵的阿拉伯胶与明胶组合作为复合壁材，制备阿维菌素微胶囊。该方法安全简单、成本低廉、产率较高，提高了阿维菌素的稳定性，控制其缓慢释放，扩大了其应用范围。
本发明的技术方案为：
一种通过复合凝聚法制备阿维菌素微胶囊的方法，以阿维菌素为芯材，以明胶和海藻酸钠为壁材。
具体步骤如下：
（1）在明胶与海藻酸钠质量比例为7:1~10:1条件下，称取两壁材粉末，在60℃热水中搅拌使其溶解，制成壁材浓度为0.8~1.2%的壁材溶液；
（2）阿维菌素溶液的制备：将在常温状态呈粉状或颗粒状的阿维菌素溶于溶剂中，所述的溶剂为二甲苯与乙酸乙酯质量比为1:2~2:1的复配溶剂，溶解1g阿维菌素需要2.0~3.0g该溶剂；
（3）按照阿维菌素溶液与壁材质量比为1:1~3:1的比例，精确称取阿维菌素溶液，加入到的壁材溶液中，在10000~15000r/min转速下高速分散均质2~5min，得到均一的乳状液；
（4）在温度为40~50℃，转速为400~600r/min的搅拌条件下，加10%的醋酸调节pH至4.4~4.8，反应5~10min；
（5）冰浴冷却，在15℃之下，冷却时间为20~40min，调pH至9.0~10.0，加入戊二醛0.1g/g明胶，在室温下固化2~5h；
（6）过滤洗涤，得到湿囊微胶囊产品，再经干燥得到粉末状微胶囊产品。
所述步骤（1）中的明胶等电点为4.7~5.0。
所述步骤（6）中微胶囊的干燥为喷雾干燥，干燥参数为：进风口温度为180℃、出风口温度为80℃、常温下进料、流速为1~2L/h。
一种复合凝聚阿维菌素微胶囊，以阿维菌素为芯材，以明胶和海藻酸钠为壁材，阿维菌素与壁材的质量比为1:1~1:4，明胶与海藻酸钠的质量比为7:1~10:1。
所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊化产品为乳白色，具有较好的色泽。
所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊化产品包埋率达85%以上，载药量达75%以上。
所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊化产品粒径范围为5~120μm的达90%以上。
所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊化产品改善了阿维菌素见光易分解的特性，具有缓释性，其持效期可提高3~8倍，室温下储藏三个月保留率达75%以上。
所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊化产品水分含量为2~3%。
本发明与现有的传统明胶/阿拉伯胶复合凝聚法制备阿维菌素微胶囊具有下列优点和效果：
(1)降低了壁材成本。以海藻酸钠取代阿拉伯胶，不仅降低了成本，而且拓宽工业海藻酸盐的应用途径，增大其附加价值，有利于刺激制浆废水的回收利用，减少环境污染，节约资源。
(2)制备得到的微胶囊外观形态较好，粒径均一且分布范围较窄，其粒径范围为5~120μm的达90%以上。同时微胶囊包埋率高达85%以上，远大于目前采用明胶/阿拉伯胶制备的阿维菌素微胶囊。
附图说明
图1为阿维菌素微胶囊制备工艺流程；
图2为阿维菌素微胶囊电镜照片；
图3为阿维菌素储藏期实验结果。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
一种通过复合凝聚法制备阿维菌素微胶囊的方法，以阿维菌素为芯材，以明胶和海藻酸钠为壁材。
具体步骤如下：
（1）在明胶与海藻酸钠质量比例为7:1~10:1条件下，称取两壁材粉末，在60℃热水中搅拌使其溶解，制成壁材浓度为0.8~1.2%的壁材溶液；
（2）阿维菌素溶液的制备：将在常温状态呈粉状或颗粒状的阿维菌素溶于溶剂中，所述的溶剂为二甲苯与乙酸乙酯质量比为1:2~2:1的复配溶剂，溶解1g阿维菌素需要2.0~3.0g该溶剂；
（3）按照阿维菌素溶液与壁材质量比为1:1~3:1的比例，精确称取阿维菌素溶液，加入到的壁材溶液中，在10000~15000r/min转速下高速分散均质2~5min，得到均一的乳状液；
（4）在温度为40~50℃，转速为400~600r/min的搅拌条件下，加10%的醋酸调节pH至4.4~4.8，反应5~10min；
（5）冰浴冷却，在15℃之下，冷却时间为20~40min，调pH至9.0~10.0，加入戊二醛0.1g/g明胶，在室温下固化2~5h；
（6）过滤洗涤，得到湿囊微胶囊产品，再经干燥得到粉末状微胶囊产品。
所述步骤（1）中的明胶等电点为4.7~5.0。
所述步骤（6）中微胶囊的干燥为喷雾干燥，干燥参数为：进风口温度为180℃、出风口温度为80℃、常温下进料、流速为1~2L/h。
一种复合凝聚阿维菌素微胶囊，以阿维菌素为芯材，以明胶和海藻酸钠为壁材，阿维菌素与壁材的质量比为1:1~1:4，明胶与海藻酸钠的质量比为7:1~10:1。
所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊化产品为乳白色，具有较好的色泽。
所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊化产品包埋率达85%以上，载药量达75%以上。
所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊化产品粒径范围为5~120μm的达90%以上。
所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊化产品改善了阿维菌素见光易分解的特性，具有缓释性，其持效期可提高3~8倍，室温下储藏三个月保留率达75%以上。
所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊化产品水分含量为2~3%。
实施例1
阿维菌素溶液的制备：将在常温状态呈粉状或颗粒状的阿维菌素溶于溶剂中，所述的溶剂为二甲苯与乙酸乙酯质量比为1:2~2:1的复配溶剂，溶解1g阿维菌素需要2.0~3.0g该溶剂。
称取4.8g明胶和0.6g海藻酸钠粉末，加600g去离子水，于60℃水浴中搅拌溶解。称取5.4g阿维菌素溶液，边高速分散边滴加，转速为15000r/min，分散2min。混合液置于45℃恒温、转速400r/min的条件下，滴加10%醋酸调节pH至4.6，复合凝聚反应8min。缓慢降温至15℃以下，条件pH至9.0，加入戊二醛固化剂，用量为明胶质量的1/4。在室温下固化3h。
该条件下制备的微胶囊成囊效果好、粒径均一，能够很好地将阿维菌素油滴包埋于囊膜中。使用甲醇溶剂提取法，采用紫外分光光度法测得微囊化产率为81.56%，效率为78.16%。微胶囊平均粒径为40.23μm，水分含量2.84%。
实施例2
称取4.8g明胶和0.6g海藻酸钠粉末，加600g去离子水，于60℃水浴中搅拌溶解。称取5.4g阿维菌素溶液，边高速分散边滴加，转速为15000r/min，分散2min。混合液置于45℃恒温、转速400r/min的条件下，滴加10%醋酸调节pH至4.4，复合凝聚反应8min。缓慢降温至15℃以下，条件pH至9.0，加入戊二醛固化剂，用量为明胶质量的1/4。在室温下固化3h。
使用甲醇溶剂提取法，采用紫外分光光度法测得微囊化产率为76.23%，效率为72.43%。明胶/海藻酸钠偏离最佳pH条件时微囊化产率下降。微胶囊平均粒径为56.64μm。
实施例3
称取4.8g明胶和0.6g海藻酸钠粉末，加600g去离子水，于60℃水浴中搅拌溶解。称取10.8g阿维菌素溶液，边高速分散边滴加，转速为15000r/min，分散2min。混合液置于45℃恒温、转速400r/min的条件下，滴加10%醋酸调节pH至4.6，复合凝聚反应8min。缓慢降温至15℃以下，条件pH至9.0，加入戊二醛固化剂，用量为明胶质量的1/4。在室温下固化3h。
与实施例1相比，增加了芯材与壁材的质量比例，使用甲醇溶剂提取法，采用紫外分光光度法测得微囊化产率提高到84.12%，效率为82.46%。微胶囊平均粒径为45.78μm。
表1不同条件下阿维菌素微胶囊粒径和包封率
Figure BDA00002260630300051

Claims (10)

1.一种通过复合凝聚法制备阿维菌素微胶囊的方法，其特征在于以阿维菌素为芯材，以明胶和海藻酸钠为壁材。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）在明胶与海藻酸钠质量比例为7:1~10:1条件下，称取两壁材粉末，在60℃热水中搅拌使其溶解，制成壁材浓度为0.8~1.2%的壁材溶液；
（2）阿维菌素溶液的制备：将在常温状态呈粉状或颗粒状的阿维菌素溶于溶剂中，所述的溶剂为二甲苯与乙酸乙酯质量比为1:2~2:1的复配溶剂，溶解1g阿维菌素需要2.0~3.0g该溶剂；
（3）按照阿维菌素溶液与壁材质量比为1:1~3:1的比例，精确称取阿维菌素溶液，加入到的壁材溶液中，在10000~15000r/min转速下高速分散均质2~5min，得到均一的乳状液；
（4）在温度为40~50℃，转速为400~600r/min的搅拌条件下，加10%的醋酸调节pH至4.4~4.8，反应5~10min；
（5）冰浴冷却，在15℃之下，冷却时间为20~40min，调pH至9.0~10.0，加入戊二醛0.1g/g明胶，在室温下固化2~5h；
（6）过滤洗涤，得到湿囊微胶囊产品，再经干燥得到粉末状微胶囊产品。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤（1）中的明胶等电点为4.7~5.0。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤（6）中微胶囊的干燥为喷雾干燥，干燥参数为：进风口温度为180℃、出风口温度为80℃、常温下进料、流速为1~2L/h。
5.一种复合凝聚阿维菌素微胶囊，其特征在于，以阿维菌素为芯材，以明胶和海藻酸钠为壁材，阿维菌素与壁材的质量比为1:1~1:4，明胶与海藻酸钠的质量比为7:1~10:1。
6.根据权利要求5所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊，其特征在于，所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊化产品为乳白色。
7.根据权利要求5所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊，其特征在于，所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊化产品包埋率达85%以上，载药量达75%以上。
8.根据权利要求5所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊，其特征在于，所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊化产品粒径范围为5~120μm的达90%以上。
9.根据权利要求5所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊，其特征在于，所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊化产品改善了阿维菌素见光易分解的特性，具有缓释性，其持效期可提高3~8倍，室温下储藏三个月保留率达75%以上。
10.根据权利要求5所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊，其特征在于，所述的复合凝聚阿维菌素微胶囊化产品水分含量为2~3%。
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