CN113117616A - 一种壳聚糖微液滴的固化方法 - Google Patents

一种壳聚糖微液滴的固化方法 Download PDF

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程学勤
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Abstract

本发明涉及微液滴固化技术领域，尤其涉及一种壳聚糖微液滴的固化方法。本发明提供了一种壳聚糖微液滴的固化方法，包括以下步骤：将壳聚糖溶液制备成壳聚糖微液滴；将所述壳聚糖微液滴滴于对苯二甲醛的油相溶液中，进行固化反应，得到固态的壳聚糖微球；所述对苯二甲醛的油相溶液中的油相包括span80，还包括石蜡油或植物油。本发明具有以下有益效果：1)本发明在对苯二甲醛的油相溶液中进行交联固化形成壳聚糖微球，反应条件简单，易操作；2)本发明制备得到的壳聚糖微球粒径可控、互不粘连，且可生物降解，大大提高了壳聚糖的化学稳定性。

Description

一种壳聚糖微液滴的固化方法
技术领域
本发明涉及微液滴固化技术领域，尤其涉及一种壳聚糖微液滴的固化方法。
背景技术
壳聚糖是由蟹、虾外壳中的甲壳素的脱乙酰基后得到的一种带正电荷的直链多糖，也是唯一的碱性多糖。不溶于水和碱溶液，可溶于稀盐酸、硝酸等无机酸以及醋酸等大多数有机酸。相比其他多糖如纤维素和淀粉，壳聚糖具有更高的化学活性微液滴固化性，由于具有良好的生物相容性、生物降解性和生物粘附性等特点，在医药领域和生物工程材料领域有着广阔的应用前景。
微液滴是稳定液体在连续不混溶液液体中的分散体，在科学研究和工程应用中具有重要的价值，长期以来被应用于医药生产、化妆品、食品、生物医药、材料和能源等各领域中。单分散微液滴的制备已经引起了广泛的关注，因为他们涉及了各领域的诸多实际应用，其重要的应用价值推动了多种微液滴制备技术的发展。传统乳化法在制备过程中存在易损害被包裹物质的活性、无法精确控制液滴的尺寸，包裹率较低以及无法制备结构更为复杂的多乳液滴等诸多问题。因此，近年来发展了多种新型的微流动方法，比如：微流控芯片、毛细玻璃管、电雾化、流动聚焦、界面剪切、气体剪切以及空气微流体等技术，这些流动方法不仅可以有效的保护被封装的成分、提升包裹率、控制液滴的尺寸，还可以精确设计微液滴的结构。
目前有关壳聚糖微液滴的制备方法已日趋成熟，但对于如何很好的实现壳聚糖微液滴的固化是目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种壳聚糖微液滴的固化方法，所述固化方法反应条件简单，且得到的壳聚糖微球粒径可控、互不粘连。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种壳聚糖微液滴的固化方法，包括以下步骤：
将壳聚糖溶液制备成壳聚糖微液滴；
将所述壳聚糖微液滴滴于对苯二甲醛的油相溶液中，进行固化反应，得到固态的壳聚糖微球；
所述对苯二甲醛的油相溶液中的油相包括司盘80，还包括石蜡油或植物油。
优选的，所述壳聚糖溶液中还包括改性剂；所述改性剂为甲基纤维素钠。
优选的，所述壳聚糖溶液中的壳聚糖的质量浓度为4～8％；
所述壳聚糖溶液中的改性剂的质量浓度为0.5～2％。
优选的，所述壳聚糖溶液中还包括磁性纳米铁粉；
所述壳聚糖溶液中的磁性纳米铁粉的质量浓度为0.5～2％。
优选的，所述壳聚糖溶液的溶剂为甲酸、乙酸、丙酸、盐酸、柠檬酸、酒石酸和谷氨酸中的一种或几种。
优选的，所述对苯二甲醛的油相溶液中的对苯二甲醛的质量浓度为2～4％。
优选的，所述span80的质量与所述span80和石蜡油的总质量比为(4～8)：100；
或所述span80的质量与所述span80和植物油的总质量比为(4～8):100。
优选的，所述植物油包括棉籽油、花生油、玉米油、大豆油、橄榄油和葵花籽油中的一种或几种。
优选的，所述固化反应的温度为室温，时间为0.5～1h。
优选的，制备所述壳聚糖微液滴的方法为微流控芯片法、玻璃毛细管法或流动聚焦法。
本发明提供了一种壳聚糖微液滴的固化方法，包括以下步骤：将壳聚糖溶液制备成壳聚糖微液滴；将所述壳聚糖微液滴滴于对苯二甲醛的油相溶液中，进行固化反应，得到固态的壳聚糖微球；所述对苯二甲醛的油相溶液中的油相包括司盘80(span80)，还包括石蜡油或植物油。所述对苯二甲醛的分子结构中有两个活泼的醛基基团，其能与壳聚糖分子共聚，形成稳定的结构，从而起到交联剂的作用。在油相中添加span80，其不溶于水，可以防止在实验中制备的壳聚糖液滴溶于水相，在接收固化时还需防止液滴融合。
本发明具有以下有益效果：
1)本发明在对苯二甲醛的油相溶液中进行交联固化形成壳聚糖微球，反应条件简单，易操作；
2)本发明制备得到的壳聚糖微球互不粘连，且可生物降解，大大提高了壳聚糖的化学稳定性。
附图说明
图1为实施例1得到的固态的壳聚糖微球的显微镜图；
图2为实施例2得到的固态的壳聚糖微球的显微镜图；
图3为实施例3得到的固态的壳聚糖微球的显微镜图；
图4为实施例4得到的固态的壳聚糖微球的显微镜图；
图5为实施例5得到的固态的壳聚糖微球的显微镜图；
图6为实施例6得到的固态的壳聚糖微球的显微镜图。
具体实施方式
本发明提供了一种壳聚糖微液滴的固化方法，其特征在于，包括以下步骤：
将壳聚糖溶液制备成壳聚糖微液滴；
将所述壳聚糖微液滴滴于对苯二甲醛的油相溶液中，进行固化反应，得到固态的壳聚糖微球；
所述对苯二甲醛的油相溶液中的油相包括span80，还包括石蜡油或植物油。
在本发明中，若无特殊说明，所有原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明将壳聚糖溶液制备成壳聚糖微液滴。在本发明中，所述壳聚糖溶液包括壳聚糖和溶剂。在本发明中，所述溶剂优选为甲酸、乙酸、丙酸、盐酸、柠檬酸、酒石酸和谷氨酸中的一种或几种；当所述溶剂为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。
在本发明中，所述壳聚糖溶液还优选包括改性剂；所述改性剂优选为羧甲基纤维素钠。
在本发明中，所述壳聚糖溶液还优选包括磁性纳米铁粉；所述磁性纳米铁粉的粒径优选为20～40nm。
在本发明中，所述壳聚糖溶液中的壳聚糖的质量浓度优选为4％～8％，更优选为5％～6％；所述壳聚糖溶液中的改性剂的质量浓度优选为0.5～2％，更优选为0.5～1.5％。所述壳聚糖溶液中的磁性纳米铁粉的质量浓度优选为0.5～2％，更优选为1.0～1.5％。
在本发明中，制备所述壳聚糖微液滴的方法优选为微流控芯片法、玻璃毛细管法或流动聚焦法。本发明对所述微流控芯片法、玻璃毛细管法或流动聚焦法的具体过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述壳聚糖微液滴的粒径优选为0.2～0.3mm，更优选为0.25～0.27mm。
得到壳聚糖微液滴后，本发明将所述壳聚糖微液滴滴于对苯二甲醛的油相溶液中，进行固化反应，得到固态的壳聚糖微球。
在本发明中，所述壳聚糖微液滴的滴加速率优选为40～80mL/h，更优选为60mL/h。
在本发明中，所述对苯二甲醛的油相溶液中的对苯二甲醛的质量浓度优选为2～4％，更优选为2.5～3.5％。所述对苯二甲醛的油相溶液中的油相包括span80，还包括石蜡油或植物油；所述植物油优选包括棉籽油、花生油、玉米油、大豆油、橄榄油和葵花籽油中的一种或几种；当所述植物油为上述具体物质中的一种或几种时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本发明中，所述span80的质量与所述span80和石蜡油的总质量比优选为(4～8)：100，更优选为(6～8)：100；所述span80的质量与所述span80和植物油的总质量比优选为(4～8)：100，更优选为(6～8)：100。
在本发明中，所述固化反应的温度优选为室温，更优选为20～40℃，最优选为25～35℃；时间优选为0.5～1h。
所述固化反应完成后，本发明还优选包括过滤、洗涤和干燥；本发明对所述过滤、洗涤和干燥的条件没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述固态的壳聚糖微球的粒径优选为0.2～0.3mm，更优选为0.25～0.28mm。
下面结合实施例对本发明提供的壳聚糖微液滴的固化方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将含有质量百分含量为4％的壳聚糖溶液通过微流控芯片技术制备成壳聚糖微液滴；
将所述壳聚糖微液滴以60mL/h的滴加速率滴加至质量浓度为2％对苯二甲醛的油相溶液(溶剂为质量比为8：92的span80和石蜡油)中进行固化反应后，固化反应的温度为20℃，时间为0.5h；依次进行过滤，洗涤和干燥，得到固态的壳聚糖微球；
利用显微镜观察所述固态的壳聚糖微球，如图1所示，由图1可知，所述固态的壳聚糖微球的表面光滑，粒径为0.27mm。
实施例2
将含有质量百分含量为4％的壳聚糖溶液通过微流控芯片技术制备成壳聚糖微液滴；
将所述壳聚糖微液滴以60mL/h的滴加速率滴加至质量浓度为4％对苯二甲醛的油相溶液(溶剂为质量比为8：92的span80和石蜡油)中进行固化反应后，固化反应的温度为20℃，时间为0.5h；依次进行过滤，洗涤和干燥，得到固态的壳聚糖微球；
利用显微镜观察所述固态的壳聚糖微球，如图2所示，由图2可知，所述固态的壳聚糖微球的表面较粗糙，粒径为0.27mm。
实施例3
将含有质量百分含量为4％的壳聚糖溶液通过微流控芯片技术制备成壳聚糖微液滴；
将所述壳聚糖微液滴以60mL/h的滴加速率滴加至质量浓度为2％对苯二甲醛的油相溶液(溶剂为质量比为8：92的span80和石蜡油)中进行固化反应后，固化反应的温度为20℃，时间为1h；依次进行过滤，洗涤和干燥，得到固态的壳聚糖微球；
利用显微镜观察所述固态的壳聚糖微球，如图3所示，由图3可知，所述固态的壳聚糖微球趋于粉末状，粒径为0.27mm。
实施例4
将含有质量百分含量为4％的壳聚糖、质量百分含量为0.5％的纳米磁性铁粉(粒径为20～40nm)的壳聚糖溶液通过微流控芯片技术制备成壳聚糖微液滴；
将所述壳聚糖微液滴以60mL/h的滴加速率滴加至质量浓度为2％对苯二甲醛的油相溶液(溶剂为质量比为8:92的span80和石蜡油)中进行固化反应后，固化反应的温度为20℃，时间为0.5h；依次进行过滤，洗涤和干燥，得到固态的壳聚糖微球；
利用显微镜观察所述固态的壳聚糖微球，如图4所示，由图4可知，所述固态的壳聚糖微球趋于粉末状，表面包裹有磁性粉末，在磁体驱动下，颗粒会在外加磁场的情况下随之运动，粒径为0.27mm。
实施例5
将含有质量百分含量为4％的壳聚糖、质量百分含量为1％纳米磁性铁粉(粒径为20～40nm)的壳聚糖溶液通过微流控芯片技术制备成壳聚糖微液滴；
将所述壳聚糖微液滴以60mL/h的滴加速率滴加至质量浓度为2％对苯二甲醛的油相溶液(溶剂为质量比为8：92的span80和石蜡油)中进行固化反应后，固化反应的温度为20℃，时间为0.5h；依次进行过滤，洗涤和干燥，得到固态的壳聚糖微球；
利用显微镜观察所述固态的壳聚糖微球，如图5所示，由图5可知，所述固态的壳聚糖微球趋于粉末状，表面包裹有磁性粉末，在磁体驱动下，颗粒会在外加磁场的情况下随之运动，粒径为0.27nm。
实施例6
将含有质量百分含量为4％壳聚糖、质量百分含量为0.5％的羧甲基纤维素钠的壳聚糖溶液通过微流控芯片技术制备成壳聚糖微液滴；
将所述壳聚糖微液滴以60mL/h的滴加速率滴加至质量浓度为对苯二甲醛的油相溶液(溶剂为质量比为8:92的span80和石蜡油)中进行固化反应后，固化反应的温度为20℃，时间为0.5h；依次进行过滤，洗涤和干燥，得到固态的壳聚糖微球；
利用显微镜观察所述固态的壳聚糖微球，如图6所示，由图6可知，羧甲基纤维素钠使壳聚糖溶液粘度增加，液滴单分散性变差，粒径为0.27mm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种壳聚糖微液滴的固化方法，其特征在于，包括以下步骤：
将壳聚糖溶液制备成壳聚糖微液滴；
将所述壳聚糖微液滴滴于对苯二甲醛的油相溶液中，进行固化反应，得到固态的壳聚糖微球；
所述对苯二甲醛的油相溶液中的油相包括司盘80，还包括石蜡油或植物油。
2.如权利要求1所述的固化方法，其特征在于，所述壳聚糖溶液中还包括改性剂；
所述改性剂为羧甲基纤维素钠。
3.如权利要求2所述的固化方法，其特征在于，所述壳聚糖溶液中的壳聚糖的质量浓度为4～8％；
所述壳聚糖溶液中的改性剂的质量浓度为0.5～2％。
4.如权利要求1、2或3所述的固化方法，其特征在于，所述壳聚糖溶液中还包括磁性纳米铁粉；
所述壳聚糖溶液中的磁性纳米铁粉的质量浓度为0.5～2％。
5.如权利要求1所述的固化方法，其特征在于，所述壳聚糖溶液的溶剂为甲酸、乙酸、丙酸、盐酸、柠檬酸、酒石酸和谷氨酸中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的固化方法，其特征在于，所述对苯二甲醛的油相溶液中的对苯二甲醛的质量浓度为2～4％。
7.如权利要求1或6所述的固化方法，其特征在于，所述span80的质量与所述span80和石蜡油的总质量比为(4～8)：100；
或所述span80的质量与所述span80和植物油的总质量比为(4～8):100。
8.如权利要求7所述的固化方法，其特征在于，所述植物油包括棉籽油、花生油、玉米油、大豆油、橄榄油和葵花籽油中的一种或几种。
9.如权利要求1所述的固化方法，其特征在于，所述固化反应的温度为室温，时间为0.5～1h。
10.如权利要求1所述的固化方法，其特征在于，制备所述壳聚糖微液滴的方法为微流控芯片法、玻璃毛细管法或流动聚焦法。
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