一種SiO₂納米粒子增強殼聚糖復合微膠囊的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種SiO2納米粒子增強殼聚糖復合微膠囊的制備方法，其利用氣?液微流控裝置，通過在液相溶液中混合酸性硅溶膠，使SiO2納米粒子分散到殼聚糖溶液中，利用殼聚糖分子中的活性基團與納米粒子SiO2產生的氫鍵作用將納米粒子引入到殼聚糖微膠囊的囊壁中，同時，殼聚糖作為陽離子電解質與十二烷基硫酸鈉陰離子電解質通過電荷相互吸引形成正負離子的絡合物，使其在溶液中的溶解度降低而包裹囊芯物形成復合微膠囊，得到所述的殼聚糖/納米SiO2復合微膠囊。本發(fā)明制備的復合微膠囊將納米粒子引入到微膠囊囊壁上，增加微膠囊囊壁的致密性，增強微膠囊的機械性能，使殼聚糖復合微膠囊囊壁在受到壓力作用時不易破裂，擴大殼聚糖微膠囊的應用范圍和領域。
【專利說明】
一種S i O2納米粒子増強殼聚糖復合微膠囊的制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及S12納米粒子，具體涉及一種以高分子殼聚糖和陰離子電解質十二烷基硫酸鈉為微膠囊囊壁的微膠囊，通過在液相溶液中混合酸性硅溶膠使S12納米粒子分散到殼聚糖溶液中，利用殼聚糖分子中的活性基團(氨基、羥基基團)與納米粒子S12產生的氫鍵作用將納米粒子引入到殼聚糖微膠囊的囊壁中，同時，殼聚糖作為陽離子電解質與十二烷基硫酸鈉陰離子電解質通過電荷相互吸引形成正負離子的絡合物，使其在溶液中的溶解度降低而包裹囊芯物形成殼聚糖/納米S12復合微膠囊。
【背景技術】
[0002]殼聚糖作為自然界中唯一含有陽離子的堿性多糖，因其來源廣泛、價格低廉、可生物降解被廣泛應用于微膠囊的制備過程中。殼聚糖微膠囊具有無毒、生物相容性好等優(yōu)點，在藥物控制釋放、染料包覆穩(wěn)定等領域具有十分重要的應用價值。傳統(tǒng)制備殼聚糖微膠囊的方法存在粒徑尺寸不均一、制備過程復雜、涉及有機溶劑的加入后期脫除溶劑困難和操作過程不可控等缺點，極大程度限制了殼聚糖復合微膠囊的使用范圍。并且殼聚糖微膠囊存在囊壁受到壓力作用時易破裂，機械性能弱等缺點，在實際使用中，殼聚糖微膠囊囊壁的破裂限制了它的應用。
[0003]Si02納米粒子作為一種無機納米材料，具備良好的生物相容性且有一定機械強度，可作為填充物對材料進行增韌增稠，提高材料強度、耐化學性、抗老化等。如果能將二氧化硅與殼聚糖這兩種材料有效的結合在一起，使其同時具備有機物和無機物的優(yōu)良特點，則微膠囊的性能將有很大的改善。目前，關于將無機納米粒子引入殼聚糖微膠囊體系的文獻還未見報道。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是:一種S12納米粒子增強殼聚糖復合微膠囊的制備方法，該方法使用氣-液微流控裝置得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊。該微流控裝置操作簡便、原料環(huán)保、過程微觀可控、后期不涉及有機溶劑的脫除處理，在微膠囊制備方面有很大的應用前景，且該方法制備的復合微膠囊分散性好、粒徑和形態(tài)可控、穩(wěn)定性好。將無機納米粒子S12引入到殼聚糖微膠囊中，使微膠囊的囊壁致密，在受到外界作用力時機械性能得到提高，擴大殼聚糖微膠囊的應用范圍。
[0005 ]本發(fā)明為解決上述技術問題采取以下的技術方案:
[0006]本發(fā)明提供的S12納米粒子增強殼聚糖復合微膠囊的制備方法，具體是:利用氣-液微流控裝置，通過在液相溶液中混合酸性硅溶膠使S12納米粒子分散到殼聚糖溶液中，利用殼聚糖分子中的活性基團(氨基、羥基基團)與納米粒子S12產生的氫鍵作用將納米粒子引入到殼聚糖微膠囊的囊壁中，同時，殼聚糖作為陽離子電解質與十二烷基硫酸鈉陰離子電解質通過電荷相互吸引形成正負離子的絡合物，使其在溶液中的溶解度降低而包裹囊芯物形成殼聚糖/納米Si02復合微膠囊。
[0007]所述的氣-液微流控裝置，主要由圓形毛細管、方形毛細管和連接管組成，其中:所述圓形毛細管，其一端插入方形毛細管中，其另一端伸出方形毛細管連接微量注射栗通入液相中；方形毛細管的一端通過PVC管與氮氣瓶相連，所述部件的連接處均通過環(huán)氧樹脂膠固定密封。
[0008]所述方形毛細管的邊長與圓形毛細管的外徑相同，一方面保護圓形毛細管不易受到外力作用，一方面可以使氣相易于通過。
[0009]所述的液相溶液由以下方法制成:將堿性硅溶膠通過鹽酸進行預處理，得到pH為
2.2-2.7的酸性硅溶膠，將殼聚糖與酸性硅溶膠按照體積比為10: (1-4)混合，在常溫攪拌下混勻，所得混合溶液為液相溶液。
[0010]所述的殼聚糖/納米S12復合微膠囊可以由以下方法制成；
[0011 ] (I)按工藝要求量取I Oml硅溶膠，使用微量注射器分六次緩慢滴加總共0.6ml2mol/L的鹽酸調節(jié)硅溶膠的pH，滴加過程中常溫緩慢勻速攪拌溶液，最終得到預處理好的pH為2.2-2.7的硅溶膠溶液；
[0012](2)稱取0.40g殼聚糖，室溫攪拌下溶解到一個裝有1mL 0.2mol/L的醋酸溶液的燒杯中，得到殼聚糖醋酸溶液，在常溫攪拌下緩慢加入l_4ml的預處理好的硅溶膠溶液?；旌先芤菏覝叵聰嚢?0min以讓體系混合均勻，靜置去除氣泡作為液相溶液；
[0013](3)稱取0.2-1.0g的十二烷基硫酸鈉，室溫攪拌下溶解到另外一個裝有20mL蒸餾水的燒杯中，靜置半小時除去氣泡作為接收溶液；
[0014](4)在氣-液微流控裝置中，通過微量注射栗控制液相溶液的推進速度，使其在氣-液微流控裝置的出口處形成殼聚糖/納米S12復合液滴，通過氣相流體氮氣的剪切作用，使復合液滴滴入到放置在其下方的接收溶液中，靜置熟化30分鐘，得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊，使用蒸餾水沖洗3次，保存在水中備用。
[0015]上述步驟(2)中，殼聚糖混合前的濃度為2wt%，液相溶液中殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10: (1-4)，接收液十二燒基硫酸鈉濃度為I?5wt%。
[0016]上述方法中，所述室溫混合攪拌反應時間為0.5?Ih。
[0017]上述步驟(2)中，液相溶液推進速度是3mL/h，氣相氮氣的流速為0.4L/min?0.8L/
mino
[0018]本發(fā)明制備的殼聚糖/納米S12復合微膠囊，其與相同條件下制備的殼聚糖微膠囊在受到相同壓力作用下，破損率明顯降低；
[0019]破損率通過下述公式計算得到:
[0020]破損率=(破損微囊個數(shù)N/觀察微囊總數(shù)No)X 100 %。
[0021]上述方法中，所述的殼聚糖分子中的活性基團，是殼聚糖分子中的氨基或羥基基團。
[0022]本發(fā)明的原理為:十二烷基硫酸鈉溶于水后電離形成陰離子電解質十二烷基硫酸根粒子C12H25SOf。殼聚糖分子鏈中含有大量的活性基團氨基和羥基，它溶于醋酸溶液后部分氨基與氫尚子形成陽尚子電解質NH3+，部分氨基與輕基基團與納米粒子Si02產生氫鍵作用。在合適的條件下，陽離子的NH3+與陰離子的C12H25SO4-通過電荷相互吸引形成正負離子的絡合物，使其在溶液中的溶解度降低而包裹囊芯物形成殼聚糖/納米S12復合微膠囊。
[0023]本發(fā)明提供的S12納米粒子增強殼聚糖復合微膠囊的制備方法，其制備的復合微膠囊與現(xiàn)有的殼聚糖微膠囊相比，具有以下主要的優(yōu)點:
[0024]其一，通過該方法制備的復合微膠囊分散性好、粒徑和形態(tài)可控、穩(wěn)定性好。
[0025]其二，該方法制備的復合微膠囊囊壁致密，不易破裂，機械性能明顯提高，且隨著無機納米粒子S12的加入量增加，在受到外界作用力時，破損率降低。
[0026]其三，制備過程操作簡便、原料環(huán)保、過程微觀可控、后期不涉及有機溶劑的脫除處理。
【附圖說明】
[0027]圖1是實驗所用裝置氣-液微流控裝置原理圖。
[0028]圖2中，圖2a和圖2b分別是通過微流控裝置制備的殼聚糖/納米S12復合微膠囊和殼聚糖微膠囊的光學顯微鏡圖。液相混合溶液中殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10:1.5，接收液為十二烷基硫酸鈉(2wt%)，液相混合溶液的推進速度為3mL/h，氮氣的流速為0.75L/
mino
[0029]圖3是制備出的殼聚糖/納米S12復合微膠囊和殼聚糖微膠囊的破損率對比示意圖。
[0030]在液相混合溶液的推進速度為3mL/h，氮氣的流速為0.75L/min，接收液十二烷基硫酸鈉濃度為2wt%，使用殼聚糖與硅溶膠的不同體積配比的混合溶液作為液相，制備出的微膠囊的破損率對比情況見圖3。其中SO，SI，S1.5，S3，S4分別代表殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10:0、10:1、10:1.5、10:3、10:4。
[0031 ]圖中:1.微量注射栗，2.外相氮氣栗，3.PVC管，4.PTFE管，5.方形毛細管，6.圓形毛細管，7.接收液，8.殼聚糖/納米S12復合微膠囊。
【具體實施方式】
[0032]本發(fā)明涉及一種以陽離子電解質殼聚糖和陰離子電解質十二烷基硫酸鈉為微膠囊壁材的微膠囊，通過在液相溶液中混合酸性硅溶膠使Si02納米粒子分散到殼聚糖醋酸溶液中，利用殼聚糖分子中的部分氨基與羥基基團與納米粒子S12產生的氫鍵作用將納米粒子引入到殼聚糖微膠囊的囊壁中，同時，殼聚糖分子中氨基質子化后形成的NH3+與陰離子的C12H25SO4-通過電荷相互吸引形成正負離子的絡合物，使其在溶液中的溶解度降低而包裹囊芯物形成直徑為900?1300μπι的殼聚糖/納米S12復合微膠囊。文中簡稱復合微膠囊。
[0033]下面結合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的描述，當然下述實施例不應理解為對本發(fā)明的限制。
[0034]實施例1:
[0035]準確稱取0.40g的中粘度(粘度為200-400mPa.s)殼聚糖，加入到20mL 0.2mol/L的醋酸溶液中，常溫下勻速攪拌lh，以充分溶解殼聚糖，然后靜置lh，消除殼聚糖溶液中的氣泡，最終得到質量濃度為2 %的殼聚糖溶液。
[0036]量取1ml硅溶膠，使用微量注射器分六次緩慢滴加總共0.6ml的2mol/L的鹽酸調節(jié)硅溶膠的PH，滴加過程中常溫緩慢勻速攪拌溶液，得到預處理好的pH為2.2-2.7的硅溶膠溶液。
[0037]取制備好的殼聚糖醋酸溶液1mL，在常溫攪拌下緩慢加入1.5mL的預處理好的硅溶膠溶液?；旌象w系室溫下攪拌30min后放入超聲裝置超聲處理30min，以讓體系混合均勻，靜置除泡作為液相溶液，液相溶液中殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10:1.5。將液相溶液使用微量注射栗以3mL/h的速度注入氣-液微流控裝置中，氣相氮氣使用轉子流量計控制以0.75L/min的速度通入到氣-液微流控裝置，在氣-液微流控裝置出口平面處，氣體產生橫向的剪切力將殼聚糖與硅溶膠的混合液滴剪下，使其垂直滴落到濃度為2wt%的接收液十二烷基硫酸鈉中，靜置熟化30min，得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊(圖2b)。
[0038]將三維視頻顯微鏡放大倍數(shù)設置為50倍，用顯微鏡的CCD攝像頭觀察微膠囊的外觀形態(tài)和粒徑大小，使用Image-Pro Plus 6.0軟件記錄不同區(qū)域下微膠囊的顯微鏡圖片，統(tǒng)計出微膠囊的粒徑大小。所得復合微膠囊的平均粒徑為1054ym，CV值為1.9%。
[0039]實施例2:
[0040]改變殼聚糖粘度(粘度為20-100mPa.s)為低粘度的殼聚糖。
[0041 ] 準確稱取0.40g的低粘度(粘度為20-100mPa.s)殼聚糖，加入到20mL 0.2mol/L的醋酸溶液中，常溫下勻速攪拌lh，以充分溶解殼聚糖，然后靜置lh，消除殼聚糖溶液中的氣泡，最終得到質量濃度為2 %的殼聚糖溶液。
[0042 ]量取I Oml硅溶膠，使用微量注射器分六次緩慢滴加總共0.6ml的2mo I /L的鹽酸調節(jié)硅溶膠的PH，滴加過程中常溫緩慢勻速攪拌溶液，得到預處理好的pH為2.2-2.7的硅溶膠溶液。
[0043]取制備好的殼聚糖醋酸溶液1mL，在常溫攪拌下緩慢加入1.5mL的預處理好的硅溶膠溶液。混合體系室溫下攪拌30min后放入超聲裝置超聲處理30min，以讓體系混合均勻，靜置除泡作為液相溶液，液相溶液中殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10:1.5。將液相溶液使用微量注射栗以3mL/h的速度注入氣-液微流控裝置中，氣相氮氣使用轉子流量計控制以0.75L/min的速度通入到氣-液微流控裝置，在氣-液微流控裝置出口平面處，氣體產生橫向的剪切力將殼聚糖與硅溶膠的混合液滴剪下，使其垂直滴落到濃度為2wt%的接收液十二烷基硫酸鈉中，靜置熟化30min，得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊。
[0044]將三維視頻顯微鏡放大倍數(shù)設置為50倍，用顯微鏡的CCD攝像頭觀察微膠囊的外觀形態(tài)和粒徑大小，使用Image-Pro Plus 6.0軟件記錄不同區(qū)域下微膠囊的顯微鏡圖片，統(tǒng)計出微膠囊的粒徑大小。所得復合微膠囊的平均粒徑為1134ym，CV值為2.2%。
[0045]實施例3:
[0046]改變殼聚糖粘度(粘度為1000-1400mPa.s)為高粘度的殼聚糖。
[0047]準確稱取0.40g的高粘度(粘度為1000-1400mPa.s)殼聚糖，加入到20mL 0.2mol/L的醋酸溶液中，常溫下勻速攪拌lh，以充分溶解殼聚糖，然后靜置lh，消除殼聚糖溶液中的氣泡，最終得到質量濃度為2 %的殼聚糖溶液。
[0048]量取IOml硅溶膠，使用微量注射器分六次緩慢滴加總共0.6ml的2mo I /L的鹽酸調節(jié)硅溶膠的PH，滴加過程中常溫緩慢勻速攪拌溶液，得到預處理好的pH為2.2-2.7的硅溶膠溶液。
[0049]取制備好的殼聚糖醋酸溶液1mL，在常溫攪拌下緩慢加入1.5mL的預處理好的硅溶膠溶液。混合體系室溫下攪拌30min后放入超聲裝置超聲處理30min，以讓體系混合均勻，靜置除泡作為液相溶液，液相溶液中殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10:1.5。將液相溶液使用微量注射栗以3mL/h的速度注入氣-液微流控裝置中，氣相氮氣使用轉子流量計控制以0.75L/min的速度通入到氣-液微流控裝置，在氣-液微流控裝置出口平面處，氣體產生橫向的剪切力將殼聚糖與硅溶膠的混合液滴剪下，使其垂直滴落到濃度為2wt%的接收液十二烷基硫酸鈉中，靜置熟化30min，得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊。
[0050]將三維視頻顯微鏡放大倍數(shù)設置為50倍，用顯微鏡的CCD攝像頭觀察微膠囊的外觀形態(tài)和粒徑大小，使用Image-Pro Plus 6.0軟件記錄不同區(qū)域下微膠囊的顯微鏡圖片，統(tǒng)計出微膠囊的粒徑大小。所得復合微膠囊的平均粒徑為914ym，CV值為3.1%。
[0051 ] 實施例4:
[0052]改變接收液濃度為lwt%。使用實施例1中的微流控裝置。
[0053]將實施例1的殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10:1.5的液相溶液通過微量注射栗控制，以3mL/h注入到垂直固定的微流控裝置，同時氣體通過轉子流量計控制以0.75L/min通入到微流控裝置，在注射栗推動作用下，液相混合溶液在氣-液微流控裝置出口形成混合液滴，氮氣在出口處形成的橫向剪切力將殼聚糖與硅溶膠的混合液滴剪下，使其垂直滴落到濃度為lwt%的接收液十二烷基硫酸鈉中，靜置熟化30min，得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊。將三維視頻顯微鏡放大倍數(shù)設置為50倍，用顯微鏡的CCD攝像頭觀察微膠囊的外觀形態(tài)和粒徑大小，使用Image-Pro Plus 6.0軟件記錄不同區(qū)域下微膠囊的顯微鏡圖片，統(tǒng)計出微膠囊的粒徑大小。所得復合微膠囊的平均粒徑為1160ym，CV值為2.3%。
[0054]實施例5:
[0055]改變接收液濃度為3wt%。使用實施例1中的微流控裝置。
[0056]將實施例1的殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10:1.5的液相溶液通過微量注射栗控制，以3mL/h注入到垂直固定的微流控裝置，同時氣體通過轉子流量計控制以0.75L/min通入到微流控裝置，在注射栗推動作用下，液相溶液在氣-液微流控裝置出口形成混合液滴，氮氣在出口處形成的橫向剪切力將殼聚糖與硅溶膠的混合液滴剪下，使其垂直滴落到濃度為3wt%的接收液十二烷基硫酸鈉中，靜置熟化30min，得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊。將三維視頻顯微鏡放大倍數(shù)設置為50倍，用顯微鏡的CCD攝像頭觀察微膠囊的外觀形態(tài)和粒徑大小，使用Image-Pro Plus 6.0軟件記錄不同區(qū)域下微膠囊的顯微鏡圖片，統(tǒng)計出微膠囊的粒徑大小。所得復合微膠囊的平均粒徑為101Uim，CV值為6.6%。
[0057]實施例6:
[0058]改變氣相氮氣的流速為0.5L/min。使用實施例1中的微流控裝置。
[0059]將實施例1的殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10:1.5的液相溶液通過微量注射栗控制，以3mL/h注入到垂直固定的微流控裝置，同時氣體通過轉子流量計控制以0.5L/min通入到微流控裝置，在注射栗推動作用下，液相溶液在氣-液微流控裝置出口形成混合液滴，氮氣在出口處形成的橫向剪切力將殼聚糖與硅溶膠的混合液滴剪下，使其垂直滴落到濃度為lwt%的接收液十二烷基硫酸鈉中，靜置熟化30min，得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊。將三維視頻顯微鏡放大倍數(shù)設置為50倍，用顯微鏡的CCD攝像頭觀察微膠囊的外觀形態(tài)和粒徑大小，使用Image-Pro Plus 6.0軟件記錄不同區(qū)域下微膠囊的顯微鏡圖片，統(tǒng)計出微膠囊的粒徑大小。所得復合微膠囊的平均粒徑為1262ym，CV值為3.9%。
[0060]實施例7:
[0061 ]改變氣相氮氣的流速為0.9L/min。使用實施例1中的微流控裝置。
[0062]將實施例1的殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10:1.5的液相溶液通過微量注射栗控制，以3mL/h注入到垂直固定的微流控裝置，同時氣體通過轉子流量計控制以0.9L/min通入到微流控裝置，在注射栗推動作用下，液相溶液在氣-液微流控裝置出口形成混合液滴，氮氣在出口處形成的橫向剪切力將殼聚糖與硅溶膠的混合液滴剪下，使其垂直滴落到濃度為2wt%的接收液十二烷基硫酸鈉中，靜置熟化30min，得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊。將三維視頻顯微鏡放大倍數(shù)設置為50倍，用顯微鏡的CCD攝像頭觀察微膠囊的外觀形態(tài)和粒徑大小，使用Image-Pro Plus 6.0軟件記錄不同區(qū)域下微膠囊的顯微鏡圖片，統(tǒng)計出微膠囊的粒徑大小。所得復合微膠囊的平均粒徑為926μπι，CV值為4.6%。
[0063]實施例8:
[0064]改變液相溶液為2wt%的殼聚糖。使用實施例1中的微流控裝置。
[0065]準確稱取0.40g的中粘度(粘度為200-400mPa.s)殼聚糖，加入到20mL 0.2mol/L的醋酸溶液中，常溫下勻速攪拌lh，以充分溶解殼聚糖，然后靜置lh，消除殼聚糖溶液中的氣泡，最終得到質量濃度為2 %的殼聚糖溶液，作為液相溶液。將液相溶液使用微量注射栗以3mL/h的速度注入微流控裝置中，氣相氮氣使用轉子流量計控制以0.75L/min的速度通入到微流控裝置，在裝置出口平面處，氣體產生橫向的剪切力將殼聚糖與硅溶膠的混合液滴剪下，使其垂直滴落到濃度為2wt%的接收液十二烷基硫酸鈉中，靜置熟化30min，得到殼聚糖微膠囊(如圖2a)。將三維視頻顯微鏡放大倍數(shù)設置為50倍，用顯微鏡的CCD攝像頭觀察微膠囊的外觀形態(tài)和粒徑大小，使用Image-Pro Plus 6.0軟件記錄不同區(qū)域下微膠囊的顯微鏡圖片，統(tǒng)計出微膠囊的粒徑大小。所得微膠囊的平均粒徑為1118ym，CV值為3.0 %。
[0066]實施例9:
[0067]改變殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10:1。使用實施例1中的微流控裝置。
[0068]將實施例1的制備好的殼聚糖醋酸溶液10mL，在常溫攪拌下緩慢加入ImL的預處理好的硅溶膠溶液。混合體系室溫下攪拌30min后放入超聲裝置超聲處理30min以讓體系混合均勻，靜置除泡作為液相溶液，液相溶液中殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10:1，將液相溶液使用微量注射栗以3mL/h的速度注入微流控裝置中，氣相氮氣使用轉子流量計控制以0.75L/min的速度通入到微流控裝置，在裝置出口平面處，氣體產生橫向的剪切力將殼聚糖與硅溶膠的混合液滴剪下，使其垂直滴落到濃度為2wt%的接收液十二烷基硫酸鈉中，靜置熟化30min，得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊。將三維視頻顯微鏡放大倍數(shù)設置為50倍，用顯微鏡的C⑶攝像頭觀察微膠囊的外觀形態(tài)和粒徑大小，使用Image-Pro Plus 6.0軟件記錄不同區(qū)域下微膠囊的顯微鏡圖片，統(tǒng)計出微膠囊的粒徑大小。所得復合微膠囊的平均粒徑為11054111，(^值為2.5左右％。
[0069]實施例10:
[0070]改變殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10:2。使用實施例1中的微流控裝置。
[0071]將實施例1的制備好的殼聚糖醋酸溶液10mL，在常溫攪拌下緩慢加入2mL的預處理好的硅溶膠溶液?；旌象w系室溫下攪拌30min后放入超聲裝置超聲處理30min以讓體系混合均勻，靜置除泡作為液相溶液，液相溶液中殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10: 2，將液相溶液使用微量注射栗以3mL/h的速度注入微流控裝置中，氣相氮氣使用轉子流量計控制以
0.75L/min的速度通入到微流控裝置，在裝置出口平面處，氣體產生橫向的剪切力將殼聚糖與硅溶膠的混合液滴剪下，使其垂直滴落到濃度為2wt%的接收液十二烷基硫酸鈉中，靜置熟化30min，得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊。將三維視頻顯微鏡放大倍數(shù)設置為50倍，用顯微鏡的C⑶攝像頭觀察微膠囊的外觀形態(tài)和粒徑大小，使用Image-Pro Plus 6.0軟件記錄不同區(qū)域下微膠囊的顯微鏡圖片，統(tǒng)計出微膠囊的粒徑大小。所得復合微膠囊的平均粒徑為10934111，(^值為3.5%。
[0072] 實施例11:
[0073 ]改變殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10:3。使用實施例1中的微流控裝置。
[0074]將實施例1的制備好的殼聚糖醋酸溶液10mL，在常溫攪拌下緩慢加入3mL的預處理好的硅溶膠溶液。混合體系室溫下攪拌30min后放入超聲裝置超聲處理30min以讓體系混合均勻，靜置除泡作為液相溶液，液相溶液中殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10: 3，將液相溶液使用微量注射栗以3mL/h的速度注入微流控裝置中，氣相氮氣使用轉子流量計控制以
0.75L/min的速度通入到微流控裝置，在裝置出口平面處，氣體產生橫向的剪切力將殼聚糖與硅溶膠的混合液滴剪下，使其垂直滴落到濃度為2wt%的接收液十二烷基硫酸鈉中，靜置熟化30min，得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊。將三維視頻顯微鏡放大倍數(shù)設置為50倍，用顯微鏡的C⑶攝像頭觀察微膠囊的外觀形態(tài)和粒徑大小，使用Image-Pro Plus 6.0軟件記錄不同區(qū)域下微膠囊的顯微鏡圖片，統(tǒng)計出微膠囊的粒徑大小。所得復合微膠囊的平均粒徑為10884111，(^值為3.4%。
[0075]實施例12:
[0076]改變殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10:4。使用實施例1中的微流控裝置。
[0077]將實施例1的制備好的殼聚糖醋酸溶液10mL，在常溫攪拌下緩慢加入4mL的預處理好的硅溶膠溶液?；旌象w系室溫下攪拌30min后放入超聲裝置超聲處理30min以讓體系混合均勻，靜置除泡作為液相溶液，液相溶液中殼聚糖與硅溶膠的體積配比為10:4，將液相溶液使用微量注射栗以3mL/h的速度注入微流控裝置中，氣相氮氣使用轉子流量計控制以
0.75L/min的速度通入到微流控裝置，在裝置出口平面處，氣體產生橫向的剪切力將殼聚糖與硅溶膠的混合液滴剪下，使其垂直滴落到濃度為2wt%的接收液十二烷基硫酸鈉中，靜置熟化30min，得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊。將三維視頻顯微鏡放大倍數(shù)設置為50倍，用顯微鏡的C⑶攝像頭觀察微膠囊的外觀形態(tài)和粒徑大小，使用Image-Pro Plus 6.0軟件記錄不同區(qū)域下微膠囊的顯微鏡圖片，統(tǒng)計出微膠囊的粒徑大小。所得復合微膠囊的平均粒徑為10754111，(^值為2.5左右％。
[0078]上述實施例采用的氣-液微流控裝置，其結構如圖1所示，由PVC管3、PTFE管4、方形毛細管5和圓形毛細管6組成，其中:將圓形毛細管6插入方形毛細管5中；圓形毛細管6的一端連通微量注射栗通入液相，圓形毛細管6的另一端比方形毛細管5多出0.1mm?Imm;方形毛細管5的一端通過PVC管3與氮氣瓶相連;這些部件所有的連接處通過環(huán)氧樹脂膠固定密封。
[0079]所述氣-液微流控裝置中的方形毛細管的邊長和圓形毛細管的外徑相同。
[0080]在使用氣-液微流控裝置過程中，將PTFE管4的另一端接微量注射栗I，微量注射栗I通入液相溶液，將PVC管3的另一端接外相氮氣栗2通入氣體氮氣，在微量注射栗的推動力作用下，液相溶液在圓形毛細管6出口處形成液滴，經(jīng)過方形毛細管5中的氮氣剪切力作用將液滴剪下滴入到接收液7(十二烷基硫酸鈉)中，靜置熟化30min，得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊8。
[0081]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明范圍的限制。
【主權項】
1.一種S12納米粒子增強殼聚糖復合微膠囊的制備方法，其特征是利用氣-液微流控裝置，通過在液相溶液中混合酸性硅溶膠，使S12納米粒子分散到殼聚糖溶液中，利用殼聚糖分子中的活性基團與納米粒子S12產生的氫鍵作用將納米粒子引入到殼聚糖微膠囊的囊壁中，得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊。2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的氣-液微流控裝置，主要由圓形毛細管、方形毛細管和連接管組成，其中:所述圓形毛細管，其一端插入方形毛細管中，其另一端伸出方形毛細管連接微量注射栗通入液相中；方形毛細管的一端通過PVC管與氮氣瓶相連，所述部件的連接處均通過環(huán)氧樹脂膠固定密封。3.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述方形毛細管的邊長與圓形毛細管的外徑相同，一方面保護圓形毛細管不易受到外力作用，一方面可以使氣相易于通過。4.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的液相溶液由以下方法制成:將堿性硅溶膠通過鹽酸進行預處理，得到PH為2.2-2.7的酸性硅溶膠，將殼聚糖與酸性硅溶膠按照體積比為10: (1-4)混合，在常溫攪拌下混勻，所得混合溶液為液相溶液。5.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的殼聚糖/納米S12復合微膠囊由以下方法制成； (1)按工藝要求量取1ml硅溶膠，使用微量注射器分六次緩慢滴加總共0.6ml 2mol/L的鹽酸調節(jié)硅溶膠的pH，滴加過程中常溫緩慢勻速攪拌溶液，最終得到預處理好的pH為2.2-2.7的硅溶膠溶液； (2)稱取0.40g殼聚糖，室溫攪拌下溶解到一個裝有1mL0.2mol/L的醋酸溶液的燒杯中，得到殼聚糖醋酸溶液，在常溫攪拌下緩慢加入l_4ml的預處理好的硅溶膠溶液?；旌先芤菏覝叵聰嚢?0min以讓體系混合均勻，靜置去除氣泡作為液相溶液； (3)稱取0.2-1.0g的十二烷基硫酸鈉，室溫攪拌下溶解到另外一個裝有20mL蒸餾水的燒杯中，靜置半小時除去氣泡作為接收溶液； (4)在氣-液微流控裝置中，通過微量注射栗控制液相溶液的推進速度，使其在氣-液微流控裝置的出口處形成殼聚糖/納米S12復合液滴，通過氣相流體氮氣的剪切作用，使復合液滴滴入到放置在其下方的接收溶液中，靜置熟化30分鐘，得到殼聚糖/納米S12復合微膠囊，使用蒸餾水沖洗3次，保存在水中備用。6.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中，殼聚糖混合前的濃度為2wt%，液相溶液中殼聚糖與硅溶膠的體積配比分別為10: (1-4)，接收液十二烷基硫酸鈉濃度為I?5wt%。7.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于室溫混合攪拌反應時間為0.5?Ih。8.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中，液相溶液推進速度是3mL/h，氣相氮氣的流速為0.4L/min?0.8L/min。9.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征是制備的殼聚糖/納米S12復合微膠囊與相同條件下制備的殼聚糖微膠囊在受到相同壓力作用下，破損率明顯降低； 破損率通過下述公式計算得到: 破損率=(破損微囊個數(shù)N/觀察微囊總數(shù)No) X 100%。10.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的殼聚糖分子中的活性基團，是殼聚糖分子中的氨基或羥基基團。
【文檔編號】B01J13/14GK106040120SQ201610347430
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】李曦, 丁妮, 陳艷軍, 張超燦
【申請人】武漢理工大學