CN108479652A - 一种形貌可控的壳核维生素e微胶囊及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种形貌可控的壳核维生素E微胶囊及其制备方法。形貌可控的壳核维生素E微胶囊由如下方法制成：以维生素E为内相，海藻酸钠溶液为中间相，矿物油外相，通过在中间相中加入纳米碳酸钙，以及在外相中加入醋酸，通过控制纳米碳酸钙与醋酸反应释放的钙离子与海藻酸钠交联的速度，从而得到子弹形和球形的壳核维生素E微胶囊。本发明的方法相比其他报道的方法具有可以保持液滴原形及绿色环保的优点；同时，可以调控碳酸钙和醋酸的含量，从而实现子弹形到球形的壳核维生素E微胶囊可控制备。

Description

一种形貌可控的壳核维生素E微胶囊及其制备方法

技术领域

本发明涉及微胶囊技术领域， 具体地说，涉及一种形貌可控的壳核维生素E微胶囊及其制备方法。

背景技术

维生素E属于一组液溶性维生素，其化学术语是α-生育酚。显示具有抗氧化，清除自由基等潜在的健康益处。然而，它在食物，药物和化妆品中的应用在光和氧的存在下迅速降解。目前已经开发了各种封装技术来解决这些问题，因为它们有效地将活性成分与周围环境分离。

微粒和微胶囊在光子学，自组装，疾病诊断，药物输送，治疗应用和组织工程中有广泛的应用。微凝胶是交联聚合物的微粒，由于其独特的性质如机械强度，控释，半渗透性和无毒性，特别适用于药物输送和组织工程应用。在壳聚糖，胶原蛋白，海藻酸盐，明胶和琼脂糖等各种天然和人造聚合物中，由于其具有毒性小，易胶凝，生物相容性好，长期稳定性好等特点，藻酸盐是最具吸引力的微凝胶材料。目前正在使用许多技术如凝聚，乳化，喷雾干燥，微型喷嘴等来制造微凝胶。然而，这些技术存在诸如凝结，对颗粒尺寸的控制较差以及不均匀性等问题。由于微流控技术具有精确控制颗粒的形状，大小和成分，以及低成本等优点，微流体为微凝胶的生产提供了有前途的途径。基于微流体的技术已经使用了光聚合，外部凝胶，内部凝胶，部分凝胶制备形状各异以及具有核-壳形态的微凝胶（微胶囊）。

与大部分微凝胶相比，核-壳微凝胶允许更好地控制药物释放和细胞包封。当核心是液体时，不同类型的活性物质被封装到核中，提高了它们的负载效率和作为细胞包封和药物输送系统的适用性。现有的微流控方法可以提供精确可控的壳核液滴模板。但是液滴的固化是一个挑战，目前使用最多的是外部凝胶化，但是这种方法不能保持液滴的形状，导致液滴在固化过程中内核位置杂乱。也有学者使用紫外光与光酸剂结合的内部凝胶化，但这种方法会有一定的化学污染，对活性成分可能会造成一定程度的破坏。

在微流控芯片中，形成二层包裹时的液滴呈子弹形，但由于界面能的最小化，微胶囊最后会趋于球形，迫使乳液滴形成球形构象。最近，非球形颗粒已经在广泛的科学领域中引起了极大的兴趣，并且在几个应用中对它们的需求日益增加。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种非球（子弹）形到球形的壳核结构维生素E微胶囊及其可控的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的创新是在中间相（海藻酸钠溶液）中加入纳米碳酸钙，在外相中加入醋酸，通过控制中间相中碳酸钙的含量以及外相中醋酸的含量，从而控制胶囊的固化速度，在剪切后马上发生固化，从而固定液滴的形貌，实现子弹形-球形胶囊的可控制备。

一种形貌可控的壳核维生素E微胶囊，由如下方法制成：以维生素E为内相，海藻酸钠溶液为中间相，矿物油外相，通过在中间相中加入纳米碳酸钙，以及在外相中加入醋酸，通过控制纳米碳酸钙与醋酸反应释放的钙离子与海藻酸钠交联的速度，从而得到子弹形和球形的壳核维生素E微胶囊。

上述形貌可控的壳核维生素E微胶囊的制备方法，包括如下步骤:

1)、取维生素E溶于溶剂，制成内相溶液，作为流体L1。

2)、取海藻酸钠溶于水中，加入吐温80和纳米碳酸钙，制成中间相溶液，作为流体L2。

3）、取矿物油，加入PGPR和醋酸，制成外相溶液，作为流体L3。

4）、使LI、L2和L3通过注射泵注射到微流控装置，制备O/W/O液滴。

作为优选的，在上述的制备方法中，步骤1）中所述溶剂为苯甲酸苄酯，用量体积为维生素E的5-10倍。

作为优选的，在上述的制备方法中，步骤2）中所述海藻酸钠质量百分浓度为0.3~1.5％，吐温80的质量百分浓度为0.2-2%，纳米碳酸钙的质量百分浓度为0.01-0.5%。

作为优选的，在上述的制备方法中，步骤2）中所述PGPR质量百分浓度为0.5~20％，醋酸的质量百分浓度为0.05-1%。

作为优选的，在上述的制备方法中，步骤4）中所述L1流量为1-10 μL/min，L2流量为15-50 μL/min，L3流量为60-700 μL/min。

作为优选的，在上述的制备方法中，步骤1）中所述海藻酸钠为低粘度的，粘度为4-12 mpa.s，纳米碳酸钙的粒径为10-50 nm。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明采用微流控技术，可以得到精确可控的壳核液滴模板。除此，在中间相中加入碳酸钙以及在外相中加入醋酸，通过内部固化法来固化液滴模板。利用微流控技术制备双重乳液模板，采用内部交联固化法的手段控制微胶囊的形貌，由于液滴模板在生成时是子弹形的，通过控制内部固化的速度来控制微胶囊的形状。本发明的这一方法相比其他报道的方法具有可以保持液滴原形及绿色环保的优点；同时，可以调控碳酸钙和醋酸的含量，从而实现子弹形到球形的壳核微胶囊可控制备。本发明制备的形状可控的单分散壳核海藻酸盐微胶囊可能为工程新型功能材料开辟了新的可能性。

附图说明：

图1为实验结果微胶囊的显微镜图。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的保护范围并不局限于实施例表示的范围。

本发明采用微流控装置制备乳滴模板，通过内部交联法来制备形貌可控的壳核微胶囊，L1从内相通道流入，L2从中间相通道流入，L3从外相通道流入。微流控装置通过将玻璃毛细管组装在载玻片上来制造。所有圆柱形毛细管的外径均为0.96mm，注射管、过渡管和承接管的内径分别为500、300和500μm。注射管和过渡管的前端通过拉针仪和锻针仪定制成锥形孔，以使锥形孔80的内径和160μm。将毛细管插入内径为1mm的方形管中。将这些组装好的毛细管固定在玻璃板上，并用塑料管连接，用透明环氧树脂注射液体。剩下的流道密封后最终得到微流体装置，防止泄漏。实施例1-6采用同轴微流控装置，通过恒定内相中的碳酸钙含量，改变外相中的醋酸含量来制备。

实施例1：

采用通过内部交联法来制备形貌可控的壳核微胶囊过程：吸取稀释后的维生素E作为内相溶液。配制海藻酸钠溶液，加入1%的吐温80和0.05%的纳米碳酸钙，用注射器吸取作为中间相。在矿物油中加入5%PGPR乳化剂和0.1%的醋酸，吸取作为外相溶液。L1、L2和L3的流量分别为5 、30和100 μL/min，在通道内固化成球形的壳核微胶囊，如图1（a）。

实施例2：

采用通过内部交联法来制备形貌可控的壳核微胶囊过程：吸取稀释后的维生素E作为内相溶液。配制海藻酸钠溶液，加入1%的吐温80和0.05%的纳米碳酸钙，用注射器吸取作为中间相。在矿物油中加入5%PGPR乳化剂和0.2%的醋酸，吸取作为外相溶液。L1、L2和L3的流量分别为5 、30和100 μL/min，在通道内固化成球形的壳核微胶囊，如图1（b）。

实施例3：

采用通过内部交联法来制备形貌可控的壳核微胶囊过程：吸取稀释后的维生素E作为内相溶液。配制海藻酸钠溶液，加入1%的吐温80和0.05%的纳米碳酸钙，用注射器吸取作为中间相。在矿物油中加入5%PGPR乳化剂和0.3%的醋酸，吸取作为外相溶液。L1、L2和L3的流量分别为5 、30和100 μL/min，在通道内固化成球形的壳核微胶囊，如图1（c）。

实施例4：

采用通过内部交联法来制备形貌可控的壳核微胶囊过程：吸取稀释后的维生素E作为内相溶液。配制海藻酸钠溶液，加入1%的吐温80和0.05%的纳米碳酸钙，用注射器吸取作为中间相。在矿物油中加入5%PGPR乳化剂和0.4%的醋酸，吸取作为外相溶液。L1、L2和L3的流量分别为5 、30和100 μL/min，在通道内固化成子弹形的壳核微胶囊，如图1（d）。

实施例5：

采用通过内部交联法来制备形貌可控的壳核微胶囊过程：吸取稀释后的维生素E作为内相溶液。配制海藻酸钠溶液，加入1%的吐温80和0.05%的纳米碳酸钙，用注射器吸取作为中间相。在矿物油中加入5%PGPR乳化剂和0.5%的醋酸，吸取作为外相溶液。L1、L2和L3的流量分别为5 、30和100 μL/min，在通道内固化成子弹形的壳核微胶囊，如图1（e）。

实施例6：

采用通过内部交联法来制备形貌可控的壳核微胶囊过程：吸取稀释后的维生素E作为内相溶液。配制海藻酸钠溶液，加入1%的吐温80和0.05%的纳米碳酸钙，用注射器吸取作为中间相。在矿物油中加入5%PGPR乳化剂和0.6%的醋酸，吸取作为外相溶液。L1、L2和L3的流量分别为5 、30和100 μL/min，在通道内固化成子弹形的壳核微胶囊，如图1（f）。

Claims (7)

1.一种形貌可控的壳核维生素E微胶囊，其特征在于由如下方法制成：以维生素E为内相，海藻酸钠溶液为中间相，矿物油为外相；，通过在中间相中加入纳米碳酸钙，以及在外相中加入醋酸，通过控制纳米碳酸钙与醋酸反应释放的钙离子与海藻酸钠交联的速度，从而得到形貌可控的壳核维生素E微胶囊。

2.权利要求1所述形貌可控的壳核维生素E微胶囊的制备方法，其特征在于包括如下步骤:

1)、取维生素E溶于溶剂，制成内相溶液，作为流体L1。

2)、取海藻酸钠溶于水中，加入吐温80和纳米碳酸钙，制成中间相溶液，作为流体L2。

3）、取矿物油，加入PGPR和醋酸，制成外相溶液，作为流体L3。

4）、使LI、L2和L3通过注射泵注射到微流控装置，制备O/W/O液滴。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述溶剂为苯甲酸苄酯，用量体积为维生素E的5-10倍。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述海藻酸钠质量百分浓度为0.3~1.5％，吐温80的质量百分浓度为0.2-2%，纳米碳酸钙的质量百分浓度为0.01-0.5%。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述PGPR质量百分浓度为0.5~20％，醋酸的质量百分浓度为0.05-1%。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤4）中所述L1流量为1-10 μL/min，L2流量为15-50 μL/min，L3流量为60-700 μL/min。

7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述海藻酸钠为低粘度的，粘度为4-12 mpa.s，纳米碳酸钙的粒径为10-50 nm。