一种以单乳为模板制备壳聚糖微囊的方法技术

一种以单乳为模板制备壳聚糖微囊的方法，其工艺步骤：(1)配制分散相和连续相流体；(2)分别将分散相和连续相流体注入微流体装置的不同进液口，形成单分散的油包水单乳；(3)方法1：对苯二甲醛的量在连续相流体中的浓度为0.0005～0.002g/ml时，将单分散的油包水单乳通过输出管引入收集容器，使其在收集容器中静置8～24h，即形成壳聚糖核壳微囊；方法2：当对苯二甲醛的量在连续相流体中的浓度为0.002～0.005g/ml时，将单分散的油包水单乳通过输出管引入盛有大豆油的收集容器，在大豆油中于常压、室温静置交联30min～1h，即形成壳聚糖微囊；(4)壳聚糖微囊用异丙醇洗涤除去外部油相，再用去离子水洗涤除去异丙醇。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于壳聚糖微囊制备领域，特别涉及一种利用微流控装置制备单分散性的油包水乳液，并以单乳为模板制备壳聚糖微囊的方法。
技术介绍
壳聚糖(Chitosan，CS)由天然甲壳素(Chitin)部分脱乙酰化而得到，是由2_氨基-2-脱氧-P-D-葡萄糖通过￠-1,4-糖苷键聚合形成的唯一聚阳离子型生物多糖。壳聚糖具有很多优良的生物相容性、生物可降解性、无细胞毒性和优良的成膜性等。且壳聚糖分子链上富有可质子化的氨基，当环境的PH发生变化时，基于壳聚糖的水凝胶会随之发生体积相变或溶解，从而可以调节固载在凝胶基质中的药物分子的释放和用于一些酶活性或细胞的定向筛选。壳聚糖的上述性质在感应环境PH变化的智能化药物载体研究和酶或细胞的高通量筛选方面具有良好的应用前景。常用的壳聚糖微囊制备方法有静电层状组装法、凝聚法、喷雾干燥法和壳聚糖涂层法等。这些传统方法操作步骤比较繁琐，且制备出的壳聚糖微囊普遍存在粒径分布不均匀、机械强度差以及有毒溶剂残留等缺点，限制了壳聚糖微囊的应用。近年来，膜乳化-交联技术的迅速发展，为单分散乳液的制备提供了有效的解决方法，但膜乳化技术操作复杂，如制备微囊时需要两步交联和去除内核等操作，且膜乳化技术制得的壳聚糖微囊的单分散性都在10%以上，限制了微囊的一些应用，如通过流式细胞仪检测微囊内的细胞存活率较大颗的微囊就难以通过。微流控技术是指利用尺寸为数十到数百微米的通道对微小体积流体进行操控的技术。微流控技术的发展为制备各种粒径的单分散乳液提供了简单有效的方法。目前以微流控技术制备的乳液为模板合成微囊的方法主要集中在以复乳为模板(如制备油包水包油乳液，内相油相中的交联剂扩散至溶有壳聚糖的水相进行交联成囊)，此种方法不仅需要较为复杂的两级微流控装置，且制备复乳需要非常精确的控制，及制备的复乳尺寸较大，一般在200iim以上。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，此种方法不仅工艺简单，成囊条件温和，节省原料，而且可获得粒径更小的微囊。本专利技术所述以单乳为模板制备壳聚糖微囊的方法，工艺步骤如下(I)配制分散相和连续相流体分散相流体的配制以水溶性壳聚糖、羟乙基纤维素和去离子水为原料，在常压、室温(室内自然温度)下将水溶性壳聚糖、羟乙基纤维素加入去离子水中搅拌均匀形成混合液，当水溶性壳聚糖和羟乙基纤维素溶解后用氢氧化钠水溶液调节所述混合液的PH值至6. 0 6. 7，即形成分散相流体，水溶性壳聚糖的量以分散相流体中其浓度达到0. 02 0. 04g/ml为限，羟乙基纤维素的量以分散相流体中其浓度达到0. 005 0. 01g/ml为限；、连续相流体的配制以对苯二甲醛、聚甘油蓖麻醇三酯、大豆油为原料，在常压、室温(室内自然温度)下将对苯二甲醛和聚甘油蓖麻醇三酯加入大豆油中搅拌均匀形成混合液，当对苯二甲醛和聚甘油蓖麻醇三酯溶解后，即形成连续相流体，对苯二甲醛的量以连续相流体中其浓度达到0. 0005 0. 005g/ml为限，聚甘油蓖麻醇三酯的量以连续相流体中其浓度达到0. 01 0. 04g/ml为限；(2)制备油包水乳液 将步骤(I)配制的分散相流体、连续相流体分别由与注射泵连接的注射器注入微流体装置的不同进液口，在所述微流体装置中形成单分散的油包水乳液，所述分散相流体的流量Qa = 50 500 u L/h，所述连续相流体的流量Qb = 500 2500 u L/h ；(3)收集乳液并形成微囊方法I :将步骤(2)形成的油包水乳液通过与微流体装置连接的输出管引入收集容器，在常压、室温静置交联8 24h，即形成壳聚糖微囊；或方法2 :将步骤(2)形成的油包水乳液通过与微流体装置连接的输出管引入盛有大豆油的收集容器，在大豆油中于常压、室温(室内自然温度)静置交联30min lh，SP形成壳聚糖微囊；⑷洗涤将步骤(3)形成的壳聚糖微囊用异丙醇洗涤除去外部油相，再用去离子水洗涤除去异丙醇。上述方法中，当用步骤(3)中的方法I形成壳聚糖微囊时，对苯二甲醛的量在连续相流体中的浓度优选0. 0005 0. 002g/ml ;当用步骤(3)中的方法2形成壳聚糖微囊时，对苯二甲醛的量在连续相流体中的浓度优选0. 002 0. 005g/ml。上述方法中，配制分散相时，优选脱乙酰度为85%、重均分子量Mw彡5000g/mol的水溶性壳聚糖。上述方法中，与微流体装置连接的输出管的长度优选10 50cm。使用本专利技术所述方法，可得到粒径小于50 y m的壳聚糖微囊。本专利技术所述方法可使用各种类型的微流体装置，优选使用下述结构的简易微流体装置所述简易微流体装置，包括载玻片、下盖玻片、上盖玻片、注射针头；下盖玻片的数量至少为三片，各下盖玻片相隔一间距固定在载玻片上形成相互贯通的微流通道，上盖玻片覆盖所述下盖玻片形成的微流通道并固定在下盖玻片上，微流通道的进液口至少为两个，微流通道的出液口为一个；注射针头的数量与微流通道进液口的数量相同，分别固定在微流通道的进液口处，微流通道的出液口处固定有输出管。上述微流体装置，可用不同数量的下盖玻片形成多种形式的相互贯通的微流通道。例如，可将四片下盖玻片相隔一间距固定在载玻片上，形成相互贯通的“扩展喷嘴形”微流通道(见图3)。上述微流体装置，构建步骤如下I、盖玻片构型根据微流通道的设计形状，用玻璃刀把玻片划成下盖玻片、上盖玻片所需形状，然后用细砂纸把下盖玻片、上盖玻片边缘打磨光滑，下盖玻片的尺寸通常为18 X 18mm、20 X 20mm 和 24X24mm，厚度为120 170iim ;2、清洗载玻片和盖玻片首先用去离子水对载玻片和已构型的盖玻片进行清洗，然后将载玻片和盖玻片放入食人鱼溶液(98% H2SO4和30% H2O2按7 ;3的体积比配制)中，在常压、室温浸泡至少30min，以除去表面的污溃便于粘胶水；3、粘接下盖玻片和上盖玻片用紫外光固化胶(UV胶)将经食人鱼溶液处理后的下盖玻片按微流通道的设计尺寸和形状粘接到一片载玻片上，并置于照紫外灯下照射2min使UV胶固化，然后将一片上盖玻片涂覆UV胶后覆盖所述下盖玻片形成的微流通道并放置在下盖玻片上，继后用紫外灯下照射2min使UV胶固化；4、粘接针头和输出管用环氧树脂胶水将注射针头和输出管分别粘接在微流通道的进口处和出口处。本专利技术所述方法通过微流控技术制备出单分散的油包水(W/0)乳液，当乳液形成后，油相中的对苯二甲醛扩散至乳液的油水界面和壳聚糖发生由外向内的交联反应形成席夫碱结构，最终将壳聚糖水相固化形成微囊(见图I)。由于壳聚糖和对苯二甲醛形成的席夫碱结构在酸性条件下会被破坏，所以本专利技术制备出的壳聚糖微囊在酸性条件下会发生分解，这种特性可以广泛的用于细胞或酶的筛选以及PH响应型的靶向送药系统。本专利技术具有以下有益效果I、本专利技术所述壳聚糖微囊的制备方法以单乳为模板，不仅工艺简单，生产效率较高，而且可节约试剂的用量，有利于工业化生产。2、本专利技术所述壳聚糖微囊的制备方法，未使用任何有毒原料和试剂，因而对操作者不会造成损害，有利于环境保护。3、本专利技术所述方法制备的壳聚糖微囊不仅具有很好的单分散性和球形度，而且尺寸较小(< 50 ii m)，在智能化药物载体研究和酶或细胞的高通量筛选方面具有良好的应用前景。附图说明图I是本专利技术所述方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓楠楠，褚良银，刘丽，巨晓洁，谢锐，蒙治君，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：