CN108546335A - 一种应用纳米沉积装置制备壳聚糖微粒的方法 - Google Patents

一种应用纳米沉积装置制备壳聚糖微粒的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108546335A
CN108546335A CN201810531092.4A CN201810531092A CN108546335A CN 108546335 A CN108546335 A CN 108546335A CN 201810531092 A CN201810531092 A CN 201810531092A CN 108546335 A CN108546335 A CN 108546335A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chitosan
nano
precipitation device
time
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810531092.4A
Other languages
English (en)
Inventor
王君
鞠培海
张宏森
刘琦
刘婧媛
陈蓉蓉
于静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Engineering University
Original Assignee
Harbin Engineering University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Engineering University filed Critical Harbin Engineering University
Publication of CN108546335A publication Critical patent/CN108546335A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12—Powdering or granulating
    • C08J3/14—Powdering or granulating by precipitation from solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/05—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media from solid polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2305/00—Characterised by the use of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08J2301/00 or C08J2303/00
    • C08J2305/08—Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

本发明提供的是一种应用纳米沉积装置制备壳聚糖微粒的方法。将壳聚糖溶液装到纳米沉积装置的墨瓶中，选取直径为20‑80μm的喷头，调节上升时间、保压时间、下降时间、回波时间、最终上升时间，空载电压V、恒定电压、回波电压，获得预期的稳定液滴；将喷头移到装有凝结液的培养皿的液面之上；设置打印脚本；打印结束，待液滴完全沉淀，用蒸馏水洗涤至中性；用戊二醛溶液洗涤，静止；过滤得到微球，干燥。本发明利用纳米沉积装置通过控制方形电压的参数，控制喷出的液滴的形貌尺寸，进而达到控制喷出的壳聚糖溶液的尺寸，能够最大限度的降低所得到的壳聚糖微粒的粒径分布，使分布更加均匀，尺寸更加统一。

Description

一种应用纳米沉积装置制备壳聚糖微粒的方法
技术领域
本发明涉及的是一种壳聚糖微粒的制备方法。
背景技术
壳聚糖是一种具有生物可降解性，生物相容性以及无毒等优点的阳离子多糖。壳聚糖具有良好的成膜性、抗菌性、抗凝血和促进伤口愈合的作用、以及抗癌活性和抗肿瘤作用。
壳聚糖微粒是指粒径在纳米或者微米的壳聚糖颗粒，广泛应用在药物负载、伤口杀菌、微分离器和基因治疗等医疗领域。例如当壳聚糖微粒作为药物缓释载体时，其缓释时间和效率依赖于壳聚糖微粒粒径的大小。粒径越小，释药速度越快，反之亦然。但是，如果壳聚糖微粒大小不均匀，粒径不统一，释药的速率就会不同，影响药效的发挥。同样，壳聚糖微粒粒径的大小均一同样伤口杀菌等领域起重要的作用。在因此，壳聚糖微粒粒径的大小统一，对壳聚糖微球的性质有重要影响。
目前，壳聚糖微粒的制备方法主要有喷雾干燥法、凝聚法、溶剂蒸发法、乳液交联法、离子交换法、悬浮交换法等。利用这些方法可以制备得到微米甚至纳米级的壳聚糖微粒，但是这些方法都无法对壳聚糖微粒的尺寸进行有效调控。以上方法对壳聚糖微粒的调控方法主要是通过控制反应过程中的试验参数，比如温度、乳化剂用量、喷雾速度等。通过控制这些方法都是整体控制了溶液的整体参数，所得到的壳聚糖的微粒的尺寸都是存在一定的概率性，在一定的范围内波动，只能得到一个相对范围内的壳聚糖微粒尺寸，无法得到一个均匀统一的壳聚糖微粒。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够得到分布均匀、粒径统一的壳聚糖微粒的应用纳米沉积装置制备壳聚糖微粒的方法。
本发明的目的是这样实现的：
步骤1：将壳聚糖溶液装到纳米沉积装置的墨瓶中，选取直径为20-80μm的喷头，调节上升时间为5.0μs、保压时间为50.0μs、下降时间为10.0μs、回波时间为50.0μs、最终上升时间为5.0μs，一个周期共120μs，空载电压为0.0V、恒定电压为100.0V、回波电压为-60.0V，获得预期的稳定液滴；
步骤2：将喷头移到装有凝结液的培养皿的液面之上1-5mm处；
步骤3：设置打印脚本，X轴打印步距2mm，10个点，Y轴打印步距2mm，10个点，即每一遍打印出100个微粒；
步骤4：打印结束，待液滴完全沉淀，用蒸馏水洗涤至中性；
步骤5：将体积浓度为2.5-5％的戊二醛溶液加入产品中，慢慢混合均匀，静止2-24h；
步骤6：过滤得到微球，30-50℃干燥。
本发明还可以包括：
1、所述的壳聚糖溶液是这样制备的：(1)将壳聚糖溶于体积浓度为2％的醋酸溶液中，配制成体积浓度为1-5％的壳聚糖溶液；(2)向壳聚糖溶液中加入体积浓度为4-10％的水包油表面活性剂Tween-80，300W超声5-15分钟。
2、所述凝结液是用2mol/L的NaOH与无水乙醇配制而成，NaOH与无水乙醇体积比为4:1。
本发明的特点主要体现在：
1、本发明限定最高电压不能低于100V，否则液滴不容易喷出。恒定电压和保压时间主要决定喷出的液滴的大小，恒定电压和保压时间越大，喷出的液滴越大。但是不能无限大，否则会形成液柱。恒定电压给喷头中的液滴向下的压力使之喷出，经过保压时间后，电压变成回波电压，将液滴向后拉，使液柱拉断，形成稳定的液滴。回波电压太小不容易拉断液柱，也会形成液柱，回波电压太大会导致喷出的液滴方向发生偏移，不能垂直下滴。上升时间，下降时间和最终上升时间不能太短，即电压转换不能太快，否则会产生卫星液滴。整个周期不能太短，否则前后液滴容易粘结。
2、本发明将打印步距设置为大于2mm，能够防止液滴之间相互粘粘。
3、本发明打印结束、液滴完全沉淀后用蒸馏水洗涤至中性，除去产品中残存的氢氧化钠和乙酸杂质，提升产品质量。
4、本发明的交联剂浓度最低设为2.5％，否则液滴易碎，机械性能不够。
5、本发明的干燥温度上限50℃，温度过高，溶剂挥发过快，微球容易破裂。
6、本发明的表面活性剂选择为水包油型表面活性剂，浓度为4-10％，能够保证液滴形成不稳定；本发明的超声时间不低于5min，是溶液均匀。
7、本发明的NaOH溶液不能低于2mol/L，否则液滴凝结不完整，容易破碎。乙醇的加入能使液滴和凝结液融合更快。
本发明的有益效果为：
1.本发明利用纳米沉积装置通过控制方形电压的参数，控制喷出的液滴的形貌尺寸，进而达到控制喷出的壳聚糖溶液的尺寸，能够最大限度的降低所得到的壳聚糖微粒的粒径分布，使分布更加均匀，尺寸更加统一。
2.通过改变电波参数调节液滴形状，每次变化量控制在10％以内，利于观察液滴形貌，保证液滴出现预期的液滴形貌。
3.减少保持电压以及保持时间和回波电压和回波时间能够有效减少或防止卫星液滴的形成。
4.本发向溶液中加入明表面活性剂，利于防止液滴在滴到凝结液表面时分散变形，同时降低壳聚糖溶液的黏度，防止喷头堵塞。
5.凝结液的配置加入一定量乙醇，使液滴和凝结液融合更好，形成规则的液滴。
具体实施方式
下面举例对本发明做更详细的描述。
实施例1
步骤1：将壳聚糖溶于2％的醋酸溶液中，配置1-5％的壳聚糖溶液；
步骤2：向壳聚糖溶液中加入4-10％的水包油表面活性剂Tween-80，300W超声5-15分钟使溶液均匀；
步骤3：用2mol/L的NaOH与无水乙醇配置成凝结液，NaOH与无水乙醇体积比为4:1；
步骤4：将壳聚糖溶液装到纳米沉积装置的墨瓶中，选取20-80μm直径的喷头，调节上升时间设为5.0μs、保压时间50.0μs、下降时间10.0μs、回波时间50.0μs、最终上升时间5.0μs，一个周期共120μs，空载电压0.0V、恒定电压100.0V、回波电压-60.0V，获得预期的稳定液滴；
步骤5：将喷头移到装有凝结液的培养皿的液面之上大约1-5mm处；
步骤6：设置打印脚本，X轴打印步距2mm，10个点，Y轴打印步距2mm，10个点，总共100个点，即每一遍打印出100个微粒；
步骤7：打印结束，待液滴完全沉淀，用蒸馏水洗涤至中性；
步骤8：用2.5-5％的戊二醛溶液洗涤一次，慢慢混合均匀，静止2-24h以上使之充分交联；
步骤9：过滤得到微球，30-50℃干燥。
实施例2
本实施例与实施例1所述的方法基本一致，不同之处为步骤1中壳聚糖浓度优选为1％；步骤4中喷头直径优选为20μm；步骤5中喷头与凝结液培养皿的液面之上大距离优选为1mm处。
本实施例，利用纳米沉积装置制备出粒径为10μm均匀、统一壳聚糖微粒。壳聚糖浓度最低为1％，浓度低于1％液滴不容易成型。
实施例3
本实施例与实施例2所述的方法基本一致，不同之处为不同之处为步骤2向壳聚糖溶液中加入4-10％的水包油表面活性剂，优选为4％。
表面活性剂浓度为4％时，最少的表面活性剂使壳聚糖形成稳定液滴，避免溶液中过多的引入其他物质影响产品性能。
实施例4
本实施例与实施例2所述的方法基本一致，不同之处为不同之处为步骤8中用2.5-5％的戊二醛溶液洗涤一次，使之进一步交联，优选为2.5％。
2.5％的戊二醛溶液作为交联剂，使用最少的交联剂，液滴达到良好的机械性能。
实施例5
本实施例与实施例1所述的方法基本一致，不同之处为步骤1中壳聚糖浓度优选为1％；步骤4中喷头直径优选为40μm；步骤5中喷头与凝结液培养皿的液面之上大距离优选为2mm处。
本实施例，利用纳米沉积装置制备出粒径为35μm均匀、统一壳聚糖微粒。
实施例6
本实施例与实施例1所述的方法基本一致，不同之处为步骤1中壳聚糖浓度优选为5％；步骤4中喷头直径优选为80μm；步骤5中喷头与凝结液培养皿的液面之上大距离优选为5mm处。
本实施例，利用纳米沉积装置制备出粒径为50μm均匀、统一壳聚糖微粒。壳聚糖浓度最低为5％，浓度高于5％黏度太大，不容易喷出，堵塞喷头。
实施例7
本实施例与实施例6所述的方法基本一致，不同之处为不同之处为步骤2向壳聚糖溶液中加入4-10％的水包油表面活性剂，优选为10％。
表面活性剂浓度为10％时，在不影响性能的前提下使液滴稳定液滴分散均匀。
实施例8
本实施例与实施例8所述的方法基本一致，不同之处为不同之处为步骤8中用2.5-5％的戊二醛溶液洗涤一次，使之进一步交联，优选为5％。
5％的戊二醛溶液作为交联剂，液滴达到更好的机械性能。

Claims (3)

1.一种应用纳米沉积装置制备壳聚糖微粒的方法，其特征是，
步骤1：将壳聚糖溶液装到纳米沉积装置的墨瓶中，选取直径为20-80μm的喷头，调节上升时间为5.0μs、保压时间为50.0μs、下降时间为10.0μs、回波时间为50.0μs、最终上升时间为5.0μs，一个周期共120μs，空载电压为0.0V、恒定电压为100.0V、回波电压为-60.0V，获得预期的稳定液滴；
步骤2：将喷头移到装有凝结液的培养皿的液面之上1-5mm处；
步骤3：设置打印脚本，X轴打印步距2mm，10个点，Y轴打印步距2mm，10个点，即每一遍打印出100个微粒；
步骤4：打印结束，待液滴完全沉淀，用蒸馏水洗涤至中性；
步骤5：将体积浓度为2.5-5％的戊二醛溶液加入产品中，慢慢混合均匀，静止2-24h；
步骤6：过滤得到微球，30-50℃干燥。
2.根据权利要求1所述的应用纳米沉积装置制备壳聚糖微粒的方法，其特征是所述的壳聚糖溶液是这样制备的：(1)将壳聚糖溶于体积浓度为2％的醋酸溶液中，配制成体积浓度为1-5％的壳聚糖溶液；(2)向壳聚糖溶液中加入体积浓度为4-10％的水包油表面活性剂Tween-80，300W超声5-15分钟。
3.根据权利要求1或2所述的应用纳米沉积装置制备壳聚糖微粒的方法，其特征是所述凝结液是用2mol/L的NaOH与无水乙醇配制而成，NaOH与无水乙醇体积比为4:1。
CN201810531092.4A 2018-04-25 2018-05-29 一种应用纳米沉积装置制备壳聚糖微粒的方法 Pending CN108546335A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2018103755548 2018-04-25
CN201810375554 2018-04-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108546335A true CN108546335A (zh) 2018-09-18

Family

ID=63511537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810531092.4A Pending CN108546335A (zh) 2018-04-25 2018-05-29 一种应用纳米沉积装置制备壳聚糖微粒的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108546335A (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103497347A (zh) * 2013-08-26 2014-01-08 合肥工业大学 一种双功能壳聚糖微球的制备方法
CN104525071A (zh) * 2014-11-24 2015-04-22 张家港保税区鑫和成国际贸易有限公司 一种壳聚糖微球制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103497347A (zh) * 2013-08-26 2014-01-08 合肥工业大学 一种双功能壳聚糖微球的制备方法
CN104525071A (zh) * 2014-11-24 2015-04-22 张家港保税区鑫和成国际贸易有限公司 一种壳聚糖微球制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JESSICA M. R. GRECH ET AL.: "Processing and characterization of chitosan microspheres to be used as templates for layer-by-layer assembly", 《JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103521150B (zh) 一种制备纤维素微球及壳聚糖包覆的纤维素复合微球的方法
CN102070895A (zh) 一种核壳结构微胶囊及其制备方法
CN113181846B (zh) 一种基于Pickering乳液溶剂挥发的纯木质素微胶囊的制备方法
CN103570027B (zh) 一种SiO2/ZrO2/Al2O3复合纳米空心球的制备方法
Lv et al. Bioinspired hierarchically hairy particles for robust superhydrophobic coatings via a droplet dynamic template method
CN106883463A (zh) 一种形貌和粒径可控型淀粉纳米颗粒的制备方法
CN104525071A (zh) 一种壳聚糖微球制备方法
CN108301146B (zh) 一种柔性基质的结构色制备装置及方法
JP2022520221A (ja) 水性単分散デンプン－金ナノ粒子及びその製造方法
DE112016007052T5 (de) Sprühbeschichtungsfilmbildungsvorrichtung und Sprühbeschichtungsfilmbildungsverfahren
CN108546335A (zh) 一种应用纳米沉积装置制备壳聚糖微粒的方法
CN103835133A (zh) 一种制备无氟超疏水织物表面的方法
CN1160398C (zh) 颗粒度均匀的高分子微球、针状微粒及成形方法
CN106943949B (zh) 一种制备温敏型Pickering乳化剂的方法
Seiti et al. Aerosol Jet® printing 3D capabilities for metal and polymeric inks
CN107597031B (zh) 一种微胶囊相变材料的制备方法及装置
CN109701464A (zh) 基于乳液溶剂-超声喷雾法制备聚乳酸复合微球的方法
US20190085180A1 (en) Water Borne Coating Composition, Use of Such Composition, Method for Coating a Substrate Using Such Composition and Coated Substrates
Mandegari et al. Manipulating the degradation rate of PVA nanoparticles by a novel chemical‐free method
CN107200333A (zh) 一种二氧化硅亲水纳米粒子的制备方法及应用
CN101940988A (zh) 一种循环喷雾反应器喷头的制作方法
Matsuyama et al. Hydrophobic modification of fibers by pressure-induced phase-separation coupled with ultrasonic irradiation in high-pressure liquid carbon dioxide
CN113842846A (zh) 一种β-环糊精/聚乙烯醇纳米微胶囊的制备方法
Rudolf et al. Testing of novel nano gold ink for inkjet printing
US20220274332A1 (en) 3d printing head for bioprinters

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180918

RJ01 Rejection of invention patent application after publication