CN104548105B - 封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊及其制备方法。传统浸渍法封装客体材料对客体材料的亲疏水性要求较高，而且浸渍效率低，大量的客体材料难以进入空腔内部。本发明将表面活性剂加入到乙醇溶液中搅拌均匀；然后加入硅源和疏水性物质的混合物，再加入碱液作为硅源水解缩合的催化剂，调节pH室温反应；将所得产物离心，水洗后低温干燥，即得封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊。本发明以增溶有疏水性物质的表面活性剂胶束为模板，采用一步法直接制备封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊，制备出的微胶囊结构规整，具有明显的中空结构，对疏水性物质的缓释效果较好。
Description
技术领域
本发明涉及中空二氧化硅微胶囊的制备方法，具体涉及一种封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊及其制备方法。
背景技术
药物的可控/持续释放在现代医学领域具有重要的意义，因为在保证疗效的同时可以降低药物的副作用。聚合物微胶囊是较早使用的药物缓释的载体，但是其稳定性差，在生物体内易被消解，很难达到持续给药的目的。中空二氧化硅微胶囊是近年来兴起的一种结构新颖，性能优异的新型材料。不仅具有传统实心二氧化硅材料无毒、价廉、生物相容性好、稳定性高的特点，还具有独特的空心结构，因而密度更小，比表面积更大，具有较好的吸附性、渗透性和独特的光学性能，在众多学科及领域内得到广泛应用。其内部空心可以封装大量的客体材料，相对疏松的壳层可以允许客体分子的缓慢透过，而且空心体积和壳层厚度可控，因而被认为是一种可以替代聚合物微胶囊的良好的药物载体。
目前，中空二氧化硅微胶囊封装客体材料主要是通过浸渍法来实现的，即将提前制备好的中空二氧化硅微胶囊在客体材料或客体材料的分散液中长时间浸渍。这种方法工艺稳定，但是封装效率不高，大量的客体材料存在于中空二氧化硅微胶囊的壳层，难以真正进入其内部，导致客体材料前期释放较快，不能达到持续释放的效果。此外，浸渍法较适用于亲水性的客体材料，而对疏水性客体材料的封装效果不佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊及其制备方法，克服传统浸渍法时间久、封装效率低、仅适用于较亲水性物质的缺陷。壳层形成与客体材料封装同步进行，提高封装效率，对疏水性物质也具有缓释性。
本发明所采用的技术方案是：
封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊的制备方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
将0.16-0.40g表面活性剂加入到90g乙醇溶液中，乙醇溶液中的乙醇和水的质量混合比为1:2，搅拌均匀；
然后加入硅源和疏水性物质的混合物，其中硅源的用量为0.5-1.2g，疏水性物质的用量为0.2-1g；
然后加入碱液作为硅源水解缩合的催化剂，调节体系pH至9-12，室温下反应2-4h；
将所得产物离心，水洗后低温干燥，干燥温度为20-40℃之间，即得规整度较好的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊。
所述表面活性剂为阳离子型十六烷基三甲基溴化铵，或质量混合比为（5-10）：1的阳离子型十六烷基三甲基溴化铵与两性表面活性剂甜菜碱的混合物。
所述硅源为正硅酸乙酯、质量混合比为（1-10）：2的正硅酸乙酯与3-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物或质量混合比为（1-10）：2的正硅酸乙酯与乙烯基三乙氧基硅烷的混合物。
所述疏水性物质为含氟单体、疏水性药物或长碳链烷烃；
含氟单体选自丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十二氟庚酯；
疏水性药物选自布洛芬、青蒿素；
长碳链烷烃选自正己烷、庚烷。
所述碱液为质量百分比为25wt%的氨水或质量百分比为10wt%的氢氧化钠水溶液。
如所述的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊的制备方法制得的中空二氧化硅微胶囊。
本发明具有以下优点：
本发明以增溶有疏水性物质的表面活性剂胶束为模板，采用一步法直接制备封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊，工艺简单；制备出的微胶囊结构规整，无毒、生物相溶性好、稳定性高，具有明显的中空结构；中空二氧化硅微胶囊壳层形成与客体材料封装同步进行，封装效率高，克服了传统浸渍法时间久、封装效率低的缺陷；对疏水性物质也具有缓释性，克服了传统浸渍法仅适用于较亲水性物质的缺陷；与浸渍法制备的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊相比，通过本发明制备的中空二氧化硅微胶囊对疏水性物质的缓释效果更好。
附图说明
图1为封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊的扫描图片。
图2为不同方法制备的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊对疏水性物质的释放性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊的制备方法，以增溶有疏水性物质的表面活性剂胶束为模板，采用一步法直接制备封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊，具体由以下步骤实现：
将0.16-0.40g表面活性剂加入到90g乙醇溶液中，乙醇溶液中的乙醇和水的质量混合比为1:2，搅拌均匀；
然后加入硅源和疏水性物质的混合物，其中硅源的用量为0.5-1.2g，疏水性物质的用量为0.2-1g；
然后加入碱液作为硅源水解缩合的催化剂，调节体系pH至9-12，室温下反应2-4h；
将所得产物离心，水洗后低温干燥，干燥温度为20-40℃之间，即得规整度较好的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊。
其中：
所述表面活性剂为阳离子型十六烷基三甲基溴化铵，或质量混合比为（5-10）：1的阳离子型十六烷基三甲基溴化铵与两性表面活性剂甜菜碱的混合物；
所述硅源为正硅酸乙酯、质量混合比为（1-10）：2的正硅酸乙酯与3-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物或质量混合比为（1-10）：2的正硅酸乙酯与乙烯基三乙氧基硅烷的混合物；
所述疏水性物质为含氟单体、疏水性药物或长碳链烷烃；
含氟单体选自丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十二氟庚酯；
疏水性药物选自布洛芬、青蒿素；
长碳链烷烃选自正己烷、庚烷；
所述碱液为质量百分比为25wt%的氨水或质量百分比为10wt%的氢氧化钠水溶液。
实施例1：
将0.16g表面活性剂加入到90g乙醇溶液中，乙醇溶液中的乙醇和水的质量混合比为1:2，搅拌均匀；
然后加入硅源和疏水性物质的混合物，其中硅源的用量为1.2g，疏水性物质的用量为0.2g；
然后加入碱液作为硅源水解缩合的催化剂，调节体系pH至12，室温下反应2h；
将所得产物离心，水洗后低温干燥，干燥温度为40℃，即得规整度较好的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊。
其中：
所述表面活性剂为阳离子型十六烷基三甲基溴化铵；
所述硅源为质量混合比为10：2的正硅酸乙酯与乙烯基三乙氧基硅烷的混合物；
所述疏水性物质为含氟单体中的丙烯酸六氟丁酯；
所述碱液为质量百分比为25wt%的氨水。
实施例2：
将0.19g表面活性剂加入到90g乙醇溶液中，乙醇溶液中的乙醇和水的质量混合比为1:2，搅拌均匀；
然后加入硅源和疏水性物质的混合物，其中硅源的用量为1.2g，疏水性物质的用量为0.3g；
然后加入碱液作为硅源水解缩合的催化剂，调节体系pH至12，室温下反应2h；
将所得产物离心，水洗后低温干燥，干燥温度为40℃，即得规整度较好的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊。
其中：
所述表面活性剂为阳离子型十六烷基三甲基溴化铵；
所述硅源为质量混合比为5：2的正硅酸乙酯与乙烯基三乙氧基硅烷的混合物；
所述疏水性物质为含氟单体中的甲基丙烯酸六氟丁酯；
所述碱液为质量百分比为10wt%的氢氧化钠水溶液。
实施例3：
将0.22g表面活性剂加入到90g乙醇溶液中，乙醇溶液中的乙醇和水的质量混合比为1:2，搅拌均匀；
然后加入硅源和疏水性物质的混合物，其中硅源的用量为1.1g，疏水性物质的用量为0.4g；
然后加入碱液作为硅源水解缩合的催化剂，调节体系pH至11，室温下反应2h；
将所得产物离心，水洗后低温干燥，干燥温度为40℃，即得规整度较好的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊。
其中：
所述表面活性剂为阳离子型十六烷基三甲基溴化铵；
所述硅源为质量混合比为1：2的正硅酸乙酯与乙烯基三乙氧基硅烷的混合物；
所述疏水性物质为含氟单体中的甲基丙烯酸三氟乙酯；
所述碱液为质量百分比为25wt%的氨水。
实施例4：
将0.25g表面活性剂加入到90g乙醇溶液中，乙醇溶液中的乙醇和水的质量混合比为1:2，搅拌均匀；
然后加入硅源和疏水性物质的混合物，其中硅源的用量为1.0g，疏水性物质的用量为0.5g；
然后加入碱液作为硅源水解缩合的催化剂，调节体系pH至11，室温下反应3h；
将所得产物离心，水洗后低温干燥，干燥温度为30℃，即得规整度较好的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊。
其中：
所述表面活性剂为质量混合比为5：1的阳离子型十六烷基三甲基溴化铵与两性表面活性剂甜菜碱的混合物；
所述硅源为质量混合比为10：2的正硅酸乙酯与3-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物；
所述疏水性物质为含氟单体中的甲基丙烯酸十二氟庚酯；
所述碱液为质量百分比为10wt%的氢氧化钠水溶液。
实施例5：
将0.28g表面活性剂加入到90g乙醇溶液中，乙醇溶液中的乙醇和水的质量混合比为1:2，搅拌均匀；
然后加入硅源和疏水性物质的混合物，其中硅源的用量为0.9g，疏水性物质的用量为0.6g；
然后加入碱液作为硅源水解缩合的催化剂，调节体系pH至10，室温下反应3h；
将所得产物离心，水洗后低温干燥，干燥温度为30℃，即得规整度较好的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊。
其中：
所述表面活性剂为质量混合比为6：1的阳离子型十六烷基三甲基溴化铵与两性表面活性剂甜菜碱的混合物；
所述硅源为质量混合比为5：2的正硅酸乙酯与3-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物；
所述疏水性物质为含氟单体中的丙烯酸十二氟庚酯；
所述碱液为质量百分比为25wt%的氨水。
实施例6：
将0.31g表面活性剂加入到90g乙醇溶液中，乙醇溶液中的乙醇和水的质量混合比为1:2，搅拌均匀；
然后加入硅源和疏水性物质的混合物，其中硅源的用量为0.8g，疏水性物质的用量为0.7g；
然后加入碱液作为硅源水解缩合的催化剂，调节体系pH至10，室温下反应3h；
将所得产物离心，水洗后低温干燥，干燥温度为30℃，即得规整度较好的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊。
其中：
所述表面活性剂为质量混合比为7：1的阳离子型十六烷基三甲基溴化铵与两性表面活性剂甜菜碱的混合物；
所述硅源为质量混合比为1：2的正硅酸乙酯与3-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物；
所述疏水性物质为疏水性药物中的布洛芬；
所述碱液为质量百分比为10wt%的氢氧化钠水溶液。
实施例7：
将0.34g表面活性剂加入到90g乙醇溶液中，乙醇溶液中的乙醇和水的质量混合比为1:2，搅拌均匀；
然后加入硅源和疏水性物质的混合物，其中硅源的用量为0.7g，疏水性物质的用量为0.8g；
然后加入碱液作为硅源水解缩合的催化剂，调节体系pH至9，室温下反应4h；
将所得产物离心，水洗后低温干燥，干燥温度为20℃，即得规整度较好的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊。
其中：
所述表面活性剂为质量混合比为8：1的阳离子型十六烷基三甲基溴化铵与两性表面活性剂甜菜碱的混合物；
所述硅源为正硅酸乙酯；
所述疏水性物质为疏水性药物中的青蒿素；
所述碱液为质量百分比为25wt%的氨水。
实施例8：
将0.37g表面活性剂加入到90g乙醇溶液中，乙醇溶液中的乙醇和水的质量混合比为1:2，搅拌均匀；
然后加入硅源和疏水性物质的混合物，其中硅源的用量为0.6g，疏水性物质的用量为0.9g；
然后加入碱液作为硅源水解缩合的催化剂，调节体系pH至9，室温下反应4h；
将所得产物离心，水洗后低温干燥，干燥温度为20℃，即得规整度较好的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊。
其中：
所述表面活性剂为质量混合比为9：1的阳离子型十六烷基三甲基溴化铵与两性表面活性剂甜菜碱的混合物；
所述硅源为正硅酸乙酯；
所述疏水性物质为长碳链烷烃中的正己烷；
所述碱液为质量百分比为10wt%的氢氧化钠水溶液。
实施例9：
将0.40g表面活性剂加入到90g乙醇溶液中，乙醇溶液中的乙醇和水的质量混合比为1:2，搅拌均匀；
然后加入硅源和疏水性物质的混合物，其中硅源的用量为0.5g，疏水性物质的用量为1g；
然后加入碱液作为硅源水解缩合的催化剂，调节体系pH至9，室温下反应4h；
将所得产物离心，水洗后低温干燥，干燥温度为20℃，即得规整度较好的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊。
其中：
所述表面活性剂为质量混合比为10：1的阳离子型十六烷基三甲基溴化铵与两性表面活性剂甜菜碱的混合物；
所述硅源为正硅酸乙酯；
所述疏水性物质为长碳链烷烃中的庚烷；
所述碱液为质量百分比为25wt%的氨水。
按照本发明制备的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊，其结构规整。与采用浸渍法制备的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊相比，该方法所制备的微胶囊对疏水性物质的缓释效果更持久，具体参考图2中不同方法制备的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊对疏水性物质的释放性能对比。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (1)
1.封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊的制备方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
将0.25g表面活性剂加入到90g乙醇溶液中，乙醇溶液中的乙醇和水的质量混合比为1:2，搅拌均匀；
然后加入硅源和疏水性物质的混合物，其中硅源的用量为1.0g，疏水性物质的用量为0.5g；
然后加入碱液作为硅源水解缩合的催化剂，调节体系pH至11，室温下反应3h；
将所得产物离心，水洗后低温干燥，干燥温度为30℃，即得规整度较好的封装有疏水性物质的中空二氧化硅微胶囊；
其中：
所述表面活性剂为质量混合比为5：1的阳离子型十六烷基三甲基溴化铵与两性表面活性剂甜菜碱的混合物；
所述硅源为质量混合比为10：2的正硅酸乙酯与3-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物；
所述疏水性物质为含氟单体中的甲基丙烯酸十二氟庚酯；
所述碱液为质量百分比为10wt%的氢氧化钠水溶液。
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