TWI471147B - 包埋感測分子之微膠囊 - Google Patents

Description

包埋感測分子之微膠囊

本發明有關包埋感測分子之微膠囊，特別是關於一種利用銳孔-凝固浴法將感測分子包埋於微膠囊中的製造方法，達到水分子與氫離子可自由進出，囊芯的感測分子不會溢出的特性。

微膠囊是一種用成膜材料把固體、液體或氣體包裹形成微小粒子，其中包含了囊芯和壁材的構造。人工製備的微膠囊最初商品化是50年代美國NCR(Nation Cash Register)公司1954年上市的感壓複寫紙。它是B.K.Green通過明膠與阿拉伯膠的凝聚作用所製得的，其中顯色染料用微膠囊保護起來，這種複寫紙可儲存10年之久。60、70年代微膠囊制備工藝日趨成熟，應用範圍也逐漸擴大。

通常製備微膠囊粒子大小約在1-1000微米(μm)範圍，殼材厚度在0.2-10微米之間，囊芯比例約在20-95%範圍內變化。

對於微膠囊的粒徑、形狀、結構、囊芯和殼材的物理化學特性進行控制，可賦予微膠囊各種各樣的功能。例如可採用一種或多種殼材進行多層次的包覆、殼材使用油溶性或水溶性材質進行包覆。微膠囊除了具有對所包裹的囊芯進行保護、隔離和覆蓋的功能外，必要時還具 有藉助壓力或熱能破壞殼材，向外釋放出囊芯或允許外部的其他物質向內部滲透、擴散等奇效功能。

微膠囊依據製備技術與成囊條件可將其大致包括化學合成法、物理化學合成法及物理機械合成法三大類。化學合成法主要是利用單體小分子發生聚合反應生成高分子成膜材料將囊心包覆。許多合成高分子的聚合反應都可選用到微膠囊製備上。根據原料和聚合方式的不同，化學分又可分為界面聚合法、原位聚合法、銳孔-凝固浴法。目前人們較常使用的為界面聚合法與原位聚合法。

銳孔-凝固浴法以可溶性聚合物為殼材，將聚合物配成溶液，以此容易包裹囊芯成球狀液滴入凝固浴中，使聚合物沉澱或交聯固化成為壁膜製得微膠囊。由W02011072557A1專利揭露海藻酸(alginic acid)與聚賴胺酸(poly ε-lysine)製備微膠囊包埋活性成份，包括蛋白質、胜肽、酵素、及核苷酸，作為藥物釋放之目的。由於海藻酸與聚賴胺酸之間僅利用靜電作用力之物理吸附，因此在環境的離子強度改變時(如pH改變，鹽濃度改變)，會造成微膠囊結構破壞，使囊心分子溢出，而達到釋放的目的。

本發明目的為提供一種包埋感測分子之微膠囊。主要在中性及室溫的條件下將感測分子微膠囊化後，以降低極端的反應條件影響感測分子的特性，及與其他溶液混合，不會造成與溶液間的汙染，且藉由微膠囊半透膜特性，提高了膜的強度與通透性能，達到水分子與氫離子可自由 進出，囊芯的感測分子不會溢出的特性。特別可運用於敷材中，利用滲出液流至微膠囊感測分子使其變色，提醒使用者更換敷材，微膠囊感測分子不溢出因此不會污染傷口及影響傷口復原。

為了讓本發明所提供之適用於銳孔-凝固浴法形成微膠囊組成及製造方法更加清楚起見，下文特舉較佳實施例，來詳細說明如何運用本發明所揭露之組成及製造方法。

本發明包埋感測分子之微膠囊的組成係包括：一囊芯，其由感測分子、海藻酸、鈣離子與水所構成；以及一半透性高分子殼材由帶正電荷之聚合物與戊二醛所構成，來包覆前述囊芯所形成之微膠囊；其中殼材與囊芯的重量比約0.05~0.5：1。

本發明包埋感測分子之微膠囊使用的感測分子可為pH指示劑或極性感測劑，其水溶液濃度為0.01-0.1%(以重量計，以下同)。pH指示劑可為溴酚紫(bromocresol purple)、氯酚紅(chlorophenol red)、溴酚藍(bromophenol blue)、對硝基酚(p-nitrophenol)、石蕊精(azolitmin)、酚紅(phenolsulfonphthalein)、中性紅染色液(neutral red staining solution)、薔薇酸(rosolic acid)、甲酚紅(o-cresolsulfonephthalein)或α-萘酚酞(α-naphtholphthalein)。極性感測劑為6-二苯基-4-(2,4,6-三苯基-1-吡啶鎓)苯氧內鹽染料(Reichardt's Dye)。

本發明包埋感測分子之微膠囊使用的海藻酸之水溶液濃度 為1.5-2.5%。

本發明包埋感測分子之微膠囊使用的感測分子/海藻酸的水溶液比例為0.01-0.1：1。

本發明包埋感測分子之微膠囊使用的鈣離子之水溶液濃度為1-5%。鈣離子係來自氯化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、硝酸鈣、硫酸鈣、檸檬酸鈣及氟化鈣。

本發明包埋感測分子之微膠囊使用的帶正電荷之聚合物水溶液濃度為1-5%。帶正電荷之聚合物可為甲殼素、聚賴胺酸及聚乙烯亞胺(polyethyleneimine)。

本發明包埋感測分子之微膠囊使用的戊二醛之水溶液濃度為0.5-2.5%。

實施例1

將15g海藻酸加入1000ml水中，加熱至90℃使其溶解製成1.5%海藻酸水溶液。另外取1g溴甲酚紫加入1000ml水中製成0.1%溴甲酚紫水溶液。取0.1%溴甲酚紫溶液10ml與1.5%海藻酸水溶液1000ml比例均勻攪拌成溴甲酚紫/海藻酸水溶液。使用氣流式噴霧器將溴甲酚紫/海藻酸水溶液以噴霧方式與5%氯化鈣水溶液1000ml接觸形成微小球體，再以過濾方式移除氯化鈣溶液，再將微小球體移至1%聚賴胺酸溶液1000ml中，再以過濾方式移除聚賴胺酸溶液，再將球體移至0.5%戊二醛溶液1000ml中，再以過濾方式移除戊二醛溶液，即可得包埋感測分子之微膠囊。

實施例2

本實施例之技術內容，大致上與前述實施例1相同，其中僅 將實施例1中「取1g溴甲酚紫加入1000ml水中」變更為「取0.1g溴甲酚紫加入1000ml水中」。

實施例3

本實施例之技術內容，大致上與前述實施例1相同，其中僅將實施例1中「將15g海藻酸加入1000ml水中，加熱至90℃使其溶解製成1.5%海藻酸水溶液」變更為「將25g海藻酸加入1000ml水中，加熱至90℃使其溶解製成2.5%海藻酸水溶液」。

實施例4

本實施例之技術內容，大致上與前述實施例1相同，其中僅將實施例1中「再將球體移至0.5%戊二醛溶液1000ml中」變更為「再將球體移至2.5%戊二醛溶液1000ml中」。

實施例5

本實施例之技術內容，大致上與前述實施例1相同，其中僅將實施例1中「以噴霧方式與5%氯化鈣水溶液1000ml接觸形成微小球體」變更為「以噴霧方式與1%氯化鈣水溶液1000ml接觸形成微小球體」。

包埋感測分子之微膠囊的包覆性之測試方法：將實施例1-5所得包埋感測分子之微膠囊進行相關包覆性測試。分別取0.5g包埋感測分子之微膠囊，置於50ml pH 7、0.1N磷酸塩緩衝溶液中，置於振盪槽以每分鐘轉速200rpm振盪，於24小時後取樣其中磷酸塩緩衝溶液，並利用分光光度計測量是否有溴甲酚紫於波長588nm的吸收，如吸收值為0，即代表包覆性良好，亦即微膠囊內感測分子溴甲酚紫無溢出。

實施例1-5中所得包埋感測分子之微膠囊的測試結果如下表所示：

由上表可知，本發明所得包埋感測分子之微膠囊的包覆性良好，運用於敷材中，利用滲出液流至微膠囊感測分子使其變色，提醒使用者更換敷材，微膠囊感測分子不溢出因此不會污染傷口及影響傷口復原。證明其具有產業上利用價值。

Claims (9)

1. 一種包埋感測分子之微膠囊，其組成包括：一囊芯，其由感測分子、海藻酸、鈣離子與水所構成，其中感測分子為pH指示劑或極性感測劑；以及一半透性高分子殼材，其由帶正電荷之聚合物與戊二醛所構成，包覆前述囊芯而形成；其中殼材與囊芯的重量比為0.05~0.5：1。
2. 如申請專利範圍第1項所述之包埋感測分子之微膠囊，其中感測分子水溶液濃度為0.01-0.1%。
3. 如申請專利範圍第2項所述之包埋感測分子之微膠囊，其中pH指示劑為溴酚紫、氯酚紅、溴酚藍、對硝基酚、石蕊精、酚紅、中性紅染色液、薔薇酸、甲酚紅或α-萘酚酞。
4. 如申請專利範圍第2項所述之包埋感測分子之微膠囊，其中極性感測劑為6-二苯基-4-(2,4,6-三苯基-1-吡啶鎓)苯氧內鹽染料(Reichardt's Dye)。
5. 如申請專利範圍第1項所述之包埋感測分子之微膠囊，其中鈣離子係來自氯化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、硝酸鈣、硫酸鈣、檸檬酸鈣或氟化鈣；且鈣離子水溶液濃度為1-5%。
6. 如申請專利範圍第1項所述之包埋感測分子之微膠囊，其中帶正電荷之聚合物，為甲殼素、聚賴胺酸或聚乙烯亞胺；且帶正電荷之聚合物的水溶液濃度為1-5%。
7. 如申請專利範圍第1項所述之包埋感測分子之微膠囊，其中海藻酸之水溶液濃度為1.5-2.5%。
8. 如申請專利範圍第1項所述之包埋感測分子之微膠囊，其中感測分子/海藻酸之水溶液比例為0.01-0.1：1。
9. 如申請專利範圍第1項所述之包埋感測分子之微膠囊，其中戊二醛之水溶液濃度為0.5-2.5%。