一種復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法
【專利摘要】一種復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法，它涉及一種復凝法制備微囊的方法，本發(fā)明要解決現(xiàn)有復合微囊的囊芯材料抗揮發(fā)性能差和包封率低的問題。制備方法：一、陰離子型高分子或兩性天然高分子的壁材溶解水中，形成溶液A；二、陽離子型高分子或兩性天然高分子的壁材溶解水中，形成溶液B；三、囊芯物加到溶液A中高剪切乳化，均質；四、O/W乳劑加到溶液B中，恒溫攪拌；五、調節(jié)混合液pH值，再加水稀釋；六、加入無機納米粒子后降溫，加入固化劑，再加入聚乙烯醇溶液，抽濾洗滌后得到有機-無機復合微囊。本發(fā)明得到的復合微囊抗揮發(fā)性能高，包封率可達92%，主要應用于食品、醫(yī)藥、化妝品和生物工程領域。
【專利說明】一種復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復聚凝法制備微囊的方法。
【背景技術】
[0002]有機-無機復合微囊是高分子學科的新興領域。通常制備有機-無機結構復合粒子大多采用乳液聚合法。乳液聚合法首先是將二氧化硅進行氨基化，后直接放入水中，力口入單體和引發(fā)劑進行乳液聚合，直接包覆在無機納米微粒上形成納米粒子，即以無機納米粒子二氧化硅為模板核心。如中國專利CN1669629名稱為“以聚合物為核的制備有機-無機雜化納米微膠囊的方法”的專利是用乙烯基單體乳液聚合合成聚合物種子，再與硅氧烷單體共聚，得到有機-無機雜化型核殼乳膠粒?；蛘咄ㄟ^加入表面活性劑減小無機粒子表面極性，提高其與高分子間的親和性，增強包覆效果。中國專利CN1680014名稱為“以有機小分子烴為模板的制備有機-無機雜化納米微膠囊的方法”記載用有機小分子烴液滴為模版，采用細乳液聚合方法，用乙烯基單體與硅氧烷單體縮合。也有采用層層自組裝技術在納米二氧化硅模板上構建自組裝多層膜來制備微膠囊，如李棟等人在2012年《造紙科學與技術》第3期的文獻“利用納米SiO2模板制備殼聚糖季銨鹽/海藻酸鈉自組裝微膠囊的研究”中記載了采用相反電荷的天然高分子材料應用層層自組裝技術制備以二氧化硅為囊芯的微球。
[0003]現(xiàn)有技術的文獻發(fā)現(xiàn)，張玉喜等人在2001年6月《精細化工》中的文獻“熱敏材料微膠囊及熱敏油墨的制備”，其制備方法是在制備完成的明膠-阿拉伯膠微囊中加入二氧化硅作為隔離劑，但是該文獻是在固化后加入的二氧化硅是起到防止微囊粘連的作用。Spomenka Simovic 等人在 Journal of Controlled Release, 143 (3)，2010，367 - 373 “Anoral delivery system for indomethicin engineered from cationic lipid emulsionsand silica nanoparticles”中制備二氧化娃-油脂混合微囊,是將二氧化娃先與油混合為囊芯，進行包覆，其中的二氧化硅只起吸附劑的作用。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有復合微囊的囊芯材料抗揮發(fā)性能差和包封率低的問題，而提供一種復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法。
[0005]本發(fā)明復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法按下列步驟實現(xiàn):
[0006]一、將陰離子型高分子或兩性天然高分子的壁材A加入水中，放置7?10小時自然溶脹后，加熱至70?90°C使壁材A完全溶解形成固含量為1%?40%的溶液A ；
[0007]二、將陽離子型高分子或兩性天然高分子的壁材B加入水中，放置7?10小時自然溶脹后，加熱至40?60°C使壁材B完全溶解形成固含量為0.1%?40%的溶液B ；
[0008]三、將油性或油溶性的囊芯物加入到步驟一的溶液A中，再放入乳化機中乳化30?50s，然后置于均質機中均質3?5次，得到0/W乳劑；
[0009]四、把步驟三得到的0/W乳劑滴加到溶液B中，在40?60°C下恒溫攪拌均勻，得到混合液；
[0010]五、向步驟四中的混合液中加入酸度調節(jié)劑，調至混合液pH=4，然后再加水稀釋I?2倍，攪拌均勻后得到微囊混懸液；
[0011]六、向微囊混懸液中加入占壁材A和壁材B總質量1%?30%的無機納米粒子，降溫至8?irC后再加入固化劑，固化I?6h，然后加入聚乙烯醇溶液使體系中聚乙烯醇質量濃度為0.8%?1.2%，反應I?2h得到固化后的微囊混懸液，微囊混懸液抽濾后收集微囊，微囊經(jīng)水洗滌I?3次，干燥后得到有機-無機復合微囊；
[0012]其中所述的壁材A為阿拉伯膠、黃原膠、羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉或蛋白質，壁材B為殼聚糖、明膠或蛋白質；
[0013]所述的固化劑為TG酶、戊二醛、甲醛或京尼平。
[0014]本發(fā)明一種有機-無機復合微囊是以油性或油溶性的囊芯物作為芯材，以壁材A和壁材B形成的交聯(lián)高分子復凝物和無機納米粒子為囊材對芯材進行包裹，通過固化劑使高分子復凝物固化交聯(lián)，并將無機納米粒子吸附在交聯(lián)高分子復凝物的網(wǎng)狀結構中；其中壁材A為阿拉伯膠、黃原膠、羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉或蛋白質，壁材B為殼聚糖、明膠或蛋白質，固化劑為TG酶、戊二醛、甲醛或京尼平。
[0015]本發(fā)明采用復凝聚法制備得到的有機-無機復合微囊包含以下優(yōu)點:
[0016]1、有機-無機復合微囊具有良好的抗揮發(fā)性能。通過與未包埋處理的易氧化芯材進行加速氧化實驗對比可知，有機-無機復合微囊中的芯材薄荷醇原料在60°C下加速3天只氧化了 9.8%，而在同等條件下未微囊化的薄荷醇在60°C下加速3天氧化了 60%，進而顯示出有機-無機復合微囊良·好的抗揮發(fā)性能。
[0017]2、本發(fā)明將芯材制備成微囊，可以控制芯材的釋放速度，提高其生物利用度。
[0018]3、在復凝聚法的制備過程中固化后加入聚乙烯醇溶液能夠防止芯材擴散析出，還可使微囊分散均勻，不粘連。
[0019]4、制備的有機-無機復合微囊的包封率最高可達92%，載藥量最高可達70%，由于芯材被壁材有效包埋，有效阻止其與其它物質發(fā)生氧化還原反應，方便與其它藥物混合添力口，并且制備過程簡單經(jīng)濟，易于工業(yè)化生產，主要應用于食品、醫(yī)藥、化妝品和生物工程領域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是實施例一得到的有機-無機復合微囊抗揮發(fā)性能的考察圖，?表示經(jīng)微囊化后的薄荷醇， 表示未微囊化的薄荷醇；
[0021]圖2是實施例一得到的有機-無機復合微囊的激光粒徑分布圖，粒徑分布圖的縱坐標為體積累計百分比q2/A log x，其中X為粒子直徑，Q2為交互校驗復相關系數(shù)；
[0022]圖3是實施例一得到的有機-無機復合微囊的電鏡圖。
【具體實施方式】
[0023]【具體實施方式】一:本實施方式復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法按下列步驟實施:
[0024]一、將陰離子型高分子或兩性天然高分子的壁材A加入水中，放置7?10小時自然溶脹后，加熱至70?90°C使壁材A完全溶解形成固含量為1%?40%的溶液A ；
[0025]二、將陽離子型高分子或兩性天然高分子的壁材B加入水中，放置7?10小時自然溶脹后，加熱至40?60°C使壁材B完全溶解形成固含量為0.1%?40%的溶液B ；
[0026]三、將油性或油溶性的囊芯物加入到步驟一的溶液A中，再放入乳化機中乳化30?50s，然后置于均質機中均質3?5次，得到0/W乳劑；
[0027]四、把步驟三得到的0/W乳劑滴加到溶液B中，在40?60°C下恒溫攪拌均勻，得到混合液；
[0028]五、向步驟四中的混合液中加入酸度調節(jié)劑，調至混合液pH=4，然后再加水稀釋I?2倍，攪拌均勻后得到微囊混懸液；
[0029]六、向微囊混懸液中加入占壁材A和壁材B總質量1%?30%的無機納米粒子，降溫至8?irC后再加入固化劑，固化I?6h，然后加入聚乙烯醇溶液使體系中聚乙烯醇質量濃度為0.8%?1.2%，反應I?2h得到固化后的微囊混懸液，微囊混懸液抽濾后收集微囊，微囊經(jīng)水洗滌I?3次，干燥后得到有機-無機復合微囊；
[0030]其中所述的壁材A為阿拉伯膠、黃原膠、羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉或蛋白質，壁材B為殼聚糖、明膠或蛋白質；所述的固化劑為TG酶、戊二醛、甲醛或京尼平。
[0031]本實施方式采用復凝聚法制備得到的有機-無機復合微囊是以油性或油溶性物質作為芯材，以壁材A和壁材B形成的交聯(lián)高分子復凝物和無機納米粒子為囊材對芯材進行包裹，通過固化劑使高分子復凝物固化交聯(lián)，無機納米粒子吸附在交聯(lián)高分子復凝物表面或鑲嵌在高分子復凝物的網(wǎng)狀結構中。得到的有機-無機復合微囊粒徑分布均勻，平均粒徑約為500nm左右，對油性或油溶性芯材的抗揮發(fā)性能好，且包封率可達90%以上。
[0032]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是步驟三中的囊芯物為薄荷醇、當歸油或丁香酚。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一相同。
[0033]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是步驟三放入乳化機中以10000r/min的轉速乳化。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一或二相同。
[0034]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是步驟四恒溫攪拌中的攪拌速度為800?1000r/min。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至三之一相同。
[0035]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是步驟五中的酸度調節(jié)劑為鹽酸、醋酸或磷酸。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至四之一相同。
[0036]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同的是步驟六中的無機納米粒子為二氧化硅、二氧化鈦、硅酸鋁鎂、滑石粉、硬脂酸鎂或微粉硅膠。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至五之一相同。
[0037]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一至六之一不同的是步驟六微囊經(jīng)水洗滌、干燥，干燥方法為減壓干燥。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至六之一相同。
[0038]【具體實施方式】八:本實施方式與【具體實施方式】一至七之一不同的是壁材A為阿拉伯膠，壁材B為明膠，固化劑為TG酶。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至七之一相同。
[0039]實施例一:本實施例復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法按下列步驟實現(xiàn):
[0040]一、將0.4g壁材A加入20ml水中，放置8小時自然溶脹后，加熱至80°C使壁材A完全溶解形成溶液A ;
[0041]二、將0.4g壁材B加入20ml水中，放置8小時自然溶脹后，加熱至50°C使壁材B完全溶解形成溶液B;
[0042]三、將0.4g薄荷醇溶解在4ml三氯甲烷中，溶有薄荷醇的三氯甲烷溶液作為囊芯物加入到步驟一的溶液A中，再放入乳化機中以10000r/min的轉速乳化50s，然后置于均質機中均質3次，得到0/W乳劑；
[0043]四、把步驟三得到的0/W乳劑滴加到溶液B中，在50°C下恒溫攪拌均勻，得到混合液；
[0044]五、向步驟四中的混合液中加入醋酸，調至混合液pH=4，然后再加水稀釋I倍，攪拌均勻后得到微囊混懸液；
[0045]六、向微囊混懸液中加入0.1g的二氧化硅，降溫至9°C后再加入0.7g的TG酶，固化lh，然后加入聚乙烯醇溶液使體系中聚乙烯醇質量濃度為1%，反應Ih得到固化后的微囊混懸液，微囊混懸液抽濾后收集微囊，微囊經(jīng)水洗滌3次，干燥后得到有機-無機復合微囊;
[0046]其中壁材A為阿拉伯膠，壁材B為明膠；步驟四恒溫攪拌中的攪拌速度為IOOOr/min0
[0047]本實施例步驟四加入醋酸的濃度為10% ;步驟五加水稀釋I倍，其中水溫為50°C ；步驟六微囊經(jīng)水洗滌、干燥，其中干燥是在40°C下減壓干燥。通過本實施例的制備方法得到的有機-無機復合微囊流動性良好，粒徑均一，包封率可達到92.3%。從有機-無機復合微囊抗揮發(fā)性能的考察圖(圖1)可知薄荷醇經(jīng)微囊化后在60°C下加速3天，只氧化了 9.8%，而未微囊化的薄荷醇在相同條件下氧化了 60%。
[0048]通過圖2可知本實施例得到的有機-無機復合微囊的平均粒徑約為500nm，顆徑分布均勻。
[0049]實施例二:本實施例復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法按下列步驟實現(xiàn):
[0050]一、將0.4g壁材A加入20ml水中，放置8小時自然溶脹后，加熱至80°C使壁材A完全溶解形成溶液A ;
[0051]二、將0.4g壁材B加入20ml水中，放置8小時自然溶脹后，加熱至50°C使壁材B完全溶解形成溶液B;
[0052]三、將0.4g當歸油作為囊芯物加入到步驟一的溶液A中，再放入乳化機中以10000r/min的轉速乳化30s，然后置于均質機中均質3次，得到0/W乳劑；
[0053]四、把步驟三得到的0/W乳劑滴加到溶液B中，在50°C下恒溫攪拌均勻，得到混合液；
[0054]五、向步驟四中的混合液中加入醋酸，調至混合液pH=4，然后再加水稀釋I倍，攪拌均勻后得到微囊混懸液；
[0055]六、向微囊混懸液中加入0.1g的二氧化硅，降溫至9°C后再加入0.7g的TG酶，固化6h，然后加入聚乙烯醇溶液使體系中聚乙烯醇質量濃度為1%，反應Ih得到固化后的微囊混懸液，微囊混懸液抽濾后收集微囊，微囊經(jīng)水洗滌2次，干燥后得到有機-無機復合微
[0056]其中壁材A為為阿拉伯膠，壁材B為明膠；步驟四恒溫攪拌中的攪拌速度為1000r/min。
[0057]本實施例步驟四加入醋酸的濃度為10% ;步驟五加水稀釋I倍，其中水溫為50°C ；步驟六微囊經(jīng)水洗滌，干燥，其中干燥是在40°C下減壓干燥。得到的有機-無機復合微囊為微黃色粉末，流動性良好，粒徑均一，包封率可達到90.1%。當歸油經(jīng)微囊化后在60°C下加速I天，只氧化了 6.4%，而未微囊化的當歸油在相同條件下氧化了 35%。
[0058]實施例三:本實施例復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法按下列步驟實現(xiàn):
[0059]一、將0.4g壁材A加入20ml水中，放置8小時自然溶脹后，加熱至80°C使壁材A完全溶解形成溶液A ;
[0060]二、將0.4g壁材B加入20ml水中，放置8小時自然溶脹后，加熱至50°C使壁材B完全溶解形成溶液B;
[0061]三、將0.4g 丁香酚作為囊芯物加入到步驟一的溶液A中，再放入乳化機中以10000r/min的轉速乳化30s，然后置于均質機中均質3次，得到0/W乳劑；
[0062]四、把步驟三得到的0/W乳劑滴加到溶液B中，在50°C下恒溫攪拌均勻，得到混合液；
[0063]五、向步驟四中的混合液中加入醋酸，調至混合液pH=4，然后再加水稀釋I倍，攪拌均勻后得到微囊混懸液；
[0064]六、向微囊混懸液中加入0.1g的二氧化硅，降溫至9°C后再加入0.7g的戊二醛，固化lh，然后加入聚乙烯醇溶液使體系中聚乙烯醇質量濃度為1%，反應Ih得到固化后的微囊混懸液，微囊混懸液抽濾后收集微囊，微囊經(jīng)水洗滌3次，干燥后得到有機-無機復合微
[0065]其中壁材A為阿拉伯膠，壁材B為明膠；步驟四恒溫攪拌中的攪拌速度為IOOOr/min0
[0066]本實施例步驟四加入醋酸的濃度為10% ;步驟五加水稀釋I倍，其中水溫為50°C ；步驟六微囊經(jīng)水洗滌、干燥，其中干燥是在40°C下減壓干燥。得到的有機-無機復合微囊為微黃色粉末，流動性良好，粒徑均一，包封率可達到90.4%。丁香酚經(jīng)微囊化后在60°C下加速I天，只氧化了 8.4%，而未微囊化的丁香酚在相同條件下氧化了 76%。
[0067]實施例四:本實施例復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法按下列步驟實現(xiàn):
[0068]一、將0.4g壁材A加入20ml水中，放置8小時自然溶脹后，加熱至80°C使壁材A完全溶解形成溶液A ;
[0069]二、將0.4g壁材B加入20ml水中，放置8小時自然溶脹后，加熱至50°C使壁材B完全溶解形成溶液B;
[0070]三、將0.4g丹皮酚溶解在IOml三氯甲烷中，溶有丹皮酚的三氯甲烷溶液作為囊芯物加入到步驟一的溶液A中，再放入乳化機中以10000r/min的轉速乳化30s，然后置于均質機中均質3次，得到0/W乳劑；
[0071 ] 四、把步驟三得到的0/W乳劑滴加到溶液B中，在50°C下恒溫攪拌均勻，得到混合液；
[0072]五、向步驟四中的混合液中加入醋酸，調至混合液pH=4，然后再加水稀釋I倍，攪拌均勻后得到微囊混懸液；
[0073]六、向微囊混懸液中加入0.1g的二氧化硅，降溫至9°C后再加入0.7g的京尼平，固化lh，然后加入聚乙烯醇溶液使體系中聚乙烯醇質量濃度為1%，反應Ih得到固化后的微囊混懸液，微囊混懸液抽濾后收集微囊，微囊經(jīng)水洗滌3次，干燥后得到有機-無機復合微[0074] 其中壁材A為阿拉伯膠，壁材B為明膠；步驟四恒溫攪拌中的攪拌速度為IOOOr/
mirio
[0075] 本實施例步驟四加入醋酸的濃度為10% ;步驟五加水稀釋I倍，其中水溫為50°C ；步驟六微囊經(jīng)水洗滌、干燥，其中干燥是在40°C下減壓干燥。得到的有機-無機復合微囊為微黃色粉末，流動性良好，粒徑均一，包封率可達到90.7%。丹皮酚經(jīng)微囊化后在60°C下加速I天，只氧化了 7.7%，而未微囊化的丹皮酚在相同條件下氧化了 75%。
【權利要求】
1.一種復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法，其特征在于復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法按下列步驟實現(xiàn): 一、將陰離子型高分子或兩性天然高分子的壁材A加入水中，放置7?10小時自然溶脹后，加熱至70?90°C使壁材A完全溶解形成固含量為1%?40%的溶液A ； 二、將陽離子型高分子或兩性天然高分子的壁材B加入水中，放置7?10小時自然溶脹后，加熱至40?60°C使壁材B完全溶解形成固含量為0.1%?40%的溶液B ； 三、將油性或油溶性的囊芯物加入到步驟一的溶液A中，再放入乳化機中乳化30?50s，然后置于均質機中均質3?5次，得到0/W乳劑； 四、把步驟三得到的0/W乳劑滴加到溶液B中，在40?60°C下恒溫攪拌均勻，得到混合液； 五、向步驟四中的混合液中加入酸度調節(jié)劑，調至混合液pH=4，然后再加水稀釋I?2倍，攪拌均勻后得到微囊混懸液； 六、向微囊混懸液中加入占壁材A和壁材B總質量1%?30%的無機納米粒子，降溫至8?11 °C后再加入固化劑，固化I?6h，然后加入聚乙烯醇溶液使體系中聚乙烯醇質量濃度為0.8%?1.2%，反應I?2h得到固化后的微囊混懸液，微囊混懸液抽濾后收集微囊，微囊經(jīng)水洗滌I?3次，干燥后得到有機-無機復合微囊； 其中所述的壁材A為阿拉伯膠、黃原膠、羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉或蛋白質，壁材B為殼聚糖、明膠或蛋白質；所述的固化劑為TG酶、戊二醛、甲醛或京尼平。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法，其特征在于步驟三中的囊芯物為薄荷醇、當歸油或丁香酚。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法，其特征在于步驟三放入乳化機中以10000r/min的轉速乳化。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法，其特征在于步驟四恒溫攪拌中的攪拌速度為800?1000r/min。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法，其特征在于步驟五中的酸度調節(jié)劑為鹽酸、醋酸或磷酸。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的一種復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法，其特征在于步驟六中的無機納米粒子為二氧化硅、二氧化鈦、硅酸鋁鎂、滑石粉、硬脂酸鎂或微粉硅膠。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的一種復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法，其特征在于步驟六微囊經(jīng)水洗滌、干燥，干燥方法為減壓干燥。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的一種復凝聚法制備有機-無機復合微囊的方法，其特征在于壁材A為阿拉伯膠，壁材B為明膠，固化劑為TG酶。
【文檔編號】B01J13/14GK103432970SQ201310389446
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權日:2013年8月30日
【發(fā)明者】李強, 趙學玲, 趙頔, 龔顯峰, 張華
申請人:黑龍江大學