乙酸乙烯酯接枝改性海藻酸钙凝胶微球
海藻酸钠微球制备方法进展
Vol.7 No.1Feb. 2021
生物化工
Biological Chemical Engineering
第 7 卷 第 1 期2021 年 2 月
海藻酸钠微球制备方法进展
周烨，雷世婵，罗勉，罗航，罗玉馨，韩宁娟*
（西安培华学院，陕西西安 710125）
摘 要：海藻酸钠是一种天然的聚阴离子多糖，具有药物制剂辅料所需的粘性、溶解性、稳定性和安全性，常被制作成海藻酸钠微球缓释制剂。本文从海藻酸钠微球的特点、制备方法等进行综述，为海藻酸钠缓释微球的制备提供参考依据。
关键词：海藻酸钠；微球；制备方法
中图分类号：Q539 文献标识码：A
Study on the Preparation Method of Sodium Alginate Microspheres
ZHOU Ye, LEI Shichan, LUO Mian, LUO Hang, LUO Yuxin, HAN Ningjuan *
(Xi'an Peihua University, Shaanxi Xi'an 710125)
Abstract: Sodium alginate is a natural polyanionic polysaccharide. It has the viscosity, solubility, stability and safety required for pharmaceutical excipients. Now it is often made into seaweed Sodium microsphere sustained-release
乳化／内部凝胶化工艺制备海藻酸钙凝胶微球的研究
吐温 ８ （ ｗｅ ｎ ０ 化 学纯 ） 中 国医药（ 团） ＯＴ ｅ８， ， 集 上海
化学 试剂 公 司 ， 班 ８ （ ｐ ｎ ０ 化 学 纯 ） 中 国医 药 司 ０ Ｓ ａ８ ， ， 微球
关键词 ： 乳化一 内部凝 胶化 ； 艺 参 数 ； 藻 酸钙 凝 胶 工 海 中 图分 类号 ： Ｔ １ ． Ｑ３ ７ ３ 文献 标识 码 ： Ａ
林 军章 等 ： 乳化／ 内部凝胶化工艺制备海藻 酸钙凝胶 微球 的研 究
乳化 ／ 内部 凝胶 化 工 艺 制备 海 藻 酸 钙 凝 胶 微 球 的研 究
林 军章 ， 炜婷 徐 小溪 ， 于 ， 刘袖 洞。马 小 军 ，
（ ． 国科 学 院 大连 化学 物理研 究 所生 物医学 材料 工程 组 ， 宁 大连 １ ６ ２ ； １中 辽 １ ０ ３ ２ 中国科学 院研 究 生院 ， 京 １ ０ ４ ；． ． 北 ０ ０ ９ ３ 大连 大学 环境 与化 学工 程 学 院 ， 宁 大连 １ ６ ２ ） 辽 １ ６ ２
摘 要 ： 从乳化 ／ 内部凝胶 化 制备 海 藻 酸钙 凝胶 微 球
察 了制备 工艺 参数 如 油水 比、 表面 活性 剂添加 量 、 碳酸
钙 添加量 和 冰 乙酸 添 加量对 海 藻酸 钙凝胶 微球 的球形
的机 理入 手 ， 系统考 察 了制 备 工 艺参数 如 油 水 比、 面 表
双氯芬酸钠海藻酸钙凝胶微球的制备及其性质分析
双氯芬酸钠海藻酸钙凝胶微球的制备及其性质分析
一、制备方法
1.准备所需材料：双氯芬酸钠、海藻酸钙、醋酸、乙酸乙酯、聚乙烯醇（PVA），等。
2.制备双氯芬酸钠溶液：将适量的双氯芬酸钠溶解在纯水中，并搅拌至溶解完全。
3.制备海藻酸钙溶液：将适量的海藻酸钙溶解在纯水中，并搅拌至溶解完全。
4.加入醋酸乙酯：将醋酸乙酯一滴滴地加入海藻酸钙溶液中，同时搅拌。
5.准备双氯芬酸钠海藻酸钙混合溶液：将双氯芬酸钠溶液和海藻酸钙溶液混合并彻底搅拌均匀。
6.加入PVA：将PVA溶液加入混合溶液中，并搅拌至均匀。
7.胶化：将混合溶液滴入乙酸乙酯中，形成悬浮液。
8.凝胶微球形成：通过共聚合反应，将悬浮液中的胶化液滴变成凝胶微球。
9.分离和干燥：将凝胶微球通过筛网分离出来，并在恒温干燥器中干燥至恒定重量。
二、性质分析
1.形态观察：使用扫描电子显微镜观察凝胶微球的形态和表面形貌。
2.粒度分析：使用动态光散射仪（DLS）测量凝胶微球的粒径分布。
3.药物释放性能：将凝胶微球置于人工关节液中，通过离心和过滤等方法收集释放液进行药物浓度的测定。
4.组织相容性：通过组织切片和病理学染色等方法观察凝胶微球在体内的相容性和生物安全性。
5.药物稳定性：通过测定药物含量和溶出度的变化，评估凝胶微球中药物的稳定性。
86 内源乳化凝胶化法制备海藻酸钙微胶珠的工艺优化(SD-PC的冲突版本)
was increased at higher NaAlg concentrations, but decreased at higher Span 80 concentrations and water to oil ratios, and not
significantly affected by the mass ratio of CaCO3 to NaAlg. The optimized conditions for preparing microbeads at 300–600 μm with good morphology, uniform distribution, and high yield were as follows: 2 g/L Span 80, 12 g/L NaAlg, a mass ratio of
WANG Yong-wei1, HOU Yi-jiang1, QI Wen-tao1,*
(1. Academy of State Administration of Grain, Beijing 100037, China; 2. College of Animal Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)
司；LVDVC黏度计 美国Brookfield公司。
改性海藻酸钠接枝丙烯酸微凝胶的制备及表征
2019年34期
研究视界
科技创新与应用
Technology Innovation and Application
改性海藻酸钠接枝丙烯酸微凝胶的制备及表征*
张歆婕，王安琪，田
苗
（兰州石化职业技术学院，甘肃兰州730060）
1概述
微凝胶一般是指平均直径在50nm~5μm 之间，具有良好热力学溶胀性的交联乳胶粒子。微凝胶分为刺激响应性微凝胶和非刺激响应性微凝胶。刺激响应性微凝胶（又称智能微凝胶），具有对外界变化做出相应响应性的能力，可分为温度响应性、pH 响应性、光响应性、磁场响应性、电场响应性、压力响应性等微凝胶，智能型微凝胶在许多领域
（如污水处理、光学材料、控制释放、催化作用）表现出良好
的应用前景，因此备受关注，其中对温敏性微凝胶的报道
较多[1]。海藻酸钠（SA ）是由β-D-甘露糖醛酸（M ）和α-L-古罗糖醛酸（G ）组成的局聚阴离子多糖的钠盐，具有良好
的生物相溶性和生物降解性。单纯的SA 在对外界的响应性和机械强度等方面都显现出明显的不足，一般通过对SA 进行修饰改性来提高其使用性能。本项目通过对海藻酸钠改性，并使改性后的海藻酸钠接枝丙烯酸，制得一系列具有pH 敏感性的微凝胶，并考察了该微凝胶的部分性质，以探索其应用价值。
2实验部分2.1主要试剂
对二甲氨基吡啶（DMAP ，国药集团化学试剂有限公
司）；二甲基亚砜（DMSO ，利安隆博华天津医药化学有限公
司）；甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA ，天津化学试剂公司）；
海藻酸钠（SA ，北京市东旭化学试剂有限公司）。
2.2改性海藻酸钠（SA-GMA ）的制备
乳化交联法制备海藻酸钠微球
乳化交联法制备海藻酸钠微球
海藻酸钠微球是一种具有良好生物相容性和吸湿性的材料，被广
泛用于生物医学领域，如药物缓释、人工血管等。乳化交联法是制备
海藻酸钠微球的一种常见方法。本文将详细介绍该方法的各个步骤。
第一步：材料准备
首先需要准备好所需的材料和设备，包括海藻酸钠、聚乙二醇（PEG）、聚乙烯亚胺（PEI）、硫酸铵（NH4)2SO4、氨水（NH3.H2O）、油相（如氟化碳或甲基异丙基酮）以及离心机、旋转蒸发器等设备。
第二步：制备水相和油相
把海藻酸钠和PEI混合溶解在去离子水中，得到水相溶液。将PEG和油相溶于甲基异丙基酮中，得到油相溶液。
第三步：乳化
将水相缓慢滴入油相中，并不断搅拌，形成乳液。乳化过程中要
注意搅拌速度和滴加速度，以保证乳液的稳定性。
第四步：交联反应
将NH4)2SO4加入乳液中，使其形成离子凝胶。然后加入氨水，
调节pH值，促进交联反应的进行。在适当的温度下（通常为50-60℃），交联反应会形成微球。
第五步：收集和清洗
将反应液通过离心分离，收集到微球，然后用去离子水和甲醇等
溶剂进行清洗和干燥，得到最终的海藻酸钠微球产物。
本文中介绍的乳化交联制备海藻酸钠微球的方法简单易行，不需
要复杂昂贵的设备，适合中小型实验室的制备。同时，该方法制备的
微球直径可通过控制乳液的pH值和表面张力等因素进行调整，具有较
好的可控性。
单分散海藻酸钙凝胶微球的制备及其缓释研究
单分散海藻酸钙凝胶微球的制备及其缓释研究
顾晓龙;蒋建国;张睿
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2016(44)19
【摘要】By balancing surface tension and gravity forces, monodisperse calcium alginate gel micro-spheres with sizes of about 1 mm were prepared through a dropping-gelation method. Brilliant green, a model drug molecule, was used to study the controlled release process inside the micro-spheres through UV-vis measurements, and a mass diffusion model was developed. The monodispersity made it possible to represent the whole system with a model only targeting one single micro-sphere, and a strict analytical solution was derived. Based on this model, the diffusion coefficient D of this molecule in alginate gel was calculated. The method gave new implications in field of controlled drug release kinetic studies.%利用表面张力和重力的平衡，采用悬滴-凝胶化法制备了均一的、直径在1 mm左右海藻酸钙微球颗粒。采用紫外-可见光谱分析法对一种模型分子(甲基绿)在该微球中的缓释过程进行了研究，并建立了扩散传质的数学模型。粒径的均一性使该模型只需要针对单个微球而设立，并具有严格的分析解，由此我们计算出了该分子在海藻酸钙凝胶微球中的扩散系数D。这一研究对药物控缓释动力学的研究具有借鉴意义。
CPC固化中海藻酸钙凝胶微球对细胞的保护及相关影响因素
提高海藻酸钙凝胶球强度的试验
提高海藻酸钙凝胶球强度的试验
引言：
海藻酸钙凝胶球是一种常见的生物材料，具有良好的生物相容性和可塑性，被广泛应用于组织工程、药物传递和人工关节等领域。然而，海藻酸钙凝胶球的强度一直是制约其应用的一个关键因素。本试验旨在探索提高海藻酸钙凝胶球强度的方法，为其更广泛的应用提供技术支持。
材料与方法：
1. 海藻酸钙粉末：购买自化学试剂公司，规格为纯度99%
2. 水溶性交联剂：选择聚乙二醇二酸酐，分子量为2000
3. 实验仪器：电子天平、紫外可见分光光度计、扫描电子显微镜
步骤：
1. 测量所需的海藻酸钙粉末和水溶性交联剂的质量比例，将其混合均匀。
2. 加入适量的去离子水，搅拌至形成均匀的浆状混合物。
3. 将浆状混合物倒入球形模具中，放置在室温下静置1小时，使其形成凝胶球。
4. 用紫外可见分光光度计测量凝胶球的强度，记录下结果。
5. 将样品放入扫描电子显微镜中观察其表面形貌，分析凝胶球的微观结构。
结果与讨论：
通过对海藻酸钙凝胶球的制备和性能测试，得到以下结果和讨论：1. 海藻酸钙粉末和水溶性交联剂的质量比例对凝胶球的强度有重要影响。在一定的质量比例下，可以得到较高的凝胶球强度。进一步研究可以确定最佳的比例。
2. 凝胶球的形成需要一定的时间。在静置1小时后，凝胶球的强度明显增加。继续延长静置时间可能进一步提高强度。
3. 扫描电子显微镜观察结果显示，凝胶球的表面光滑且均匀。微观结构呈现出致密的网络结构，这有助于提高凝胶球的强度。
结论：
本试验通过调控海藻酸钙粉末与水溶性交联剂的质量比例，以及静置时间，成功提高了海藻酸钙凝胶球的强度。此外，通过扫描电子显微镜观察，发现凝胶球具有致密的网络结构，进一步增强了其强度。这些研究结果为海藻酸钙凝胶球的应用提供了技术支持，为其在组织工程、药物传递和人工关节等领域的应用开辟了新的可能性。未来的研究可以进一步探索其他方法和材料，以进一步提高海藻酸钙凝胶球的强度和性能。
工业海藻酸钙微球
工业海藻酸钙微球
工业海藻酸钙微球是一种以海藻酸钠为原料，通过一定的工艺制备而成的一种球形颗粒。由于其具有良好的生物相容性、生物降解性和可调控的孔隙结构等特点，因此在生物医药、食品、农业等领域具有广泛的应用前景。
首先，工业海藻酸钙微球在生物医药领域的应用非常广泛。由于其具有良好的生物相容性，可以作为药物的载体，将药物包裹在微球内部，通过控制药物的释放速度，实现药物的持续释放。此外，海藻酸钙微球还可以作为基因载体，将基因包裹在微球内部，通过细胞摄取和融合，实现基因的转移和表达。这种技术在肿瘤治疗、遗传病治疗等领域具有重要的应用价值。
其次，工业海藻酸钙微球在食品领域也有着广泛的应用。由于其具有良好的生物降解性，可以作为食品添加剂，提高食品的稳定性和口感。例如，可以将海藻酸钙微球添加到乳制品中，通过其吸附作用，可以有效去除乳制品中的重金属离子和有害物质，提高乳制品的安全性和营养价值。此外，海藻酸钙微球还可以作为食品包装材料，利用其良好的生物降解性和可调控的孔隙结构，可以实现食品的保鲜和防潮。
再次，工业海藻酸钙微球在农业领域也有着广泛的应用。由于其具有良好的吸水性和保水性，可以作为土壤改良剂，改善土
壤的结构，提高土壤的保水能力，从而提高农作物的产量。此外，海藻酸钙微球还可以作为植物生长调节剂，通过其吸附作用，可以有效吸收土壤中的有害物质，减少对植物的伤害，促进植物的生长。
总的来说，工业海藻酸钙微球由于其具有良好的生物相容性、生物降解性和可调控的孔隙结构等特点，使其在生物医药、食品、农业等领域具有广泛的应用前景。然而，目前关于海藻酸钙微球的研究还处于初级阶段，如何进一步提高其性能，扩大其应用范围，还需要进一步的研究和探索。
2021胶原蛋白改性方法及改性胶原蛋白的运用范文2
2021胶原蛋白改性方法及改性胶原蛋白
的运用范文
摘要： 胶原蛋白作为生物体内重要的结构蛋白,来源广泛,种类繁多,是一种重要的生物学材料,具有众多优良的生物学性能:低免疫原性、生物可降解性、细胞相容性等。但纯胶原蛋白在被直接使用时会因本身的一些缺陷如:降解过快、热变性温度低、机械强度差等,导致其应用范围受到限制。目前常用的方法是对胶原蛋白进行改性,通过有效改善胶原蛋白在特定方面的性能,从而有效应对不同领域对胶原蛋白的性能需求,扩大胶原蛋白的应用范围。本文主要介绍了目前胶原蛋白的化学交联改性、侧链修饰改性、接枝共聚改性等化学改性方法,物理改性方法及高分子材料共混改性方法等5种方法;改性胶原蛋白在医用材料、食品工业、造纸、胶粘剂、皮革工业等领域的应用。
关键词： 胶原蛋白;改性; 改性方法; 应用;
Abstract： Asan important structural protein in the body,collagen is an important biological material with a wide range of sources and excellent biological properties:low immunogenicity,biodegradability,and cell compatibility.However,due to its own shortcomings,such as:rapid degradation,low thermal denaturation temperature,poor mechanical
乙酸乙烯酯的溶液聚合.
却至室温，向瓶内加入蒸馏水 30mL，苯 60mL，充分搅拌并倒入 250mL 分液漏斗 中，静置片刻，分去水层，再用蒸馏水洗涤数次，直到洗涤水相呈中性及无氯离 子(用 pH 纸及 AgNO3 溶液检查)，分出有机层，常压蒸去苯，然后减压下尽量除 去苯、水及未反应的环氧氯丙烷。瓶中留下淡棕色粘稠的环氧树脂。 2．粘结试验(以铝片作粘合对象) (1)将铝片两块在处理液中浸 10～15min， 取出用水洗清后，干燥之。 (2)用干净的表面皿称取环氧树脂 4g，加乙二胺(约 0．3g)，用破棒调和均匀后，
实验一 乙酸乙烯酯的溶液聚合
实验目的
了解溶液聚合的基本原理并掌握实验技术。
实验原理
溶液聚合就是将引发剂、单体溶于溶剂中成为均相，然后加热聚合。聚合时 靠溶剂回流带走聚合热，使聚合温度保持平稳，这是其优点。但由于溶剂的引入， 大分子自由基与溶剂发生链转移反应，使聚合物分子量降低。
n CH2 CH
O AIBN
注意事项
反应后期，聚合物极粘稠，搅拌阻力较大，可以加入少量乙醇。
实验二 聚乙烯醇缩甲醛的制备
实验目的
1．熟悉聚合物中官能团反应的原理。 2．利用聚合物化学反应制备聚乙烯醇缩甲醛。
实验原理
聚乙烯醇可以与醛类(甲醛、乙醛、丁醛)进行特征反应——缩醛反应，生成 六元环缩醛结构。聚乙烯醇缩甲醛是由聚乙烯醇相邻的羧基之间与甲醛作用，生 成 1，3—二氧六环的环状物，其反应可表示为：
pH敏感型海藻酸钙多孔凝胶微球的制备及溶胀性能的研究
Table 1 Factor s and level s
因素 A
因素 B
因素 C
水平 SA 浓度
CaCl2 浓度 水浴温度
(质量分数 , %) (质量分数 , %) ( ℃)
因素 D 保温时间
( mi n)
1
0. 5
2. 0
30
20
2
1. 0
3. 0
40
40
3
1. 5
4. 0
有成孔剂存在的条件下 ,此凝胶微球在 p H 值为 7. 4
的缓冲溶液中溶胀到最大溶胀比所需时间为 30min ,
而在添加了适量 P E G200 、NaCl 后 ,均提高了其溶胀响
应速率 ,分别在 10 、15min 即可达到最大溶胀比 。
关键词 : 海藻酸钠 ;p H 值敏感 ;多孔 ;响应速率 ;成孔
剂
中图分类号 : TQ316. 6
文献标识码 :A
文章编号 :100129731 (2010) 1222153204
1 引 言
水凝胶是指在水中或水性介质中溶胀且能在大分 子网络结构中保留大量溶剂而形成溶胀凝胶相的聚合 物[1] ,是近 30 多年来开发出的新型功能高分子材料 。 敏感性水凝胶又称为智能型水凝胶 ,它具有感知环境 细微变化 (如 p H 值 、离子强度 、温度 、光场 、电场等) 并 通过体积的溶胀和收缩来响应这些来自外界的刺激的 功能 。敏感性水凝胶的响应速率是评价其性能的重要 参数之一[2 ] 。
KSP
研究【 Ｊ １ wenku.baidu.com
称取 一定 量 的 小球 ， 加入 三 口烧 瓶 中 ， 加 入 再 过硫 酸钾 和 聚乙烯 醇水溶 液 ， 将反应 瓶 置入 恒 温水 浴锅 中 ， 制 适 宜 的 温 度 ， 拌 下 引 发 一 定 时 间 。 控 搅 然后 ， 边搅 拌边滴 加 醋 酸乙烯 酯 单体 ； 加完 毕 后 ， 滴 继续 反应 至指 定时 间 。将反 应产 物减 压 抽 滤 ， 用 并 蒸 溜水洗 涤多 次 ， 于室温 下 晾干 ， 于 ６ 再 ０℃下烘 干 至 质量 恒 定 ， 刚 硬 的 球 状 产 品 。将 产 品 置 于 索 得
吴 宏 ， 萧聪 明 ， 立春 ， 志明 用 蔡
３２ １） ６ ０ １ （ 侨 大学 材料科学 与工程学院 ， 建 泉州 华 福
摘 要 ： 者 以过 硫 酸 钾 为 引 发 荆 ， 究 了 醋 酸 乙 烯 酯 （ Ａ ） 海 藻 酸 钙 （ ａ ｉｍ ａｇｎｔ） 球 的 笔 研 Ｖ ｅ与 Ｃ ｌ ｕ ｌｉａｅ 小 ｃ 接枝共 聚反应 ； 用 Ｆ １ 利 Ｔ Ｒ表 征 了接 枝 产 物 ； 探 讨 了单 体 用 量 、 应 时 间 和 小 球 粒 径 对 接 枝 率 的 影 响 ： 并 反
壳聚糖接枝乙酸乙烯酯共聚物的制备及表征
1394
广西大学学报： 自然科学版
第 39 卷
壳聚糖是自然界除蛋白质外数量最大的含氮天然有机高分子、唯一的碱性多糖，具有资源丰富、可 再生、天然无毒、生物相容［1］、可生物降解［2］、抑菌抗菌［3］等优良特性，而备受科研工作者的青睐。当前 壳聚糖及其衍生物在医药［4，5］、食品［6］、化工［7，8］、化妆品［9］、水处理［10，11］、金属提取及回收［12］、生化［13］ 和生物医学工程［14］等诸多领域得到广泛应用，但其不溶于水、机械性能不强等缺陷又限制其应用的拓 展。因此，利用壳聚糖分子中存在的苷键、羟基和氨基等活性基团，对其进行改性成为当前研究的热点。 其中以壳聚糖与乙烯基单体接枝共聚改性，以求改善其性能的方法颇具优势，因为： （ 1） 改性的壳聚糖 共聚物是以多糖链为主链，接上的合成聚合物为侧链，从而同时拥有天然高分子和合成高分子的某些性 质而可满足一些特殊方面的应用； （ 2） 单体的接枝率可达百分之 1 百至几百，接枝共聚物仍具备壳聚糖 性能并有改善，而单体的价格远低于壳聚糖，相对地可减少壳聚糖用量，从而降低成本。因此，本文以壳 聚糖和乙酸乙烯酯为原料旨在制备一种既有壳聚糖基体的良好性能、又有侧链聚乙酸乙烯酯的机械性 能和线性链展开能力的接枝共聚物，从而改善了壳聚糖的性能，这既可为壳聚糖的改性提供新的途径和 实验依据，又为扩展壳聚糖的应用范围提供技术基础。
取一定壳聚糖置于 250 mL 的四颈烧瓶中，加入 1% 的醋酸溶液 100 mL，搅拌至其充分溶解，通氮气 30 min，60 ℃ 下加入过硫酸铵搅拌 10 min 后，以每秒 1 ～ 2 滴的速度滴加 7 g 乙酸乙烯酯，滴加完后继续 搅拌反应 4 h，将初产物转入烧杯中，用 0. 025 mol / L 的 NaOH 溶液调节至 pH = 9，抽滤，用蒸馏水洗涤 沉淀至中性，置于 70 ℃ 的鼓风干燥箱中干燥至恒重，粉碎后置于索氏抽提器中用甲醇抽提 24 h，干燥后 保存备用。 1. 2. 2 接枝共聚物最佳反应条件的选择
海藻酸钙凝胶微球粒径的理论计算与实验_陈益清
Vol.24高等学校化学学报 No.3 2003年3月 CHEM ICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERS IT IES 481～484
海藻酸钙凝胶微球粒径的理论计算与实验
陈益清,孙多先,苏 晶,杨 军
(天津大学化工学院,天津300072)
摘要 通过静电液滴发生器制备海藻酸钙凝胶微球,通过理论推导得到了微球粒径的计算公式.理论计算的结果表明,凝胶微球粒径的大小取决于静电压、电极距离、针头内径大小、注射器流速、海藻酸钠粘度和表面张力以及凝胶化体积收缩系数.理论计算结果与实验结果吻合得相当好.
关键词 静电液滴发生器;海藻酸盐;微球;粒径;理论计算
中图分类号 O641 文献标识码 A 文章编号 0251-0790(2003)03-0481-04
海藻酸是一种从海藻中提取的天然高分子多糖[1],为聚阴离子电解质,海藻酸钠溶液可与Ca2+相互作用生成海藻酸钙凝胶,其微球及其形成的生物微胶囊的应用极为广泛,通过与聚阴离子的复合可制备人工细胞用于糖尿病、帕金森等疾病的临床治疗[2,3],可用来制备药物释放微球以及用作生物吸附剂[1,4～6].海藻酸钙微球[7～12]的粒径大小对其应用有重要意义,微球粒径的理论计算对制备各种粒径均一的微球有重要的指导意义.本文首先推导了凝胶微球粒径的理论计算公式,并详细考察了海藻酸钠物理化学性质和静电液滴发生器设备参数对微球形态和粒径的影响.
1 实验部分
海藻酸钠购自Sigma公司;其它试剂为分析纯.高压静电脉冲液滴发生器和竖式微量注射泵由多伦多大学提供;XTL-1型摄影体视显微镜,南京江南光学仪器厂;X-370s型照相机为日本M INOLTA 公司产品.用微量注射泵将海藻酸钠溶液挤出平口针头,在静电力作用下,形成射流液柱并崩解形成均匀液滴流,进入到氯化钙溶液中,形成海藻酸钙凝胶微球.调节静电脉冲发生器电压、针头内径、正负电极距离、注射器流速以及海藻酸钠溶液浓度制备海藻酸钙凝胶微球.在体视显微镜下观察微球形态,放大适当倍数照相,选取100～120个微球,计算微球平均粒径(D-).
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2.2 微球结构分析 2.2.1 红外光谱和热重分析 图 2（a）为改性前后 SA 的红外光谱图，从图 － 中可知，3446.5 cm 1 为 O—H 的伸缩振动峰，改性 SA 在此处的峰减弱，说明接枝反应后—OH 减少； － － － 1617 cm 1 和 1407 cm 1 分别为 COO 的非对称与对 称伸缩振动，改性前后峰强度不变，说明 SA 上的 － － － COO 没有破坏；1030 cm 1 和 1101.3 cm 1 分别为 乙酸酯类 C—O 非对称和对称伸缩振动的特征峰， 改性 SA 在此处加强，说明体系羰基数量增多，则 可推断聚 PVAc 接枝到了 SA 上。图 2（b）为改性 前后 SA 微球的热重分析图。在 30～180 ℃，微球 中自由水的迅速丢失造成质量明显下降，改性微球 中由于疏水基团的引入使得自由水与改性海藻酸钙 的结合力减弱，因而失水的速度更快。在 180 ～ 280 ℃，海藻酸钙上的羧基分解为 CO2，造成凝胶 微球的质量进一步下降。改性微球中 PVAc 的引入 海藻酸钙 50%失重 使得失去 CO2 的速度稍微减缓。 率的温度为 410 ℃，而改性海藻酸钙则为 525 ℃， 说明改性后微球的热稳定性提高。
（福州大学化学化工学院，福建 福州 350108） 摘 要：为了降低海藻酸钙凝胶微球的溶胀度，以乙酸乙烯酯（VAc)对海藻酸钠进行自由基接枝共聚，进而制
备具有较低溶胀度的聚乙酸乙烯酯改性海藻酸钙(Ca-SA-PVAc)凝胶微球。红外光谱表明，改性之后海藻酸钙的 分子上生成新的化学键；热重分析表明，改性微球受热失水行为发生变化，热稳定性提高；扫描电镜表明，改 性微球结构孔隙结构发达；接枝反应条件如反应温度、VAc 的浓度、引发剂用量、海藻酸钠浓度、钙离子浓度 及反应时间等对改性凝胶微球在生理盐水中的抗溶胀性具有不同程度的影响。通过改变反应条件以控制接枝反 应参数，可以获得溶胀行为可控的改性海藻酸钙凝胶微球。 关键词：海藻酸钠；乙酸乙烯酯；接枝反应；溶胀度；凝胶微球 中图分类号：O 636.1+1 文献标志码：A 文章编号：1000–6613(2012)–07–1555–08
2 结果与讨论
2.1 Ca-SA-PVAc 微球的形成机理 PVAc 改性海藻酸钙分子结构的形成机理如图 1 所示。海藻酸钠骨架上羟基上的氢被引发剂夺取 而形成大分子自由基， 进而在 VAc 分子上发生加成 反应，并进行链增长。反应结束后，通过锐孔法将 接枝产物滴入 Ca2+溶液中，海藻酸钠结构单元中的 两个均聚古罗糖醛酸（G）嵌段经过协同作用结合， Ca2+ 中间形成了亲水空间， 当这些空间被 Ca2+占据， 会与古罗糖醛酸上多个氧原子发生螯合作用，使得 海藻酸钠链间紧密结合，通过与接枝链段和共价交 联点的协同作用，最终导致凝胶三维网络凝胶微球 的形成[14]。
第7期
漆亮亮等：乙酸乙烯酯接枝改性海藻酸钙凝胶微球
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/min，在氮气的保护下程序加热直到 1000 ℃，绘 制样品的热重分析曲线。 1.9 微球形貌分析 将改性前后的微球在液氮下淬冷，在真空冷冻 干燥箱内干燥， 用 JFC-1200 型镀膜仪镀膜， 将干燥 好的样品观察面朝上粘紧，在扫描电镜 （HITACHI S-4800）下观察样品结构。
S ( W4 W3 ) 100% W3 （4）
1 实验部分
1.1 主要试剂与材料 海藻酸钠（sodium alginate，SA） 、乙酸乙烯酯 （vinyl acetate，VAc，使用前提纯） ，化学纯，上海 国药化学试剂厂；氯化钙，分析纯，上海豪恩化学 厂；亚硫酸钠，化学纯，浙江永嘉化学试剂厂；过 硫酸钾（potassium peroxydisulfate，KPS，使用前重 结晶） ，化学纯，上海恒新化学试剂厂；无水乙醇， 分析纯，浙江三鹰化学试剂有限公司。 1.2 接枝反应和改性海藻酸钙凝胶微球的制备 在盛有一定量去离子水的三口烧瓶中，缓慢加 入 SA，在磁力搅拌作用下溶解并通氮气 30 min， 和单体 （VAc） ， 加入氧化还原引发剂 （KPS-Na2SO3）
待反应到指定时间后终止反应。利用锐孔法[13]，将 接枝聚合物溶液滴入 CaCl2 水溶液，交联反应一段 时间后，将凝胶微球取出并过滤，干燥。 1.3 SA 接枝率的测定 将一定量乙醇加入接枝产物中，待其完全沉淀 后，充分搅拌，移除乙酸乙烯酯齐聚物和残余反应 物并抽滤， 将沉淀物干燥， 称重。 接枝率 G 用式 （1） 计算。 W WSA G( 1 ) 100% （1） WSA 式中，W1 和 WSA 分别代表干燥后的沉淀物和 海藻酸钠的质量，g。 1.4 VAc 转化率的测定 将接枝产物干燥， 称重。 转化率 C 用式 （2） 计算。
DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2012.07.013
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2012 年第 31 卷第 7 期
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进
展
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CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
研究开发 乙酸乙烯酯接枝改性海藻酸钙凝胶微球
漆亮亮，英晓光，李 晓，张卫英，徐 雯
C ( W2 WSA WKPS+Na 2SO3 WVAc ) 100%
（2）
式中，W2 为产物干重，g； WKPS+Na SO 代表引发
2 3
剂总质量，g；WVAc 代表 VAc 总质量，g。 1.5 接枝反应速率的计算 接枝反应速率 R [mol/(L·s)]利用式（3）计算。
R G WSA M V t
Abstract：In order to reduce the swelling ratio of calcium alginate beads，vinyl acetate (VAc) was grafted on sodium alginate (SA) by free radical copolymerization，and vinyl acetate grafted calcium alginate (Ca-SA-PVAc) beads with low swelling ratio were prepared. FTIR indicated that new chemical bond was formed in modified alginate molecule. TGA showed that the rate of bound moisture loss of modified alginate beads was changed and its heat stability was improved. SEM showed that Ca-SA-PVAc beads had well-developed pore structure. The effects of reaction conditions，such as grafting reaction temperature， monomer and initiator concentrations， percentage of alginate and calcium chloride，grafting reaction time on swelling ratio in 0.9%NaCl solution were studied. By changing reaction conditions and consequently grafting reaction parameters，the swelling ratio of grafted beads could be controlled. Key words：sodium alginate；vinyl acetate；grafting reaction；swelling ratio；hydrogel microsphere 海藻酸钙由 β -1,4-D- 甘露糖醛酸 (M) 和 α 1,4- L-古罗糖醛酸(G)两种结构单元组成，具有廉 价、可降解、生物相容性良好和原料易得等优点， 已广泛应用于药物载体、细胞培养基、分离提纯、 控制释放、医用敷料等领域[1-2]。但是，海藻酸钙在 水中易溶胀，在一定程度上限制了它的应用。近年 来，许多研究者通过共聚、氧化、硫化、单元耦合、 酰胺化等方法对海藻酸盐进行改性[3]。化学改性主 要 是 通 过 单 体 与 海 藻 酸 盐 骨 架 上 的 — OH 和 — 而单体与—COO 的反应会造 COO 进行接枝反应， 成改性产物对钙离子的凝胶能力变差[4]。因此，对 海藻酸钠的—OH 进行接枝改性的方法引起了越来 越多研究者的兴趣。Işıklan 等[5]将衣康酸接枝共聚
（3）
Leabharlann Baidu
式中，M 代表 VAc 的相对摩尔质量，为 86.09 g/mol；V 代表反应体系的总体积，L；t 代表反应 时间，s。 1.6 微球溶胀度的测定 准确称取一定质量的干态微球，放于 50 mL 的 生理盐水（25℃）中充分溶胀至平衡，过滤并除去 微球表面的浮水，称重。用式（4）计算溶胀度 S。
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2012 年第 31 卷
到海藻酸钠上， 考察了接枝条件对接枝参数的影响； [6] Gao 等 制备了聚(2-二甲氨基)-异丁烯酸乙酯接枝 氧化海藻酸钠，并考察了牛血清蛋白的控制释放行 为；Laurienzo 等[7]制备出了乙二醇接枝共聚海藻酸 钠；Arpit Sand，Mithilesh 等[8-9]分别将 N-乙烯基-2吡咯烷酮、2-丙烯酰胺羟基酸接枝到海藻酸钠上； 英晓光等 [10] 通过在海藻酸盐凝胶体系中添加少量 纤维素醚并使用戊二醛交联的方法，制备了互传网 络改性大分子及乳液双印迹海藻酸钙凝胶微球；李 志勇等[11]将氧化海藻酸钠与十二胺接枝反应，并进 行了药物包埋释放实验。但是，这些研究大多数考 察接枝反应条件对接枝参数的影响，没有进一步对 反应条件影响改性海藻酸钙的溶胀度做系统的研 究，而水凝胶材料的溶胀性为，在许多应用场合又 具有至关重要的影响。 聚乙酸乙烯酯（PVAc）链段的疏水性在一定程 度上可以帮助提高海藻酸盐凝胶的抗溶胀性，并且 可以构建共价交联点，降低海藻酸钙的溶胀度。海 藻 酸 钙 凝 胶 材 料 溶 胀 的 机 理 主 要 是 离 子 交 联剂 Ca2+与水中的 Na+、H+等发生交换，钙离子交联密 度的下降导致海藻酸钙三维网络的伸展，最终凝胶 材料溶胀[12]。因此，在生理盐水中测定改性凝胶微 球的溶胀度可以检验改性效果。 本工作拟采用乙酸乙烯酯为功能单体，选用特 定的氧化还原引发体系，对海藻酸盐的羟基进行自 由基接枝改性，而尽量保留接枝产物的羧基不被破 坏，仍然可与钙离子交联而凝胶化。通过改变接枝 反应条件来影响接枝参数，从而达到溶胀度可控的 目的。进而讨论了凝胶体系中齐聚物的生成对溶胀 度的影响机理。
收稿日期：2012-02-23；修改稿日期：2012-03-02。 基金项目：福州大学科技发展基金（2010-XY-8）及福建省教育厅科技 计划 A 类（JA11021）项目。 第一作者：漆亮亮(1986—)，男，硕士研究生。联系人：英晓光，讲 师，硕士生导师。E-mail yxg@fzu.edu.cn。
Preparation of polyvinyl acetate-grafted-calcium alginate beads
QI Liangliang，YING Xiaoguang，LI Xiao，ZHANG Weiying，XU Wen
（School of Chemistry & Chemical Engineering，Fuzhou University，Fuzhou 350108，Fujian，China）
式中，W3 和 W4 分别代表微球溶胀前和溶胀平 衡后的质量，g。 1.7 红外光谱分析 将乙醇加入样品中， 完全除去 VAc 齐聚物和残 留单体后，将沉淀抽滤、干燥、研磨，用 KBr 压制 成片，设定红外分析仪 (Spectrum-2000) 上温度为 － 25 ℃，扫描范围为 400～4500 cm 1，绘制样品红外 吸收谱图。 1.8 热重分析 准确称取 20～30 mg 干态样品放于研钵中，设 置综合热分析仪（STA409PG）的加热速度为 10 ℃