CN104525071A - 一种壳聚糖微球制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料领域，涉及一种壳聚糖微球的制备方法，首先调节溶剂配比配制出挥发性不同的壳聚糖溶液，利用静电喷雾法将壳聚糖溶液在静电力的作用下分散成细小液滴；其次，细小液滴在空气中经过溶剂挥发、收缩等过程形成微球形貌，最终被液体石蜡、石油醚、吐温-80、戊二醛配制的乳化交联剂接收。电喷结束后通过离心分离、乙醇洗涤等步骤得到壳聚糖微球。本发明采用的是天然高分子材料通过静电喷雾乳化交联法制备壳聚糖微球；本发明对设备要求低，收集装置、后处理工序简单，成本低，乳化交联剂可反复使用；此方法得到的壳聚糖微球粒径小且不粘连。

Description

一种壳聚糖微球制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及一种壳聚糖微球的制备方法。
背景技术
壳聚糖(Chitosan)的化学名为聚(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D葡聚糖，是地球上最丰富的天然聚合物之一，具有良好的生物相容性、生物降解性和降解产物无毒性等特点。壳聚糖是少数具有电荷性的天然产物之一，具有许多独特的物理、化学性质和生物功能。壳聚糖微球在药物、杀菌、微分离器等领域起着关键作用，不同粒径和形貌的壳聚糖微球担负着负载药物、杀菌、吸附分离等不同功能。目前，壳聚糖微球的常用制备方法有化学交联法、离子交换法、复凝聚法、喷雾干燥法、乳化交联法和静电喷雾法等。
乳化交联法是制备壳聚糖微球的常用方法，具有制备工艺流程简单，原料使用后易分离，可连续循环利用等特点。但这种方法制备出的微球产物容易出现粘连。静电喷雾法是一种利用电流体动力学射流技术将聚合物溶液或熔体制成微、纳米球或纤维状物质的方法。此法可以将带电液体在高压静电下分散成小液滴，小液滴在下落过程中通过溶剂的挥发最终形成微球。结合静电喷雾法及乳剂交联法，能够制备出易分离、不粘连、粒径小的理想微球。
本发明主要结合使用静电喷雾及乳化交联两种方法制备壳聚糖微球。首先调节溶剂配比配制出挥发性不同的壳聚糖溶液，利用静电喷雾法将壳聚糖溶液在静电力的作用下分散成细小液滴。其次，细小液滴在空气中经过溶剂挥发、收缩等过程形成微球形貌，最终被液体石蜡、石油醚、吐温-80、戊二醛配制的乳化交联剂接收。电喷结束后通过离心分离、乙醇洗涤等步骤得到壳聚糖微球。该发明通过操作简单，微球粒径小、不粘连。
发明内容
本发明目的在于提供一种制备易分离、不粘连、粒径小的壳聚糖微球方法。该微球可作为药物控释载体材料、吸附剂等。该方法可连续操作，乳化交联剂可反复使用，制备的微球粒径大小可控且操作简单，条件温和，成本低廉。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种壳聚糖微球制备方法，包括以下步骤：
1)壳聚糖溶液配制：将壳聚糖溶解于甲酸水溶液或者乙酸水溶液中，配制质量分数为1～2wt％壳聚糖溶液，在室温下搅拌至完全溶解，静置去除气泡，得均匀透明的壳聚糖溶液；
2)乳化交联剂的配制：将体积比为7/5的液体石蜡和石油醚的混合物20-50mL搅拌均匀，依次加入1-2g的吐温-80和0.5-3mL的戊二醛，搅拌均匀，得乳化交联剂；
3)壳聚糖微球的制备：在室温下，将步骤1)中的聚合物溶液置于5mL注射器中，通过微量注射泵控制挤出速度为0.1～1.0mL/h；电喷雾的电压为8～15kV，电喷雾喷头至乳化交联剂的距离为10～30cm，接收装置为磁力搅拌的步骤2)配制的乳化交联剂，静电喷雾结束后，将乳化交联剂进行离心分离，并用无水乙醇洗涤残余的乳化交联剂，除去溶剂，得到壳聚糖微球。
首先调节溶剂配比配制出挥发性不同的壳聚糖溶液，利用静电喷雾法将壳聚糖溶液在静电力的作用下分散成细小液滴；其次，细小液滴在空气中经过溶剂挥发、收缩等过程形成微球形貌，最终被液体石蜡、石油醚、吐温-80、戊二醛配制的乳化交联剂接收。电喷结束后通过离心分离、乙醇洗涤等步骤得到壳聚糖微球。
具体地，所述步骤1)中甲酸水溶液为：去离子水和甲酸体积比为90/10-50/50，所述步骤1)中乙酸水溶液为：去离子水和乙酸体积比为90/10-50/50。
具体地，所述步骤3)中除去溶剂的方法为冻干法。
具体地，所述壳聚糖的分子量为100000-200000g·mol-1。
本发明的有益效果是：
1.本发明采用的是天然高分子材料通过静电喷雾乳化交联法制备壳聚糖微球；
2.本发明对设备要求低，收集装置、后处理工序简单，成本低，乳化交联剂可反复使用；
3.此方法得到的壳聚糖微球粒径小且不粘连。
附图说明
图1是本发明所采用的静电纺丝装置示意图。
图2是本发明按实施例1制备方法所得到的壳聚糖微球表面形态SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步对本发明进行阐述，应理解，引用实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种壳聚糖微球制备方法，包括以下步骤：
1)壳聚糖溶液配制：将壳聚糖(Mw＝100000g·mol-1)溶解于甲酸水溶液(去离子水和甲酸体积比为90/10)中，配制质量分数为2wt％壳聚糖溶液，在室温下搅拌至完全溶解，静置去除气泡，得均匀透明的壳聚糖溶液；
2)乳化交联剂的配制：将体积比为7/5的液体石蜡和石油醚的混合物20mL搅拌均匀，依次加入1g的吐温-80和3mL的戊二醛，搅拌均匀，得乳化交联剂；
3)壳聚糖微球的制备：在室温下，将步骤1)中的聚合物溶液置于5mL注射器中，通过微量注射泵控制挤出速度为0.1mL/h；电喷雾的电压为8kV，电喷雾喷头至乳化交联剂的距离为10cm，接收装置为磁力搅拌的步骤2)配制的乳化交联剂，静电喷雾结束后，将乳化交联剂进行离心分离，并用无水乙醇洗涤残余的乳化交联剂，冻干法除去溶剂，得到壳聚糖微球。
其纺丝装置如图1所示，壳聚糖微球表面形态SEM图如图2所示。
实施例2
一种壳聚糖微球制备方法，包括以下步骤：
1)壳聚糖溶液配制：将壳聚糖(Mw＝200000g·mol-1)溶解于甲酸水溶液(去离子水和甲酸体积比为50/50)中，配制质量分数为1wt％壳聚糖溶液，在室温下搅拌至完全溶解，静置去除气泡，得均匀透明的壳聚糖溶液；
2)乳化交联剂的配制：将体积比为7/5的液体石蜡和石油醚的混合物50mL搅拌均匀，依次加入2g的吐温-80和0.5mL的戊二醛，搅拌均匀，得乳化交联剂；
3)壳聚糖微球的制备：在室温下，将步骤1)中的聚合物溶液置于5mL注射器中，通过微量注射泵控制挤出速度为1.0mL/h；电喷雾的电压为15kV，电喷雾喷头至乳化交联剂的距离为30cm，接收装置为磁力搅拌的步骤2)配制的乳化交联剂，静电喷雾结束后，将乳化交联剂进行离心分离，并用无水乙醇洗涤残余的乳化交联剂，冻干法除去溶剂，得到壳聚糖微球。
实施例3
一种壳聚糖微球制备方法，包括以下步骤：
1)壳聚糖溶液配制：将壳聚糖(Mw＝120000g·mol-1)溶解于乙酸水溶液(去离子水和乙酸体积比为90/10)中，配制质量分数为1.5wt％壳聚糖溶液，在室温下搅拌至完全溶解，静置去除气泡，得均匀透明的壳聚糖溶液；
2)乳化交联剂的配制：将体积比为7/5的液体石蜡和石油醚的混合物30mL搅拌均匀，依次加入1g的吐温-80和1mL的戊二醛，搅拌均匀，得乳化交联剂；
3)壳聚糖微球的制备：在室温下，将步骤1)中的聚合物溶液置于5mL注射器中，通过微量注射泵控制挤出速度为0.5mL/h；电喷雾的电压为10kV，电喷雾喷头至乳化交联剂的距离为15cm，接收装置为磁力搅拌的步骤2)配制的乳化交联剂，静电喷雾结束后，将乳化交联剂进行离心分离，并用无水乙醇洗涤残余的乳化交联剂，冻干法除去溶剂，得到壳聚糖微球。
实施例4
一种壳聚糖微球制备方法，包括以下步骤：
1)壳聚糖溶液配制：将壳聚糖(Mw＝150000g·mol-1)溶解于乙酸水溶液(去离子水和乙酸体积比为50/50)中，配制质量分数为2wt％壳聚糖溶液，在室温下搅拌至完全溶解，静置去除气泡，得均匀透明的壳聚糖溶液；
2)乳化交联剂的配制：将体积比为7/5的液体石蜡和石油醚的混合物40mL搅拌均匀，依次加入2g的吐温-80和2.5mL的戊二醛，搅拌均匀，得乳化交联剂；
3)壳聚糖微球的制备：在室温下，将步骤1)中的聚合物溶液置于5mL注射器中，通过微量注射泵控制挤出速度为0.8mL/h；电喷雾的电压为12kV，电喷雾喷头至乳化交联剂的距离为25cm，接收装置为磁力搅拌的步骤2)配制的乳化交联剂，静电喷雾结束后，将乳化交联剂进行离心分离，并用无水乙醇洗涤残余的乳化交联剂，冻干法除去溶剂，得到壳聚糖微球。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种壳聚糖微球制备方法，包括以下步骤：
1)壳聚糖溶液配制：将壳聚糖溶解于甲酸水溶液或者乙酸水溶液中，配制质量分数为1～2wt％壳聚糖溶液，在室温下搅拌至完全溶解，静置去除气泡，得均匀透明的壳聚糖溶液；
2)乳化交联剂的配制：将体积比为7/5的液体石蜡和石油醚的混合物20-50mL搅拌均匀，依次加入1-2g的吐温-80和0.5-3mL的戊二醛，搅拌均匀，得乳化交联剂；
3)壳聚糖微球的制备：在室温下，将步骤1)中的聚合物溶液置于5mL注射器中，通过微量注射泵控制挤出速度为0.1～1.0mL/h；电喷雾的电压为8～15kV，电喷雾喷头至乳化交联剂的距离为10～30cm，接收装置为磁力搅拌的步骤2)配制的乳化交联剂，静电喷雾结束后，将乳化交联剂进行离心分离，并用无水乙醇洗涤残余的乳化交联剂，除去溶剂，得到壳聚糖微球。
2.根据权利要求1所述的一种壳聚糖微球制备方法，其特征在于：所述步骤1)中甲酸水溶液为：去离子水和甲酸体积比为90/10-50/50，所述步骤1)中乙酸水溶液为：去离子水和乙酸体积比为90/10-50/50。
3.根据权利要求1所述的一种壳聚糖微球制备方法，其特征在于：所述步骤3)中除去溶剂的方法为冻干法。
4.根据权利要求1所述的一种壳聚糖微球制备方法，其特征在于：所述壳聚糖的分子量为100000-200000g·mol-1。
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