海藻酸钠_壳聚糖微胶囊的制备及其应用研究进展
海藻酸钠-壳聚糖相变储热微胶囊的制备
海藻酸钠-壳聚糖相变储热微胶囊的制备郑振荣;马晓光;张晓丹【摘要】海藻酸钠和壳聚糖都是价廉环保的天然高分子材料,具有广阔的应用开发前景.以海藻酸钠-壳聚糖为壁材,复合醇为芯材,通过乳化固化法制备相变储热微胶囊,解决了脂肪醇在相变过程中的泄露问题.探讨了芯材用量、碳酸钙用量、乳化体系和壳聚糖浓度等对微胶囊储热性能的影响,利用扫描电镜、激光粒径分析仪、DSC和测试步冷曲线等手段对微胶囊进行表征.结果表明,制得微胶囊的相变温度为37.9℃,调温区间为37.9~40.8℃,相变潜热为52.8 J/g,芯材包封率为44.7%.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2014(035)002【总页数】5页(P18-22)【关键词】微胶囊;海藻酸钠;壳聚糖;储热;相变材料【作者】郑振荣;马晓光;张晓丹【作者单位】天津工业大学纺织学院,天津300387;天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室,天津300387;天津工业大学纺织学院,天津300387;天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室,天津300387;天津工业大学纺织学院,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TB34;TS195相变储能材料因其优良的蓄热调温性能,在航空、军事、建筑、汽车、服装等领域有广阔的应用和发展前景[1-2]。
在各类相变材料中,高级脂肪醇具有相变潜热高、贮热性能稳定、无毒无腐蚀、成本低廉的优点[3]。
每种高级脂肪醇都有固定的相变温度和相变热,为了满足不同使用环境对储能材料的需求,根据施罗德理论[4],可将2种脂肪醇进行组合,通过调整其混合比例,达到扩宽相变温度范围的目的[5]。
另外,二元脂肪醇储能材料由固相吸热变为液相后存在容易流动、泄漏和油化基体外观的缺点[6-7]。
且采用三聚氰胺-甲醛树脂、密胺树脂等高分子材料作为壁材[8-9],生产过程易产生甲醛或需要有机溶剂等化学品,不利于人体健康且生产成本较高。
本文采用廉价环保的天然高分子材料海藻酸钠为壁材、二元脂肪醇为芯材,并选择具有挥发性的石油醚为油相制备海藻酸钠二元复合醇微胶囊,利用壳聚糖对海藻酸钠微胶囊进行二次包覆,初步探讨了微胶囊制备过程中芯材用量、碳酸钙用量、乳化体系、壳聚糖溶液浓度对微胶囊形貌、储热性能和包封率等的影响,为该类相变储能材料的开发提供理论和实验依据。
海藻酸钠-壳聚糖固定化载体的制备及应用研究
海藻酸钠-壳聚糖固定化载体的制备及应用研究海藻酸钠-壳聚糖固定化载体是一种新型的生物材料,在生物医学、制药和工业生产等领域具有广泛的应用前景。
本文主要介绍了海藻酸钠-壳聚糖固定化载体的制备方法及其在生物材料领域中的应用研究进展。
一、海藻酸钠-壳聚糖固定化载体的制备。
海藻酸钠-壳聚糖固定化载体是通过将海藻酸钠和壳聚糖两种生物大分子进行交联反应得到的。
交联反应的方法有很多种,如化学交联、生物交联和自组装交联等。
1.化学交联法。
化学交联法是将含有活性基团的交联剂与海藻酸钠及壳聚糖反应形成交联结构。
典型的交联剂有双酚A、多巴胺、低分子量多酚等。
2.生物交联法。
生物交联法是利用一些天然的交联酶如过氧化氢酶、过氧化物酶等,在生物体系中催化分子间交联反应,完成固定化载体的制备。
3.自组装交联法。
自组装交联法是以静电交互作用为基础,利用多元酸和多胺之间的静电相互作用形成交联结构。
典型的多元酸有海藻酸等,多胺有聚丙烯胺等。
二、海藻酸钠-壳聚糖固定化载体在生物材料领域中的应用。
1.细胞培养支架。
海藻酸钠-壳聚糖固定化载体可以作为细胞培养支架,可支持细胞生长和增殖,同时增强细胞与载体之间的交互作用,提高细胞在载体上的生长和分化能力。
2.制药领域。
海藻酸钠-壳聚糖固定化载体可用作药物输送系统的载体,提高药物的稳定性和生物利用度,同时降低药物的毒副作用。
3.工业生产领域。
海藻酸钠-壳聚糖固定化载体在工业生产领域中作为酶的载体,在反应中发挥催化作用,并能保持酶的活性和稳定性,提高反应效率和产量。
总之,海藻酸钠-壳聚糖固定化载体是一种具有广泛应用前景的生物材料,在生物医学、制药和工业生产等领域有着重要的应用价值。
它的制备及应用研究将是未来的一个重要研究方向。
微流芯片中海藻酸钠-壳聚糖微胶囊的制备
微流芯片中海藻酸钠-壳聚糖微胶囊的制备
海藻酸钠-壳聚糖微胶囊是一种常见的微生物载体,可用于药物传递和生物分离等应用。
其制备方法如下:
1. 准备物料:海藻酸钠、壳聚糖、乙醇、聚乙烯醇。
2. 将海藻酸钠和壳聚糖按一定比例混合,并加入适量的乙醇进行预处理,使材料充分混合。
3. 将混合物注入微流芯片中,通过微流控制系统调整流速和压力等参数,使混合物流经微流控制系统。
4. 在微流芯片中,将混合物搅拌并喷雾到聚乙烯醇溶液中,形成微胶囊。
5. 将微胶囊收集并进行后续处理,如洗涤、干燥等,最终获得海藻酸钠-壳聚糖微胶囊。
该方法具有简单、高效、可控性强等优点,有望在药物传递和生物分离等领域得到广泛应用。
生长激素-海藻酸钠-壳聚糖微胶囊的制备及药物释放性能研究
生长激素-海藻酸钠-壳聚糖微胶囊的制备及药物释放性能研究赛佳明;张亦军;黄勇;张增方;江晓路【期刊名称】《医学研究杂志》【年(卷),期】2010(39)3【摘要】目的研究生长激素-海藻酸钠-壳聚糖微胶囊的制备及其释放性能. 方法本课题采用脉冲电场法制备生长激素-海藻酸钠-壳聚糖微球.根据单因素试验和正交试验结果,优化工艺条件和处方组成.观测其形态、尺寸,鉴别其组分,测定生长激素含量、包封率和回收率,并进行体内、外释放实验. 结果选择450μm锐孔直径、2cm液面距、1.5%海藻酸钠浓度、8ml/h推进速度、2%Ca2+浓度作为最佳工艺条件.光学显微镜观察可见得到的微胶囊具有很好的圆形形态,平均粒径尺寸为47.93μm.微胶囊的平均包封率为94%,他莫昔芬平均含量为11.24%.体外模拟胃液中,微球不溶胀而且所载生长激素基本不被释放;在模拟肠液中,微球溶胀而且所载生长激素被缓释出来,并且在12h后被完全释放出来.体内实验证实生长激素微球组的血药浓度在8h时到达峰值(98.59ng/ml).体内、外释放证实能够达到延缓释放的目的. 结论生长激素-海藻酸钠-壳聚糖微球具有良好的圆形形态和较好缓释效果.【总页数】6页(P88-93)【作者】赛佳明;张亦军;黄勇;张增方;江晓路【作者单位】青岛骨伤科医院;青岛骨伤科医院;青岛骨伤科医院;青岛骨伤科医院;266000,青岛,中国海洋大学【正文语种】中文【相关文献】1.壳聚糖-海藻酸钠艾蒿油微胶囊的制备及其抗菌性能研究 [J], 彭勇刚;周永生;纪俊玲;施建平;徐瑞鹏2.海藻酸钠/壳聚糖双层合生元微胶囊制备及储藏稳定性和控制性释放 [J], 李伟;纪鹃;陈晓红;姜梅;芮昕;董明盛3.海藻酸钠-壳聚糖-金银花提取物微胶囊的制备及性能研究 [J], 彭勇刚;周永生;纪俊玲;徐瑞鹏;施建平4.壳聚糖/海藻酸钠/多孔淀粉-茶树精油微胶囊制备及释放性能分析 [J], 张晓明;朱良奎;成蕾;袁碧贞5.海藻酸钠/壳聚糖包酶微胶囊的制备及释放机理 [J], 胡剑峰;黄建恒;司徒粤;陈焕钦因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
海藻酸钠-壳聚糖微胶囊的制备
中图分 类号 :T S 2 0 1 . 1
文 献标 志码 :A
文 章编 号 :1 0 0 1 — 9 6 7 7 ( 2 0 1 5 ) 0 8 — 0 0 6 2 — 0 3
Pr e pa r a t i o n o f So di u m Al g i n a t e-Ch i t o s a n Mi c r o c a p s ul e a
o f L i f e S c i e n c e ,Wu c h a n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o y, g H u b e i Wu h a n 4 3 0 2 2 3 , C h i n a )
Abs ts l i n k i n g p r e p a r a t i o n c o n di t i o n s o f mi c r o c a ps u l e f r o m s o d i u m a l g i n a t e -c hi t o s a n we r e i nv e s t i g a t e d, a n d t h e i n lu f e n c e o f s o d i um a l g i n a t e c o n c e n t r a t i o n,c h i t o s a n c o n c e n t r a t i o n,c lc a i um c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n,p H v a l u e a n d
第4 3卷第 8期 2 0 1 5年 4月
广
州
化
工
Vo 1 . 4 3 No . 8 Apr . 2 01 5
海藻酸钠/壳聚糖双层合生元微胶囊制备及储藏稳定性和控制性释放
摘
要 :以海 藻酸钠和壳聚糖 为包埋剂 ,在其 中加入低聚 半乳 糖( g a l a c t o — o l i g o s a c c h a r i d e s ,GOS ) ,对 嗜热 链球菌
( S t r e p t o c o c c u s t h e r mo p h i l u s ) 进行包埋 ,制备海 藻酸钠/ 壳聚糖双层合生元微胶囊 ,并对其 制备工艺、控制性释放和 储藏稳定性进行研 究 。结果表明 :当海藻酸钠 的质量浓度  ̄2 g / 1 0 0 mL 时 ,微胶囊的外观 、粒 径和包埋 率均较好 ; 在对得到 的双层微胶囊进行 人工 胃肠 道抗逆实验 ,发现双层包埋 的微胶囊 在人 工 胃液中 比较稳定 , t h e r mo p h i l u s 基本不被释放 ,而 当双层微胶囊 在人工肠液液 中到1 5 0 mi n 后微胶囊 已经 完全崩解 ,乳酸菌释放 完毕。通过对游 离 状态和双层包埋微胶囊 菌体存活率进行计算 ,游离状态 的 t h e r mo p h i l u s 菌悬液经过冷藏 ,菌体存活率 下降十分 明 显 ,未添} J I I GOS 的菌悬液在第 1 3 天 菌体存活率仅 有0 . 3 2 %,而添  ̄ H o os 的菌悬液活菌存 活率相对较 高,可 以达 到 1 4 . 6 4 %;但双层微胶囊在添加和未添 ̄ n oos 时,菌 体存活率在整个储藏期 内下降幅度均较 小,在第 1 7 天时,菌体存
p r e s e n c e o f g a l a c t o o 1 i g o s a c c h a r i d e( G OS ) f o r t h e p r e p a r a t i o n o f a I g i n a t e / c h i t o s a n b i l a y e r s y n b i o t i c mi c r o c a p s u l e s . T h e
壳聚糖海藻酸钠载药微球制备工艺研究
壳聚糖海藻酸钠载药微球制备工艺研究一、本文概述随着现代医学和药物传递系统的快速发展,载药微球作为一种创新的药物传递系统,正逐渐受到人们的广泛关注。
作为一种生物相容性好、可生物降解的高分子材料,壳聚糖和海藻酸钠在载药微球的制备中展现出巨大的应用潜力。
本文将深入探讨壳聚糖海藻酸钠载药微球的制备工艺,旨在为其在药物传递系统中的应用提供理论支持和实验依据。
本文将首先介绍壳聚糖和海藻酸钠的基本性质及其在载药微球制备中的优势,随后详细阐述载药微球的制备工艺,包括材料选择、配方优化、制备条件控制等关键环节。
本文还将对制备的载药微球进行表征分析,以评估其性能参数,如粒径、包封率、药物释放特性等。
本文将总结壳聚糖海藻酸钠载药微球的制备工艺研究现状,展望其未来的发展方向和应用前景。
通过本文的研究,我们期望能够为载药微球的制备工艺提供新的思路和方法,为药物传递系统的创新和发展做出贡献。
我们也希望本文的研究能够为相关领域的研究人员提供有益的参考和借鉴,共同推动载药微球在药物传递系统中的应用和发展。
二、材料与方法本研究所需的主要材料包括壳聚糖(CS,脱乙酰度≥95%,分子量100,000-300,000 Da)、海藻酸钠(SA,粘度≥200 mPa·s)以及模型药物(本实验选用布洛芬作为模型药物,纯度≥98%)。
还需要戊二醛(GA,分析纯)、氯化钠(NaCl,分析纯)、氯化钙(CaCl ₂,分析纯)、氢氧化钠(NaOH,分析纯)等化学试剂。
实验用水为去离子水。
实验所需的仪器设备包括电子天平(精度001g)、磁力搅拌器、恒温水浴锅、注射泵、显微镜、喷雾干燥机、冷冻干燥机、激光粒度分析仪、药物含量测定仪等。
采用乳化-交联法制备壳聚糖海藻酸钠载药微球。
首先将壳聚糖溶解在1%乙酸溶液中,制备成壳聚糖溶液。
然后,将模型药物布洛芬溶解在壳聚糖溶液中,形成载药壳聚糖溶液。
将海藻酸钠溶解在去离子水中,形成海藻酸钠溶液。
将载药壳聚糖溶液逐滴加入到海藻酸钠溶液中,形成初级乳液。
微胶囊制备及研究进展综述
微胶囊制备及研究进展综述微胶囊制备及研究进展综述(标题具体一点)摘要:近年来,微胶囊技术在生物医药、化工、食品等行业得到了应用和发展。
微胶囊制备的新工艺、微胶囊性能分析的新方法、微胶囊形貌结构和孔结构的表征方法等,都取得了一定的成就。
本文综述了微胶囊的结构和性能方面研究的新进展。
关键词:微胶囊;制备;研究进展;综述引言:微胶囊是利用天然或合成的高分子材料为囊材将囊芯物(固态、液态、气态)包裹而成的微小容器。
微胶囊技术从应用于无碳复写纸开始,至今已普及至包括医药、农药、香料、涂料、食品、化妆品等不同领域。
近年来,随着学科的交叉,微胶囊技术应用、制备、结构与性能研究有了很大的发展。
如微囊化的胰岛能够保持活力并能在有糖尿病的动物体内长时期不断分泌胰岛素;临床上已将包裹的活性炭进行体外循环,对肾衰竭或肝功能失调的病人解毒;将风味物包埋在纳米粒中,再将其与部分水溶性配料或风味物质共同包在微球中,可以实现多组分包埋和连续的控制释放等等。
特别地,膜乳化法和微通道法使得单分散乳液制备和单分散微胶囊合成得以实现,促进微胶囊在生物医药、微细加工和电子材料等高新技术领域具有广泛的应用前景。
本文综述了微胶囊的结构和性能研究方面的新进展,对微囊的科学研究和应用研究具有一定意义。
(参考文献的引用要标注。
)1微胶囊的制备方法(该节没有新意,是科普知识)大致可分为3类:聚合反应法、相分离法、物理及机械法。
聚合反应法包括界面聚合法、原位聚合法和悬浮胶联法;相分离法包括水相相分离法和油相相分离法;物理及机械法包括熔化分散冷凝法、喷雾干燥法、溶剂或溶液萃取法等。
1.1界面聚合法界面聚合法制备微胶囊的原理是通过适宜的乳化剂形成油包水(或水包油)乳液,使水溶性(或油溶性)反应物的水溶液(或油溶液)分散进入油相(或水相),在油包水(或水包油)乳液中加入非水溶性(或水溶性)反应物以引发聚合,在液滴表面形成聚合物膜,这样含水微胶囊(或含油微胶囊)就会从水相(或油相)中分离。
盐酸二甲双胍壳聚糖-海藻酸钠缓释微囊的制备及性能研究
盐酸二甲双胍壳聚糖-海藻酸钠缓释微囊的制备及性能研究李珍辉;李柱来;叶晓【摘要】目的制备盐酸二甲双胍壳聚糖-海藻酸钠缓释微囊并探索其性能.方法以壳聚糖和海藻酸钠为囊材,利用复凝聚法将盐酸二甲双胍微囊化.以微囊的药物包封率为制备工艺优化指标,用转篮法测定其体外溶出速率.结果通过正交实验得出微囊的最佳制备工艺条件为:壳聚糖浓度0.2%,成囊pH 4.5,成囊温度45℃,搅拌速度200r/min.微囊的溶出释放性能实验显示,该载药微囊的累积释放速度远低于市售缓释片剂,在20h左右达到75%左右的最高累积释放值.结论以最佳制备工艺条件制备含药微囊重现性好、工艺稳定、吸水溶胀性好,体外溶出实验显示具有较好的缓释作用.【期刊名称】《解放军医学杂志》【年(卷),期】2010(035)012【总页数】3页(P1468-1470)【关键词】二甲双胍;壳聚糖;迟效制剂【作者】李珍辉;李柱来;叶晓【作者单位】350003,福州,福建省机关医院内科;350108,福州,福建医科大学药学院药物化学系;350108,福州,福建医科大学药学院药物化学系【正文语种】中文【中图分类】R943壳聚糖是由甲壳素脱乙酰制得的一种天然多糖,其分子链上丰富的氨基和羟基使其易于进行化学修饰而被赋予多种功能,已在医药、农业、轻纺、日化等领域得到广泛应用[1-4]。
由于生物相容性良好,无毒、无味,无免疫抗原反应,生物降解性和成膜性好,已应用于制备手术缝合线、人工皮肤、伤口敷料、药物载体等[5-11]。
盐酸二甲双胍是治疗糖尿病的常用药物,半衰期较短,欲维持有效治疗浓度,需频繁服药,但长期使用易导致变态反应并对肝肾功能造成损伤,且对肠胃刺激较大,如制成缓释制剂则可减少服药次数,并减轻药物不良反应。
微型包囊与微型成球技术是近50年来应用于药物的新工艺、新技术,其制备过程通称微型包囊术(microencapsulation),简称微囊化。
微囊作为一种新剂型,具有能控制释药、减低药物毒副作用、提高药物稳定性的特点,在医药方面越来越受到关注。
海藻酸钠微囊的制备及应用进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第6期海藻酸钠微囊的制备及应用进展袁晓露1,2,李宝霞1,2,黄雅燕1,2,杨宇成1,2,叶静1,2,张娜1,2,张学勤1,2,郑秉得1,2,肖美添1,2(1华侨大学化工学院,福建厦门361021;2厦门市海洋生物资源综合利用工程技术研究中心,福建厦门361021)摘要:微囊化技术作为一项发展迅速的新技术,具有精确给药、芯材控释等特点,在生物医药、食品、化工等领域均得到成功应用。
海藻酸钠是从海洋藻类提取的功能独特的植物多糖,具有良好的溶解性、成膜性和凝胶性等优势,已被广泛用作微囊的包膜材料。
但海藻酸钠微囊易受到基质材料、交联剂和生产工艺参数的影响,性质难以调控,所以微囊的生产仍存在配方不完善、制备工艺不稳定等问题。
为解决上述问题,本综述对海藻酸钠的离子交换性、pH 敏感性、凝胶特性等性质和微囊制备过程的影响因素进行了总结。
论述了海藻酸钠微囊在包封细胞、药物以及精油方面的应用,指出今后的研究方向应集中于改进微囊的制备工艺,探明海藻酸钠成膜机理与机械性能的关系,提高海藻酸钠微囊强度与韧性,继续推进海藻酸钠与其他高分子材料的复配研究,以期扩大海藻酸钠微囊的应用范围,加快海藻酸钠微囊的工业化进程。
关键词:海藻酸钠;微囊化;包封材料;凝胶机理中图分类号:TQ3文献标志码:A文章编号:1000-6613(2022)06-3103-10Progress in preparation and application of sodium alginate microcapsulesYUAN Xiaolu 1,2,LI Baoxia 1,2,HUANG Yayan 1,2,YANG Yucheng 1,2,YE Jing 1,2,ZHANG Na 1,2,ZHANG Xueqin 1,2,ZHENG Bingde 1,2,XIAO Meitian 1,2(1College of Chemical Engineering,Huaqiao University,Xiamen 361021,Fujian,China;2Xiamen Engineering andTechnological Research Center for Comprehensive Utilization of Marine Biological Resources,Xiamen 361021,Fujian,China)Abstract:Microcapsule technology is a new technology with rapid development,and has been successfully applied in biomedicine,food,chemistry,and other fields for its several advantages,including accurate drug administration and controlled content release.Sodium alginate is a unique plant polysaccharide extracted from marine algae,and has been widely used as microcapsule coating materials owing to its good solubility,good film-forming and gelation performance.However,there are still some problems in the manufacture of sodium alginate microcapsules,such as imperfect formula and unstable preparation process,due to the properties of sodium alginate microcapsules being difficult to control and easily affected by base material,cross-linking agent,and process parameters.In order to solve the above problems,the properties of sodium alginate,such as ion exchangeability,pH susceptibility,gelling综述与专论DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2021-1432收稿日期:2021-07-07;修改稿日期:2021-11-02。
海藻酸钠_壳聚糖微囊成型机理及其对大分子药物的载药_释药研究_李沙
BSA 海藻酸钠-壳聚糖微囊( BSA- ACM) 的制备 及形态学研究 BSA- ACM 制备工艺同 BACM, 将含适 量 BSA 及钙盐的海藻酸钠( Alg) 水溶液作为水相, 其 余操作同空白微囊的制备。将干燥的 BSA-ACM 粉末 用适量生理盐水重新分散混悬后进行显微照相。
述操作 2 次, 每次 9 h, 使微囊充分溶蚀以利于 BSA
完全释放。合并 3 次上清液, 定容。以空白微囊同
条件下处理所得上清液为对照, 于 280 nm 处测定 A 值。由标准曲线计算样品浓度, 按下式求得微囊中
BSA 载药量( drug loading% , DL% )SA 在 PBS( pH 71 4) 与 011 mol#L- 1 HCl 中均呈两相释放; 随 CTS 浓 度增大, BSA 在 011 mol#L- 1 HCl 中 的
释放减慢。结论 制备的微囊圆整且分散性好, 微 囊对 BSA 具较高包载能力, 并具一定 的缓释作用。
关键词: 海藻酸钠- 壳聚糖微囊; 差示扫描量热法; 成型机理; 牛血清白蛋白
Key words: alginate- chitosan microcapsule; differential scanning calorimetry; formation mechanism; bovine serum albumin
海藻酸钠与壳聚糖均为无毒、生物相容性好、可 生物降解的天然高分子材料, 具较好的成膜及成型
海藻酸钠_壳聚糖_海藻酸钠生物微胶囊的制备_王家荣
第20卷第4期宁波大学学报(理工版)V ol.20 No.4 2007年12月JOURNAL OF NINGBO UNIVERSITY ( NSEE ) Dec. 2007文章编号:1001-5132(2007)04-0516-04海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠生物微胶囊的制备王家荣,金谊,刘望才,高浩其(宁波工程学院化学工程学院,浙江宁波 315016)摘要:采用两步法制备了海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠(ACA)生物微胶囊,并考察了氯化钙浓度、海藻酸钠浓度、壳聚糖浓度及其pH值以及柠檬酸钠溶液pH值对微胶囊性能的影响. 实验结果表明:胶囊粒径随氯化钙浓度和海藻酸钠浓度的增加而增大,胶囊的膜厚随壳聚糖浓度的增加而增厚,随壳聚糖溶液pH值的增加而降低;而在胶囊液化处理过程中,柠檬酸钠溶液的pH值对微胶囊的机械强度有很大的影响. 当氯化钙浓度为1.5%,海藻酸钠浓度为2%,壳聚糖浓度和pH值分别为1.5%和5.0及柠檬酸钠溶液的pH值为7.2时,可制得粒径为2.65mm、机械强度为150mN的ACA生物微胶囊.关键词:海藻酸钠;壳聚糖;生物微胶囊中图分类号:O648.17 文献标识码:A固定化细胞技术是20世纪60年代由生物化工中的固定化酶技术发展起来的生物技术[1],其固定化微生物细胞的方法主要有吸附法、共价结合法、交联法和包埋法. 而微胶囊法是包埋法中的一种制备方法,是指用半渗透性薄膜固定活体组织或细胞的微胶囊,使之能够反复使用. 制备胶囊的天然高分子载体主要有琼脂、海藻酸钙、壳聚糖、角叉菜胶和明胶等,合成有机高分子凝胶载体有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和光硬化树脂等. 由于微胶囊制造具有制备简单、损耗小、生物互适性好和后处理方便等特性,自Sun发明海藻酸钠-聚赖氨酸-海藻酸钠(APA)微胶囊以来,微胶囊技术被广泛用于动植物细胞、微生物及酶的固定化、蛋白质及其他化合物的分离提纯、污水处理和药物控释等领域[2],而微胶囊的机械强度是影响其能否进行实际应用的重要性能指标.海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠(ACA)生物微胶囊是以聚电解质复合结构为囊膜和以海藻酸钠溶液为囊芯物的微胶囊. ACA生物微胶囊的制备目前主要有一步法、两步法[3]和复合法. 一步法是将壳聚糖和氯化钙的混合溶液直接滴到海藻酸钠溶液中,反应形成微胶囊,或者将海藻酸钠溶液滴入到壳聚糖和氯化钙的混合溶液中;两步法是首先将海藻酸钠溶液滴到氯化钙溶液中钙化成核,然后分别用壳聚糖、海藻酸钠溶液进行包覆成膜,最后用柠檬酸钠溶液进行液化处理,得到微胶囊;复合法是先制备壳聚糖-海藻酸钠微胶囊,然后以双功能团分子对微胶囊表面进行交联,但对微胶囊的重要特性—胶囊的机械强度未见文献报道. Anselmo等人[4]用各种载体制备的微胶囊对含酚废水处理进行第4期 王家荣,等:海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠生物微胶囊的制备 517比较后,认为海藻酸钙作为载体处理效果最佳. 本文采用两步法制备ACA 生物微胶囊,并详细考察了氯化钙、海藻酸钠浓度对微胶囊粒径大小的影响,壳聚糖浓度和pH 值以及柠檬酸钠溶液pH 值对微胶囊机械强度的影响,优化了ACA 生物微胶囊的制备条件,得到性能良好的ACA 生物微胶囊.1 实验部分1.1 实验药品海藻酸钠(Sodium Alginate ,SA)购自Sigma 公司,壳聚糖(CHIT ,乙酰度>90%),氯化钙(AR),生理盐水(0.9%NaCl),柠檬酸钠(AR). 实验中所有溶液均用生理盐水配置. 1.2 ACA 生物微胶囊的形成机理海藻酸钠存在于褐藻类中的天然高分子,从其结构上看是由β-1,4结构的D 型甘露糖醛酸的钠盐(M)和α-1,4结构的L 型古罗糖醛酸的钠盐(G)共聚而成[5],如图1所示,其可以与二价金属离子络合形成水凝胶. 由于壳聚糖分子链上有大量的伯氨基,海藻酸钠的分子链上有大量的羧基,壳聚糖和海藻酸钠可以通过正负电荷吸引形成聚电解质膜,其过程如图2所示.图1 海藻酸钠的分子结构图2 ACA 生物微胶囊形成过程1.3 制备方法为使ACA 生物微胶囊能用于工业废水处理,本实验采用两步法优化制备ACA 生物微胶囊.首先采用注射器(内径0.5mm)将一定浓度的海藻酸钠溶液注射到1.5%的氯化钙溶液中,搅拌数分钟,使海藻酸钠液滴钙化成球,洗涤钙化后的胶球,并将其转移到壳聚糖溶液中,使其反应数分钟,进行第一次包覆处理. 洗涤包覆后的胶球,再将其放入海藻酸钠溶液中反应数分钟,进行第二次包覆处理. 洗涤包覆后的胶球,最后用柠檬酸钠溶液将胶球核液化,制成ACA 生物微胶囊. 1.4 微胶囊性能的测定 1.4.1 粒径的测定随机取制得的钙化胶粒若干,分别用游标卡尺测量其粒径,取其平均值. 计算公式为:/.i D D n =∑ 1.4.2 机械强度的测定采用按压法,以微胶囊的正面所能承受的最大压力来表征其机械强度. 将微胶囊放在电子天平托盘上,用手指按压,破裂时承受的压力即为微胶囊的机械强度. 每批取15个微胶囊测定,取其平均值.1.4.3 膜厚的测定一批微胶囊用液氮冷冻固定后作切片,在显微镜下测定其膜厚度,取其平均值.2 结果讨论2.1 CaCl 2溶液浓度对胶球直径的影响海藻酸钠可以与二价金属离子钙“交联”形成稳定的海藻酸钙凝胶球[6],从图3可以看出:海藻图3 CaCl 2溶液浓度对胶球直径的影响518 宁波大学学报(理工版) 2007酸钙胶球直径随着CaCl 2浓度的增加而增大. 原因是随着CaCl 2溶液浓度的上升,溶液中可与海藻酸钠结合的Ca 2+含量增加,故而形成了更致密的凝胶结构和更大的直径. 但考虑到用于固定生物分子,高浓度的CaCl 2会对其有破坏作用,因此建议适宜的CaCl 2浓度为1.5%.2.2 海藻酸钠浓度对胶球直径的影响恒定CaCl 2浓度为1.5%,实验考察了海藻酸钠溶液浓度对胶球直径的影响,如图4所示. 从图4可看到随着海藻酸钠浓度的增加,胶球的直径也逐渐增加. 若海藻酸钠浓度过高,则溶液粘度增大,滴加时阻力很大;海藻酸钠浓度过低,滴加时球粒难以控制. 因此在实际应用中,可以适当调整海藻酸钠浓度来控制微胶囊直径,建议适宜的海藻酸钠浓度为2%.图4 海藻酸钠对胶球直径的影响2.3 壳聚糖浓度的影响壳聚糖浓度主要影响聚电解质膜的形成速度和厚度,从而影响微胶囊的稳定性. 从图5可以看出:壳聚糖的浓度越大,形成的膜越厚,机械强度也随之提高. 但实验发现,若壳聚糖浓度过高(>2%),易导致膜的开裂,因此建议适宜的壳聚糖浓度为1.5%.图5 壳聚糖浓度的影响2.4 壳聚糖溶液pH 值的影响ACA 胶囊膜的形成是一个静电吸引过程,通过壳聚糖分子中的氨基(聚阳离子)与海藻酸钠分子中羟基(聚阴离子)的正负离子的吸引过程[7],在胶球的表面形成膜,壳聚糖溶液的pH 值对胶球成膜过程影响很大[8],主要是影响壳聚糖分子中氨基的质子化程度. 从图6可以看出:随着pH 的增加,壳聚糖分子中的氨基质子化程度逐渐降低,导致其膜的厚度变薄,机械强度逐渐降低. 但考虑到微生物的固定化条件,因此建议适宜的壳聚糖溶液pH值为5.0.图6 壳聚糖溶液pH 值的影响2.5 柠檬酸钠溶液pH 值的影响为得到核壳结构微胶囊,在成膜后用55mmol的柠檬酸钠溶液进行液化处理. 柠檬酸钠溶液的pH 对微胶囊的机械强度有很大影响. 实验发现:过低的pH 值会使微胶囊的机械强度降低,而且导致胶囊的溶胀性较大,具体数据见表1. 从表1可以看到:当柠檬酸钠溶液的pH 值控制在7.2时,可得到性能良好的微胶囊.表1 柠檬酸钠溶液pH 的影响pH 值 (PBS 缓冲液)机械强度 / mN6.1 607.2 1508.0 120注:CaCl 2溶液浓度为1.5%;海藻酸钠浓度为2%;壳聚糖浓度、PH 值分别为1.5%和5.0.3 结论(1)增加氯化钙浓度和海藻酸钠浓度,会使微第4期王家荣,等:海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠生物微胶囊的制备 519胶囊的粒径增大,在一定浓度范围内通过调节海藻酸钠浓度可控制微胶囊的直径. (2)壳聚糖的浓度越大,形成的微胶囊膜越厚,机械强度也越高. 但当壳聚糖浓度>2%时,易使膜开裂. (3)壳聚糖溶液的pH值影响壳聚糖分子中氨基的质子化程度,进而影响胶囊的机械强度. 增大壳聚糖溶液的pH值,膜厚度变薄,胶囊机械强度降低. (4)柠檬酸钠溶液的pH值对微胶囊的机械强度和溶涨性能有很大的影响. (5)当氯化钙浓度为1.5%、海藻酸钠浓度为2%、壳聚糖浓度和pH值分别为1.5%和5.0、柠檬酸钠溶液的pH值为7.2时,可制得粒径为2.65mm、机械强度为150mN的ACA生物微胶囊.参考文献:[1]王洪作, 刘世勇. 酶和细胞的固定化[J]. 化学通报,1997(2):22-27.[2]王勇, 解玉冰, 马小军. 壳聚糖-海藻酸钠生物微胶囊的研究进展[J]. 生物工程进展, 1999 , 19(2):13-16. [3]Olav Gåserфd, Olav Smidsrd, Gudmund Skjåk-Bræk.Microcapsules of alginate-chitosan I: A quantitative study of the interaction between alginate and chitosan[J]. Bio- materials, 1998, 19:1815-1825.[4]Anselmo A M, Mateus M, Cabral J S. Degradation ofphenol by immobilized cells in alginate and carrageen gel beads[J]. Biotechnol Tech, 1985, 7(12):889-894.[5]Thu B, Bruheim P, Espevik T, et al. Alginate polycationmicrocapsules I: interaction between alginate and polyca- tion[J]. Biomaterials. 1996, 17:1031-1040.[6]李红兵. 海藻酸作为新型药物转运载体的开发[J]. 高分子通报, 2006, 8:39-43.[7]Huguet M L, Groboillot A, Neufeld R J, et al. Hemo-globin encapsulation in chitosan/calcium alginate beads [J]. Journal of Applied Polymer Science, 1994, 51:1427- 1432.[8]Bartkowiak A, Hunkeler David. Alginate-oligochitosanmicrocapsule: a mechanistic study relating membrane and capsule properties to reaction conditions[J]. Chem Mater, 1999, 11:2486-2492.Preparation of Sodium Alginate-chitosan-alginate BiomicrocapsuleWANG Jia-rong, JIN Yi, LIU Wang-cai, GAO Hao-qi( Department of Chemical Engineering, Ningbo University of Technology, Ningbo 315016, China )Abstract: In this paper, sodium alginate-chitosan-alginate (ACA) microcapsule is prepared using two-step method. The influence of concentration of calcium chloride, sodium alginate and chitosan, pH of chitosan and sodium citrate on the property of microcapsule is studied. The results show that the size of microcapsule increases with the concentration of sodium alginate and calcium chloride. The thickness of the microcapsule’s membrane increases with the concentration of chitosan, and decreases with the pH of chitosan. During liquidization of the microcapsule, the pH of sodium citrate influences the mechanical strength. The microcapsule with the diameter of 2.65 mm and the mechanical strength of 150 mN are prepared when the concentration level of calcium chloride, sodium alginate and chitosan are at 1.5%, 2% and 1.5%, respectively, and pH of chitosan and sodium citrate are at 5.0 and 7.2, respectively.Key words: sodium alginate; chitosan; microcapsuleCLC number: O648.17 Document code: A(责任编辑 章践立)。
海藻酸钠/壳聚糖微胶囊生物相容性的研究
材料 _ .海 藻酸钠是 从海洋 的褐 藻中提取 的直链 阴离 4 j
子多糖 ,生物 相容性好 .而 聚赖氨 酸是人工 合成 的阳 离子聚 合物 ,价格 昂贵 , 目前全 部需要进 口.本 实验 室在聚 赖 氨酸 替 代 材 料 的 筛选 和 改性 方 面 取 得 了成
1 2 1 肿瘤 细 胞 的 微 囊 化 参 照 王 勇 等 [ , 备 .. 制 ] AC A微 胶 囊 的 方 法 略 加 改 动 :将 贴 壁 培 养 所 得 的 TC细 胞用 质量 分 数 叫 为 0 2 %的 胰 酶 消 化 ,离 心 .5
1 2 方 法 .
和分 泌物 自由通 过 微囊 膜 ,而 有 害的 大分 子 物 质如 :
抗体 、免 疫活性 细胞等被 阻隔在 微囊膜 外 ,从而 达到 培养 、免疫 隔离 或基 因运 载 的 目的[ 3.海藻 酸钠 和 1 , 聚 赖氨酸 (O - l ie是 目前最 常用 的制备 微 囊膜 的 p 1 1y n ) y一s
上 的菌落 数 .从 表 1可 以 看 出壳 聚 糖 材 料 本 身 对 大
肠 杆 菌 的生 长没 有 影 响 , 表 明该 壳 聚 糖 具 有 良好 的 生物 相 容性 .另外 ,壳 聚 糖 作 为一 种 天 然 多糖 , 不 仅不 影 响微 生物 细 胞 的 生 长 ,而 且 还 可 能 为 微 生 物 细胞 提供 营 养源 .
** 联 系 人 , E m i — al :maj d pa .n x@ i .cc c
1 )王
勇 .改性壳聚糖及其 微胶囊的制备 .中国科学院大连化学物理研究 所硕士学 位论文
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自 皿科乎. 屋 i 第1卷 第8 20年8 建 , 2 期 02 月
制备海藻酸钠_壳聚糖生物微胶囊的技术研究
制备海藻酸钠-壳聚糖生物微胶囊的技术研究*李朝霞1,2,朱建良1(1.南京工业大学制药与生命科学学院,江苏南京 210009;2.盐城工学院生物实验中心,江苏盐城 224003)摘 要:以海藻酸钠和壳聚糖为原料,研究了采用界面络合方法制备藻酸钠-壳聚糖生物微胶囊的技术条件和影响因素。
结果表明,在胶珠反应温度为30e 、反应时间为20min 、海藻酸钠浓度为2.0%、氯化钙浓度为4.0%、壳聚糖溶液的浓度1.8%、海藻酸钙胶珠与壳聚糖溶液的比例为1B 5、成膜反应时间10min 、覆膜时间8min 为最佳的微胶囊制备条件。
关键词:海藻酸钠;壳聚糖;生物微胶囊;制备中图分类号:TQ316.3 文献标识码:A 文章编号:1671-5322(2005)02-0058-05 生物微胶囊技术是指把分散的固体、液体或者气体物质完全包覆在一层半透膜中形成微小粒子的技术[1]。
微胶囊的特殊结构(如图1)使囊心与外界环境相互隔离,创造一个相对稳定的微环境。
图1 生物微胶囊固定化模型示意图Fig.1 model sketch map of the bio -m icrocapsule imm obility常用的生物微胶囊制备方法是界面聚合法,其基本原理是将两种带有不同基团的单体分别溶于两种互不相溶的溶剂中,当一种溶液分散到另一种溶液中时在两种溶液的界面上单体相遇生成一层聚合物膜[1]。
海藻酸钠为天然的聚阴离子化合物,分子链上含有大量的羧基[2]。
壳聚糖具有良好的生物相容性、无毒性、无刺激性,其分子链上含有大量的伯氨基[3~4],为天然的聚阳离子化合物。
所以海藻酸钠和壳聚糖可以通过正、负电荷吸引形成聚电解质膜从而构成海藻酸钠-壳聚糖生物微胶囊。
目前生物微胶囊的性能指标主要有机械强度性能、通透性能和生物相容性三方面。
前已述及,海藻酸钠和壳聚糖均为具有良好生物相容性的天然高分子聚合物,则由这两种成分所构成的生物微胶囊的生物相容性勿庸置疑。
海藻酸钠_壳聚糖微胶囊的制备及其应用研究进展
第 26 卷第 2 期
何荣军等 :海藻酸钠/ 壳聚糖微胶囊的制备及其应用研究进展
糖氨基可与戊二醛基形成 shiff 氏碱 ,在胶囊表面形成一层 致密的保护膜 。
3 种制备方法各有其优缺点 :一步法制备方法简单 ,成囊 速度快 ,微囊化物质不容易在制备过程中流失 ,比较适合于 蛋白分子的微囊化 ,但制得的微胶囊球性度和光洁度较差 , 微胶囊之间容易黏接 ;两步法制备的微胶囊球性度和光洁度 好 ,但制备过程相对繁琐 ,并且在制备海藻酸钙胶珠时 ,微囊 化物质容易流失 ,相对而言更适合于细胞的微囊化 ;复合法 制备的微胶囊强度较好 ,理化性质更稳定 ,但制备方法更复 杂 ,反应条件激烈 ,因此不适用于敏感物质的微囊化[35] 。 2. 3 影响微胶囊性能的主要因素
cap sules preparation , t he effect s of t he release behavior of embedded object s , and t he application prospect s of ACA and it s research direc2 tions were also presented. Keywords : sodium alginate ; chitosan ; microcap sules ; preparation ; cont rolled release
1 海藻酸钠和壳聚糖的理化性质
1. 1 海藻酸钠 海藻酸钠 ( sodium alginate) 是从海藻中提取的一种天然
多糖类化合物 ,无臭无味 ,易溶于水 ,不溶于乙醇 、乙醚 、氯仿 和酸 (p H < 3) 。它是由古洛糖醛酸 ( G 段) 与其立体异构体 甘露糖醛酸 (M 段) 2 种结构单元以 3 种方式 ( MM 段 、GG 段
海藻酸钠-壳聚糖-粉末活性炭生物微胶囊的制备
制备 和应 用研 究 , 者 就 曾对较 常 用 的海 藻 酸 一钙 笔 微胶 囊 、 海藻 酸钠 一壳 聚 糖 微胶 囊 体 系 进 行过 详 细 的研 究 _ , 此 基 础 上 , 实 验 重 点 研 究 添 加 适 量 4在 J 本
粉末 活性 炭后对 新 型 S A—C A—P C生 物微 胶囊 的 A
粒径 、 机械强度和膨胀度等主要性能的影响 , 以制备 出适 合微生 物细 胞 固定化 培养 的新 型生物 微胶囊 .
收稿 日期 : 0 6—0 20 6—1 ; 8 修改稿收到 日期 : 0 6 7 8 2 0 —0 —1 基金项 目: 江苏省教育厅产业发展基金项 目(H 0 —4 ) 盐城市科技发展基金项 目( K 0 3 6 ) JB5 7; Y 2 0 2 —8 作 者 简 介 : 朝 霞 ( 9 3 , ,湖北 省 孝 感 人 , 士 生 , 究 方 向 为生 物 化 工 .E—ma :x T@ 13 cn 李 17 一) 女 硕 研 i l d ' 6 .ol lz x
制备 良好且 可控 制 的生物微 胶囊 是进 行微 生物 细胞 固定 化 的前 提 I . 们 从 众 多 的生 物 微 胶 囊 2 我 j 壁材 中选 择 了海藻 酸钠 、 聚糖 和 活 性 炭这 三 种 廉 壳
价 易得 的材 料 , 用海 藻 酸 钠 和壳 聚 糖 为 主要 原 料 以
1 实 验 部 分
海藻酸钠 一壳聚糖 一粉末活性炭生物微胶 囊的制备
李 朝 霞
( 盐城 工学 院 生物实 验 中心 , 盐城 2 4 0 ) 2 0 3 摘 要 :制备 了海 藻酸钠 一壳聚糖 一粉 末活 性 炭 ( A—C S A—P C) 胶 囊 , 究 了添加 适 量 A 微 研
海藻酸钠的研究与应用进展
海藻酸钠的研究与应用进展
海藻酸钠是一种具有广泛应用前景的天然高分子化合物,由海藻糖通过多步反应制得。
海藻酸钠具有生物相容性、生物可降解性、低毒性、多功能等优良性质,因而在药物、食品、化妆品、生物医学材料等领域中得到广泛的应用。
本文就海藻酸钠的研究与应用进展
进行综述。
1.海藻酸钠的制备
海藻酸钠的制备主要有酸法、碱法、酶法等三种方法,其中碱法最为常用。
海藻酸钠
的制备涉及多个反应步骤,包括水解、脱色、提取、沉淀等。
(1)医药领域:海藻酸钠具有生物相容性、生物可降解性等优良性质,因此被广泛应用于制备高分子材料、药物控释系统、组织工程、创面修复等领域。
海藻酸钠控释系统可
以实现缓慢释放药物,并能够控制药物的释放速度和时间。
(2)食品领域:海藻酸钠是一种天然的食品添加剂,在蛋糕、饼干、肉制品等食品中广泛应用。
海藻酸钠可以增强食品的质地、增加黏度、保持水分、改善口感等。
3.海藻酸钠的发展趋势。
海藻酸钠和壳聚糖聚电解质微胶囊及其生物医学应用
收稿:2007年1月,收修改稿:2007年5月*国家自然科学基金项目(No.20736006、30472102)和国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2002CB713804、2005CB522702、2007CB714305)资助**通讯联系人 e mail:maxj@海藻酸钠和壳聚糖聚电解质微胶囊及其生物医学应用*刘袖洞1,2于炜婷1王 为1雄 鹰1马小军1**袁 权1(1.中国科学院大连化学物理研究所 大连116023;2.大连大学环境与化学工程学院 大连116622)摘 要 本文综述了天然多糖聚电解质海藻酸钠和壳聚糖的结构与化学性能(包括凝胶性能、生物相容性、生物可降解性及温和反应性);微胶囊制备技术及其强度性能和膜渗透性评价方法;微胶囊作为细胞载体在体内分泌治疗性物质(如:胰岛素、多巴胺)或分解代谢毒性物质(如:尿素),作为三维药物筛选系统、干细胞增殖分化研究工具,以及药物释放载体等生物医学领域的研究进展;最后讨论了天然多糖微胶囊在研究与应用中需要解决的问题。
关键词 海藻酸钠 壳聚糖 聚电解质 微胶囊 细胞移植 细胞培养 药物输送中图分类号:O636.1;TB383 文献标识码:A 文章编号:1005 281X(2008)01 0126 14Polyelectrolyte Microcapsules Prepared by Alginate andChitosan for Biomedical ApplicationLiu Xiudong 1,2Y u Weiting 1Wang Wei 1Xiong Ying 1Ma Xiaojun 1**Yuan Quan 1(1.Dalian Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of Sciences,Dalian 116023,China;2.College of Environment and Chemical Engineering,Dalian University,Dalian 116622,China)Abstract This review highlights the progress in the structure and che mical properties of natural polysaccharides (alginate and chitosan)including gel formation,biocompatibility,biode gradability and mild reaction ability;preparation technologies of microcapsules (polyelec trolyte complexation polyelectrolyte layer by layer self asse mbly ),and the evaluation methods on microcapsule s mechanical and permeable properties;mic rocapsules entrapping cells secreting therapeutics (such as insulin and dopamine)or decomposing toxic metabolites (such as urea)in vivo ,microcapsules serving as three dimensional drug screening syste ms and microenvironment for the proliferation and differentiation of stem cells,microcapsules serving as the drug carriers for controlled release.Finally,the challenge and problem for the development of microcapsules are discussed.Key words alginate;chitosan;polyelec trolyte;microcapsule;cell transplantation;cell culture;drug delivery1 引言微胶囊(microcapsule)是以天然或合成高分子为材料制备的外部覆膜的球形小囊(图1),其直径通常在5 1000 m,可根据不同需求包封固体、液体或气体物质,保护物质免受环境条件的影响,屏蔽物质味道、颜色和气味及控制释放活性物质等[1]。
海藻酸钠-壳聚糖微胶囊的制备
海藻酸钠-壳聚糖微胶囊的制备刘阳;周涵黎;李丽;马明兰;王传林;张琳;谭珺隽【摘要】对海藻酸钠-壳聚糖交联法制备微胶囊的条件进行了研究,考察了海藻酸钠浓度、壳聚糖浓度、氯化钙浓度、 pH值和温度对微胶囊粒径、形态和强度的影响,确定了实验室制备微胶囊的最佳条件为:海藻酸钠浓度1.5%,壳聚糖浓度0.75%,氯化钙浓度5.0%,壳聚糖溶液的pH值和温度分别为5.4和25℃。
%The crosslinking preparation conditions of microcapsule from sodium alginate-chitosan were investigated, and the influence of sodium alginate concentration, chitosan concentration, calcium chloride concentration, pH value and temperature on the microcapsule particle size, morphology and strength was studied.The experiment results showed that the optimal preparation conditions in laboratory were the concentration of sodium alginate, chitosan and calcium chloride, 1.5%, 0.75%and 5.0%, respectively, and pH 5.4 and 25 ℃of chitosan solution.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】3页(P62-63,91)【关键词】海藻酸钠;壳聚糖;微胶囊【作者】刘阳;周涵黎;李丽;马明兰;王传林;张琳;谭珺隽【作者单位】生物多肽糖尿病药物湖北省协同创新中心,湖北省生物多肽糖尿病药物工程技术研究中心,武昌理工学院生命科学学院,湖北武汉 430223;生物多肽糖尿病药物湖北省协同创新中心,湖北省生物多肽糖尿病药物工程技术研究中心,武昌理工学院生命科学学院,湖北武汉 430223;生物多肽糖尿病药物湖北省协同创新中心,湖北省生物多肽糖尿病药物工程技术研究中心,武昌理工学院生命科学学院,湖北武汉 430223;生物多肽糖尿病药物湖北省协同创新中心,湖北省生物多肽糖尿病药物工程技术研究中心,武昌理工学院生命科学学院,湖北武汉430223;生物多肽糖尿病药物湖北省协同创新中心,湖北省生物多肽糖尿病药物工程技术研究中心,武昌理工学院生命科学学院,湖北武汉 430223;生物多肽糖尿病药物湖北省协同创新中心,湖北省生物多肽糖尿病药物工程技术研究中心,武昌理工学院生命科学学院,湖北武汉 430223;生物多肽糖尿病药物湖北省协同创新中心,湖北省生物多肽糖尿病药物工程技术研究中心,武昌理工学院生命科学学院,湖北武汉 430223【正文语种】中文【中图分类】TS201.1海藻酸钠是存在于褐藻类海洋生物中的线性阴离子天然多糖[1],当遇见 Ca2+、Ba2+等二价阳离子时,可从溶胶转变为既有强度又有弹性海藻酸钙凝胶。
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1. 2 壳聚糖 壳聚糖 (chito san) 是由甲壳素经脱乙酰化反应脱去 50 %
以上乙酰基制备而成 ,化学名为聚 (1 ,4)222氨基222脱氧2β2D2 葡聚糖[3] 。它是天然多糖中唯一的碱性多糖 ,具有许多独特 的物理化学特性[4] 。因其良好的生物相容性 、极小的毒性 ,经 济 ,而倍受各国药学研究人员的关注 。在药物制剂方面 ,尤其 缓释 、控释制剂领域 ,已有相当的研究深度和广度[5] 。
研究进展
2010 年第 2 期
图 1 海藻酸钙凝胶“蛋格”结构形成示意图 Figure 1 Calcium alginate gel " Egg bo x" st ruct ure
图 2 壳聚糖与海藻酸钠聚电解质膜形成示意图 Figure 2 Formatio n of chito san and sodium alginate poly2elect rolyte membrane
作者简介 :何荣军 (1978 - ) ,男 ,浙江工业大学生物与环境工程学院 讲师 ,硕士 。E2mail : hrjun @zjut . edu. cn
通信作者 :孙培龙 收稿日期 :2009 - 11 - 20
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与 M G 段) 通过α(124) 糖苷键链接而成的线性嵌段共聚物 。 在其水溶液中加入 Ca2 + 、Ba2 + 等阳离子后 , G 单元上的 Na + 与二价离子发生离子交换反应 , G 基团堆积而成交联网络结 构 ,从而转变成水凝胶[1] 。
第 26 卷第 2 期 2010年3月
Vol . 26 ,No . 2 Mar . 2 0 1 0
海藻酸钠/ 壳聚糖微胶囊的制备及其应用研究进展
Pro gre ss in p rep aration of so dium alginate &chito san microcap sule s and it s applications
Technolog y , H an gz hou , Zhej i an g 310014 , Chi na)
摘要 :综述海藻酸钠和壳聚糖的理化性质 、海藻酸钠/ 壳聚糖 微胶囊的制备原理和方法 ,以及微胶囊化对包埋物释放行为 的影响 ,并对其应用前景和研究方向进行探讨 。 关键词 :海藻酸钠 ;壳聚糖 ;微胶囊 ;制备 ;控制释放 Abstract :Reviewed t he p hysical and chemical p roperties of sodium al2 ginate and chito san , t he met hods of sodium alginate &chitosan micro2
由于壳聚糖分子链上有大量的伯氨基 ,海藻酸钠的分子 链上有大量的羧基 ,在静电力作用下 ,可以通过正 、负电荷吸 引形成聚电解质膜 (图 2) 。李沙等[7] 通过差示扫描量热法 (DSC) 探讨 ACA 的成型机理 ,证实各组分不是以各自独立 的形式存在于样品中 ,而是发生了静电相互作用 ,以新的相 互结合状态存在 ; Ribeiro 等[8] 研究表明海藻酸钠羧基和壳 聚糖氨基之间的静电相互作用是复杂结构的主要力量 。
是沉淀出的壳聚糖外层 ,一般不含 IFN2tau ;中层是均匀分散 有 IFN2tau 的壳聚糖/ 海藻酸钠的复合膜 ; 内芯是均匀分散 有 IFN2tau 的海藻酸钙芯料 。陶呈斐等[23] 用此法制备酮咯 酸氨丁三醇海藻酸钠微囊 ,优化工艺条件后制得的微囊包封 率达到 90 % ,载药量 44 % ,在水中的释药行为符合 Higuchi 方程 。熊何健等[24] 对茶多酚的包埋 ; 李强等[25] 对八角茴香 油的包埋 ;程超等[26] 对鸭跖草黄酮类物质的包埋 ,均采用这 种方式制备海藻酸钠/ 壳聚糖微胶囊 。 2. 2. 2 两步法 类似于传统的 A PA 微胶囊的制备方法 ,首 先将海藻酸钠溶液滴到氯化钙溶液中钙化成核 ,然后分别用 壳聚 糖 、海 藻 酸 钠 溶 液 进 行 包 覆 成 膜[27 ] 。陈 爱 政 等[28 ] 用 ACA 固定化细胞发酵木糖醇 ; 付颖丽等[29] 用 ACA 固定化 培养大肠杆菌 ;张杰等[30] 用 ACA 固定化克雷伯氏杆菌 ; 白 雪莲等[31 ] 用 ACA 固定化苹果酒酵母 ;熊鹰等[32] 用 ACA 包 埋人卵巢癌细胞 ; 张武杰等[33] 用 ACA 包埋载间充质干细 胞 ;刘利萍等[34] 用 ACA 包埋姜油树脂 ,而他们制备 ACA 的 方法均采用两步法 。 2. 2. 3 复合法 复合法是在一步法和两步法基础上建立起 来的 ,先制备海藻酸钠/ 壳聚糖微胶囊 ,然后再以双功能团分 子 (常用戊二醛 、1 ,62己二异氰酸脂或苯四甲酸二酐溶液) 对 微胶囊的表面进行修饰 ,形成壳聚糖和双功能团分子的交联 层[35 ] 。孙万成等[36 - 37 ] 研究了 ACA 作为固定化磷脂酶 A1 的载体 ,加入 1 %戊二醛在 4 ℃环境进行表面修饰 10 h ,壳聚
影响 ACA 性能的主要因素有 :壳聚糖分子量 、p H 值 、溶 液浓度 、海藻酸钠浓度和成囊反应时间等 。微胶囊性能 ,如 强度性能 、膜渗透性能 、生物相容性 、对包埋细胞或酶的保护 性能等 ,是决定其能否成功应用的前提 ,其中以强度性能和 膜的渗透性能最为关键[3] 。
壳聚糖相对分子质量主要是通过影响膜厚来影响微胶 囊的膜强度和其他性能 。杨明珠等[38] 使用壳低聚糖代替高 分子量壳聚糖 ,直接与海藻酸钠静电复合制备微胶囊 ,壳低 聚糖空间位阻减小 ,更易扩散到海藻酸钠中形成厚膜 。改变 壳低聚糖溶液 p H 值和成膜反应时间 ,用倒置相差显微镜观 察并计算膜厚 ,用回旋式振荡器 、A G210 TA 万能测试仪对微 胶囊膜力学强度进行检测 ,用牛血清白蛋白做蛋白释放对膜 通透性等性能进行检测 ,检测结果表明 :用壳低聚糖在溶液 p H 值为 7 时制备出的微胶囊力学性能较好 ;此种微胶囊膜 的通透性在较短成膜时间下主要受到膜厚的影响 ;当成膜时 间延长 ,膜的致密度则成为其主要影响因素 。
聚电 解 质 络 合 原 理 制 备 海 藻 酸 钠/ 壳 聚 糖 微 胶 囊 (ACA) ,是以海藻酸钠 (钙) 胶珠作为微胶囊的内核 ,在外部 要包覆聚合物膜层才能最终形成微胶囊 。其方法可分为一 步法 、两步法和复合法 。 2. 2. 1 一步法 主要有 2 种方式 :一种方式是将壳聚糖和 氯化钙的混合溶液直接滴入海藻酸钠溶液中 ,最终形成含海 藻酸钙凝聚层 、壳聚糖/ 海藻酸钠络合层 、壳聚糖沉淀层 3 层 膜 ,内部是液态的微胶囊 。王娜等[21] 采用此法制备 ACA ,固 定化木聚糖酶 ,使酶的热稳定性 、重复操作稳定性和贮藏稳 定性有了明显提高 。另一种方式是反向操作 ,即将海藻酸钠 溶液滴入壳聚糖和氯化钙的混合溶液中形成微胶囊 ,这种方 式较为常用 。付加雷等[22] 用此法制 备 干 扰 素 - tau ( IFN2 tau) 微囊 ,得到的载药微囊外层较致密 、内芯较疏松 ,最外层
于炜婷等[39] 以激光共聚焦扫描显微镜为研究手段 ,原 位直观地考察了在不同 p H 条件下 ,ACA 聚电解质膜的络合 程度和蛋白扩散情况 。结果表明 :当壳聚糖溶液的 p H 值由 3. 50 增加到 6. 50 ,微胶囊膜的络合深度呈现高 - 低 - 高的 趋势 ,而微胶囊膜的膨胀性能呈现低 - 高 - 低的趋势 ,模型 蛋白通过微囊膜的扩散呈现低 - 高 - 低的趋势 ,拐点均出现 在 p H = 4. 00 和 5. 50 处 。
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第 26 卷第 2 期
何荣军等 :海藻酸钠/ 壳聚糖微胶囊的制备及其应用研究进展
糖氨基可与戊二醛基形成 shiff 氏碱 ,在胶囊表面形成一层 致密的保护膜 。
3 种制备方法各有其优缺点 :一步法制备方法简单 ,成囊 速度快 ,微囊化物质不容易在制备过程中流失 ,比较适合于 蛋白分子的微囊化 ,但制得的微胶囊球性度和光洁度较差 , 微胶囊之间容易黏接 ;两步法制备的微胶囊球性度和光洁度 好 ,但制备过程相对繁琐 ,并且在制备海藻酸钙胶珠时 ,微囊 化物质容易流失 ,相对而言更适合于细胞的微囊化 ;复合法 制备的微胶囊强度较好 ,理化性质更稳定 ,但制备方法更复 杂 ,反应条件激烈 ,因此不适用于敏感物质的微囊化[35] 。 2. 3 影响微胶囊性能的主要因素
1 海藻酸钠和壳聚糖的理化性质
1. 1 海藻酸钠 海藻酸钠 ( sodium alginate) 是从海藻中提取的一种天然
多糖类化合物 ,无臭无味 ,易溶于水 ,不溶于乙醇 、乙醚 、氯仿 和酸 (p H < 3) 。它是由古洛糖醛酸 ( G 段) 与其立体异构体 甘露糖醛酸 (M 段) 2 种结构单元以 3 种方式 ( MM 段 、GG 段
何荣军
杨 爽
孙培龙
欧阳润棠
H E R on g2j un YA N G S huan g S U N Pei2lon g OU YA N G R un2t an g
(浙江工业大学生物与环境工程学院 ,浙江 杭州 310014)
( Col le ge of B iological an d Envi ronment al En gi neeri n g , Zhej i an g U ni versit y of
海藻酸钠/ 聚赖氨酸 ( A PA) 微胶囊是目前研究最多 、最 成熟的一种微胶囊 ,但由于聚赖氨酸价格昂贵 ,生物相容性 差 ,限制了 A PA 微胶囊的应用 。壳聚糖与聚赖氨酸结构相 似 ,但壳聚糖在生物相容性和资源上有明显优势 ,逐渐成为 聚赖氨酸的理想替代材料 。本文着重对海藻酸钠和壳聚糖 这两种天然聚电解质材料制备微胶囊的原理 、方法 、影响因 素和应 用 背 景 进 行 介 绍 , 总 结 海 藻 酸 钠/ 壳 聚 糖 微 胶 囊 (ACA) 的研究方法 ,为进一步开发利用提供参考 。