CN103265710B - 一种微纳米球的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微纳米球的制备方法，包括：（1）将二醋酸纤维素CA溶于二氯甲烷和丙酮的混合溶剂中，搅拌后得到CA溶液，其中二氯甲烷与丙酮的体积比为4:1-6:1；将聚乙烯醇PVA溶于去离子水中，得到PVA水溶液；（2）在搅拌下，将上述CA溶液逐滴加入到PVA水溶液中，滴加完毕后继续搅拌至二氯甲烷和丙酮充分挥发，形成微纳米球，均匀分散于混合溶液中。本发明简化了生产步骤，节约了生产成本，对环境无污染，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于微纳米材料的制备领域，特别涉及一种微纳米球的制备方法。
背景技术
纳米材料，特别是纳米粒子，是20世纪80年代发展起来的一种全新结构的材料，由于其显著的表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，其表现出奇异的电学、磁学、热学、力学、光学和化学特性，在化工、微电子、环境、能源、军事、医药和生物等领域展示了广泛的应用前景。1976年，Birrenbach等首次提出纳米粒的概念和制备方法。纳米粒子的制备技术是纳米材料应用的基础，制备工艺和过程控制对纳米粒子的结构和性能具有重要的影响。
二醋酯，即二醋酸纤维素，又Cellulose Acetate，简写为CA，其作为一种化学改性的天然高聚物，是一种新型环保纺织材料。二醋酯多呈白色粉粒状或片条状，具有再生性，即可降解性，是生产烟用醋纤丝束的主要原料，可溶于很多种常见溶剂，有丙酮、二甲基乙酰胺（DMAC）、DMF、醋酸和水等。CA属于可生物降解的疏水性材料，将其作为纳米球载体，具有良好的屏蔽性、低毒性、低刺激性、生物兼容性、稳定性和对芯材的高负载能力。纳米载体包括纳米脂质体、固体脂质纳米粒、聚合物纳米囊、纳米球、纳米分散液等输送系统，纳米级的粒径赋予其特殊的表面效应和小尺寸效应，如颗粒小、表面积大、表面反应活性高、吸附能力强等，因此具有靶向性、控释性等独特性质。由于CA微纳米球具有上述众多特性，故可广泛用于药物控释以及组织工程等生物医学领域。
目前制备纳米粒子的方法主要有高速剪切均化法和超声法、高压均质法、溶剂乳化法和微乳法。这些方法都是制备纳米粒子的经典方法，虽各具优点，但依然存在不可忽视的缺陷，例如粒子的大小不够均一，纳米颗粒稳定性差等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种微纳米球的制备方法，该方法直接在常温下制备纳米尺度的颗粒，不需加热或加压，简化了生产步骤，节约了生产成本，对环境无污染。开辟了制备微纳米球等纳米颗粒的一种新途径，有着良好的市场前景。
本发明的一种微纳米球的制备方法，包括：
（1）将二醋酸纤维素CA（江苏省南通市南通醋酸纤维有限公司生产）溶于二氯甲烷和丙酮的混合溶剂中，搅拌后得到均匀稳定的CA溶液，其中二氯甲烷与丙酮的体积比为4:1-6:1；将聚乙烯醇PVA溶于去离子水中，得到均匀稳定的PVA水溶液；
（2）在搅拌下，将上述CA溶液逐滴加入到PVA水溶液中，滴加完毕后继续搅拌至二氯甲烷和丙酮充分挥发，形成微纳米球，均匀分散于混合溶液中。
步骤（1）中所述的二氯甲烷与丙酮的体积比为5:1。
步骤（1）中所述的CA溶液的浓度为5.0mg/mL，所述的PVA水溶液的浓度为6wt%。
步骤（1）中所述的聚乙烯醇PVA的规格为Mw=23000。
步骤（2）中所述的CA溶液与PVA水溶液的体积比为1:10。
步骤（2）中所述滴加的速度为50μL/min。
步骤（2）中所述的搅拌的速度均为500r/h。
步骤（2）中所述的继续搅拌的时间为10h。
选丙酮作为溶剂是由于其对于二醋酯的溶解性非常好，而且其沸点在56℃左右，较低，故常温下的挥发性好；同时选用二氯甲烷作为溶剂成分之一，首先是因为其对二醋酯的溶解性好，另外是由于其沸点相对丙酮较低，在常温下更易挥发（二氯甲烷的沸点约40℃，易挥发），使微纳米球快速形成。
但是，一方面，单独使用丙酮作为溶剂时，因其可以与水发生部分混溶，不利于CA溶液中溶剂的挥发，最终使部分CA继续溶于PVA的水溶液中，从而降低纳米球的质量，减少纳米球的数量；另一方面，但若单独使用二氯甲烷作为溶剂，因其对CA的溶解性较丙酮低，因此不利于CA的充分溶解，最终亦对CA微纳米球的质量与数量产生影响。
根据优势互补、取长补短的原则，根据两种溶剂的特点，尤其是沸点的不同，明确其比例，我们选定的是体积比；选择最优的体积比成为了一个关键的问题，经过反复的试验，以及结合相关资料，我们得出的结论是，当丙酮和二氯甲烷的体积比在1:4-1:6之间时，微纳米球的形状较规则，将丙酮的易挥发性与二氯甲烷的疏水性相结合，充分发挥丙酮常温下易挥发的特点，将CA溶液逐滴加入连续搅拌的PVA水溶液时便得到含有CA微纳米球的混合溶液。
本发明所制得的含二醋酯微纳米球的混合溶液可用于静电纺丝，所得纤维膜具有适于制备药物缓释、组织工程等相关产品的性能，也可以将微纳米球单独用作药物载体。由于上述的CA微纳米球形状较规整，且属于疏水性的生物可降解性材料，故将其作为药物载体具有良好的屏蔽性、低毒性、低刺激性、生物兼容性、稳定性和对芯材的高负载能力。同时，纳米球可以停留在一个特殊的区域，使得被包埋的目标成分保持它们的结构，这样就能够提高那些原本生物利用率较低的活性成分的生物利用率。
本发明提出一种制备微纳米球的新方法，操作简便，设备简单，制备成本低，且制备的微纳米球稳定性较高。本发明所得到的产物为球状，均匀分散在混合溶液中，产物的粒子的尺寸在微纳米级。
有益效果
（1）本发明直接在常温常压下制备微纳米球，分散溶液虽需搅拌但搅拌速度较低，且无需添加乳化剂，便能制备出球状的微纳米颗粒；
（2）本发明简化了生产步骤，节约了生产成本，对环境无污染，开辟了二醋酯用于制备微纳米球的新形势，具有较大的应用潜力。
附图说明
图1为对比例1单独使用丙酮作为溶剂时制得微纳米球的场发射图；
图2为对比例2单独使用二氯甲烷作为溶剂时制得微纳米球的场发射图；
图3为实施例1使用丙酮和二氯甲烷混合溶剂时制得微纳米球的场发射图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
制备工艺参数：
（1）二醋酯溶液的浓度为5.0mg/ml，溶剂为丙酮与二氯甲烷的混合体系（二者体积比为1:5），PVA水溶液的浓度为6wt%，溶剂为去离子水。
（2）使用移液器将CA溶液以50μl/min的速度均匀滴入连续搅拌的PVA水溶液中，搅拌速度为500r/h，滴加的CA溶液与PVA水溶液的体积比为1:10；滴加完毕持续搅拌10h后，形成均一稳定的混合溶液。
吸取5μl混合溶液置于载玻片上，用于场发射测试。其测试结果如图3所示，可知所得颗粒在微纳米尺度，且形状为球形。
实施例2
（1）二醋酯溶液的浓度为5.0mg/ml，溶剂为丙酮与二氯甲烷的混合体系（二者体积比为1:4），PVA水溶液的浓度为6wt%，溶剂为去离子水。
（2）使用移液器将CA溶液以50μl/min的速度均匀滴入连续搅拌的PVA水溶液中，搅拌速度为500r/h，滴加的CA溶液与PVA水溶液的体积比为1:10；滴加完毕持续搅拌10h后，形成均一稳定的混合溶液。
吸取5μl混合溶液置于载玻片上，用于场发射测试。其测试结果如图3所示，可知所得颗粒在微纳米尺度，且形状为球形。
实施例3
（1）二醋酯溶液的浓度为5.0mg/ml，溶剂为丙酮与二氯甲烷的混合体系（二者体积比为1:6），PVA水溶液的浓度为6wt%，溶剂为去离子水。
（2）使用移液器将CA溶液以50μl/min的速度均匀滴入连续搅拌的PVA水溶液中，搅拌速度为500r/h，滴加的CA溶液与PVA水溶液的体积比为1:10；滴加完毕持续搅拌10h后，形成均一稳定的混合溶液。
吸取5μl混合溶液置于载玻片上，用于场发射测试。其测试结果如图3所示，可知所得颗粒在微纳米尺度，且形状为球形。
比较例1
制备工艺参数：
（1）二醋酯溶液的浓度为5.0mg/ml，溶剂为丙酮，PVA水溶液的浓度为6wt%，溶剂为去离子水。使用移液器将CA溶液以50μl/min的速度均匀滴入连续搅拌的PVA水溶液中，搅拌速度为500r/h；滴加的CA溶液与PVA水溶液的体积比为1:10。
（2）滴加完毕持续搅拌10h后，形成均一稳定的混合溶液。吸取5μl混合溶液置于载玻片上，用于场发射测试。
其测试结果如图1所示，可知所得颗粒在微纳米尺度，形状近乎球形。
比较例2
制备工艺参数：
（1）二醋酯溶液的浓度为5.0mg/ml，溶剂为二氯甲烷，PVA水溶液的浓度为6wt%，溶剂为去离子水。使用移液器将CA溶液以50μl/min的速度均匀滴入连续搅拌的PVA水溶液中，搅拌速度为500r/h。滴加的CA溶液与PVA水溶液的体积比为1:10。
（2）滴加完毕持续搅拌10h后，形成均一稳定的混合溶液。吸取5μl混合溶液置于载玻片上，用于场发射测试。
其测试结果如图2所示，可知所得颗粒在微纳米尺度，但颗粒形状不规则。
Claims (6)
1.一种微纳米球的制备方法，包括：
(1)将二醋酸纤维素CA溶于二氯甲烷和丙酮的混合溶剂中，搅拌后得到CA溶液，其中二氯甲烷与丙酮的体积比为4:1-6:1；将聚乙烯醇PVA溶于去离子水中，得到PVA水溶液；
(2)在搅拌下，将上述CA溶液逐滴加入到PVA水溶液中，滴加完毕后继续搅拌至二氯甲烷和丙酮充分挥发，形成微纳米球，均匀分散于混合溶液中；其中CA溶液与PVA水溶液的体积比为1:10。
2.根据权利要求1所述的一种微纳米球的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的二氯甲烷与丙酮的体积比为5:1。
3.根据权利要求1所述的一种微纳米球的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的CA溶液的浓度为5.0mg/mL，所述的PVA水溶液的浓度为6wt％。
4.根据权利要求1所述的一种微纳米球的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的聚乙烯醇PVA的规格为Mw＝23000。
5.根据权利要求1所述的一种微纳米球的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述滴加的速度为50μL/min。
6.根据权利要求1所述的一种微纳米球的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述搅拌的速度均为500r/h，所述继续搅拌的时间为10h。
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