[发明专利]一种基于二茂铁疏水相互作用制备单一聚电解质微胶囊的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备中空微胶囊的方法。尤其是利用二茂铁疏水相互作用制备单一聚电解质微胶囊的方法。

背景技术

微胶囊是通过成膜物质将囊内空间与囊外空间隔离开以形成特定几何结构的物质。微胶囊的形状以球形结构为主，也可为卵圆形、正方形或长方形、多角形及各种不规则形状。传统微胶囊尺寸大小通常在微米至毫米级，壁厚在亚微米至几百微米。微胶囊在食品、药物、化妆品、生物工程和组织工程中都有十分重要的应用。微胶囊的制备方法有很多。根据囊壁形成的原理，微胶囊的传统制备技术大体可分为三类：利用反应生成囊壁的化学方法、利用相分离形成囊壁的物理化学方法和利用机械或其它物理作用形成囊壁的物理方法。囊壁通常由天然或合成的高分子材料组成，也可是无机化合物。

近年来，又发展了许多新的微胶囊的制备方法，如模板组装、模板聚合、表面接枝聚合、分散聚合等。其中，以胶体微粒为模板，利用层层自组装技术在模板微粒上组装聚合物超薄膜，去除模板后制备的微胶囊具有结构和性能可控、易赋予各种独特功能等特点。层层自组装的驱动力主要有静电力、氢键、疏水力等。其中，通过静电相互作用形成的微胶囊，其制备过程可在水中进行，能够避免对环境的污染。所得微胶囊的尺寸由模板预先控制，而其壁厚可控制在纳米尺度内。微胶囊的渗透性以及包埋物质的释放性能可以通过环境条件如温度、离子种类和离子强度、pH值、溶液性质、光、电、声等进行控制。因此在药物控制释放、酶的包埋与催化反应、组织工程等领域显示了十分重要的应用前景。但是，该制备方法存在步骤多、耗时长、浪费原料的缺点，这些缺点限制了其推广和应用，尤其是难以适应大规模快速制备的要求。同时，微胶囊的尺寸和渗透性通过氧化还原反应得到调控，未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种简便、快速的基于二茂铁疏水相互作用制备单一聚电解质微胶囊的方法。

1.一种基于二茂铁疏水相互作用制备单一含胺基聚电解质微胶囊的方法，该方法包括以下步骤：

1)将Ca(NO₃)₂和Na₂CO₃分别配成0.33M水溶液，向Ca(NO₃)₂水溶液中加入含胺基聚电解质，含胺基聚电解质在Ca(NO₃)₂水溶液中的浓度为1-10mg/mL，搅拌使其混合均匀；在磁力搅拌下向其中加入Na₂CO₃水溶液，Na₂CO₃水溶液与Ca(NO₃)₂水溶液的体积比为1∶1，持续搅拌，然后静置反应，收集所得微粒，洗涤，得到掺杂含胺基聚电解质的CaCO₃微粒；

2)将步骤1)所得掺杂有含胺基聚电解质的CaCO₃微粒放入浓度为5-40mg/mL的二茂铁甲醛的甲醇溶液中，振荡形成悬浮液，并持续振荡1-5小时，然后离心，用乙醇洗涤并分散胶体粒子；向胶体粒子的乙醇悬浮液中加入过量NaBH₄溶液，并振荡30-60分钟，然后离心，用水洗涤并分散胶体粒子；

3)向步骤2)所得到的胶体粒子的悬浮液中加入浓度为0.02-0.2mol/L的乙二胺四乙酸溶液，得到囊壁为二茂铁修饰的单一含胺基聚电解质的中空微胶囊。

2.根据权利要求1所述的基于二茂铁疏水相互作用制备单一含胺基聚电解质微胶囊的方法，其特征是所说的含胺基聚电解质为聚烯丙基胺(PAH)或聚赖氨酸(PLL)。

本发明的原理是：首先将含胺基聚电解质PAH或PLL掺杂在CaCO₃胶体粒子中。利用聚电解质PAH或PLL中的氨基与二茂铁甲醛(Fc-CHO)中的醛基通过西弗碱反应制备二茂铁甲醛修饰的PAH(PAH-Fc)或二茂铁甲醛修饰的PLL(PLL-Fc)。在此基础上将西弗碱还原，使其化学结构稳定。由于二茂铁是一种疏水的有机分子，因此当在水溶液中去掉胶体粒子模板后，二茂铁会自发地聚集形成疏水微区，同时在亲水的聚电解质PAH或PLL的保护下，PAH-Fc或PLL-Fc通过分子链运动能够形成完整的微胶囊。