海藻酸钠／壳聚粮生物微胶囊制备方法地研究.pdfVIP

海藻酸钠／壳聚糖生物微胶囊制备方法的研究 王勇解玉冰李金云池长在韩保祥马小军 (中国科学院大连化学物理研究所生化工程研究室 大连116023) 摘要本文通过对海藻酸钠}壳聚糖(ACA)星|物微肢囊物理形态和膨胀特性的表征，比较了 几种制备ACA微腔囊的方法，井发现不同方法制鲁的微胶囊性能不同．在此基础上确立了适用于 不同领域的ACA微胶囊制备方法： 生物微胶囊作为一门新兴的膜技术，由于其独特的优越性，在生物与医学领域显示了广阔 的应用前景。例如，作为免疫隔离工具用于器官移植；作为微反应器用于细胞培养：作为控释 载体用于生化药物缓释；作为体胚包衣用于人工种子生产等Ⅲ。海藻酸钠／聚赖氨酸(APA)生物 微胶囊由于具有独特的优越性能d是目前研究最莎，技术最成熟的一种徽囊化系统，但电于聚 赖氨酸的价格太昂贵(300S／g)，这肿微胶囊真正用于工业化的例子几乎没有。因此。研究和开发 一种价廉而反应性能类似于聚赖氨酸的高分子物质制备微胶囊既有理论价值又有实际意义。 壳聚糖由于价格便宜，生物相容性好，结梅相似于聚赖氨酸．可望取代聚赖氨酸而用于研 制ACA微胶囊。从目前研究现状看，这种徽胶囊强度低。主要原因是在实验方法选择上存在着 很多问题。ACA微胶囊制备方法有一步法12l、两步法明∞复合法[41。其中，复合法是在前两种方 法基础上建立起来的。微胶囊性质主要取决于一步法和两步法的制备过程。因此本文重点对一 步法和两步法制备的ACA微胶囊主要性质进行比较．从而确立适用于不同应用领域的ACA微 胶囊制备方法。 I材料和方法 I．1实验材料 壳聚糖：自制。 脱乙酰度为100％(CP／MASC”固体核磁共振方法测定)。 海藻酸钠：大连水产品养殖厂。 lt2实验方法 后用柠檬酸钠溶液液化并保存于其中。 1．1．2两步法海藻酸钠溶液滴入ca2’溶液制备海藻酸钙胶珠，然后与无ca2+或有ca2+壳聚糖 溶液反应15rnin。微胶囊用0055M柠檬酸钠液化并保存于柠檬酸钠溶液体系。 1．1．3微胶囊性能表征本文以微胶囊在柠橡酸钠溶液中液化时膨胀度大小变化表征膜强度 (微胶囊膨胀度与膜强度成反比【≈)。 n， 膨胀度(Sw)：Sw=} 式中，Do是50个海藻酸钙胶珠的平均直径：研是液化，rain后50个微胶囊的平均直径。 402 通过光学显微镜对制备过程中微胶囊物理形态变化进行定性观察。 2实验结果和讨论 2．1一步法 方式一海藻酸钠滴入无ca2+的壳聚糖溶液，形成的微胶囊成椭圆状，其外围有一层光洁的 膜，但很薄，用镊子轻轻触动就会破裂。 方式二海藻酸钠滴入有Ca2+的壳聚糖溶液，形成的微胶囊球型度和光洁度较差(图1)， 但较方式一条件下制备的微胶囊强度高，液化初期具有一定的完整性，但是随时间延长，微胶 囊膨胀度不断增大(图2)，液化15min后微胶囊开始破裂。 另外，在采用一步法制备微胶囊过程中，由乇两种反应溶液的粘度都较高，各种物理条件 不易控制，容易导致微胶囊相互粘接。而且，当锫备的微胶囊直径较小时，微胶囊容易漂浮在 溶液表面，最终难于形成球型度较好的微胶囊。 2．2两步法 l ￡ 接和 海藻 说明 小时不仅没有破裂，而且膨胀很小。另外，这种微胶囊具有良好的球型度、光洁度(图1)和弹 性。在这一步反应中，有Ca2+的壳聚糖溶液与无Ca2+的壳聚糖溶液制备的微胶囊膨胀度不同， 前者大 图l一步法方式二(左)和两步法(右)制备的微胶囊 一． 2．3方法比较 上述两种方法制备的微胶囊在性能上有很大差别。这主要是因为这两种方法制备的微胶囊 成膜过程不同，而导致微胶囊膜结构不同．因此，性能就不同． (1)一步法成膜反应与无搅拌界面缩合反应相似。海藻酸钠与壳聚糖这两种聚电解质处在 近中性的环境中，在一定的离子氛环境下，分子链呈现一定的柔性．，以随机卷曲的形式存在。 当海藻酸钠溶液直接滴入无Caz+的壳聚糖溶液时l在液面交界处就会立即发生相互吸引和扩 散，这种瞬间发生的作用容易导致卷曲的分子链相互缠绕。因此，也就容易形成具有结构无 序、致密的聚电解质络合物。而且。由于成膜条件