[发明专利]一种基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊及制备和在药物载体的应用

说明书

本发明属于微胶囊制备技术领域，公开了一种基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊及其制备方法和在药物载体中的应用。本发明制备方法通过木质素在水中碱溶酸析制备木质素粒子分散液，加入水相交联剂，作为水相；将油相交联剂溶于有机溶剂作为油相；将水相和油相混合、乳化，制备O/W型Pickering乳液；加入催化剂，加热进行交联反应，得到木质素壁材微胶囊。本发明还提供上述木质素壁材微胶囊，其囊壁强度高，可用于包封疏水性物质，作为壁材的木质素分子中大量的受阻酚结构有利于提高光敏或氧敏性包封对象的稳定性，其对阿维菌素的包封率达90％；经紫外光照72h后保留率达85％，而原药保留率只有10.68％。

技术领域

本发明属于微胶囊制备技术领域，特别涉及一种基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊及其制备方法和在药物载体中的应用。

背景技术

木质素是植物中仅次于纤维素的第二大可再生资源，是由三种苯基丙烷单元通过酯键、醚键和碳-碳键连接形成的网状高聚物，具有高含碳量和高苯环含量的结构特征。工业木质素是造纸制浆废液的主要成分，包括碱法制浆的碱木质素(不溶于中性和酸性水)和酸法制浆的木质素磺酸盐；其中碱木质素占95％以上，我国每年产生约2千万吨，价格低廉。随着石化资源的枯竭，全球对如何充分利用木质素这一量大面广的生物质资源的研究热度猛增，尤其是在将其应用于需求量巨大的材料领域。但现有研究表明，木质素与橡胶、塑料等高分子材料共混、共聚制备的复合材料存在刚性有余、韧性不足的缺陷，至今无法实现工业化。将木质素应用于制备力学性能要求不高的微胶囊，不仅可避开其性能劣势，实现在材料领域的应用，降低壁材成本、提高壁材生物降解性，而且由于其分子中含有大量苯环、共轭结构和能有效清除自由基的酚羟基，具有良好的热稳定性、紫外吸收和抗氧化性能，可显著提高被包封物质的光稳定性，使得它在微胶囊领域应用时具有独特优势。

尽管将木质素用于制备微胶囊有如此优异的性能，但目前以木质素为壁材的微胶囊的制备方法还存在较多的缺点和不足。有研究通过层层自组装[Fine Chemicals 2008,25(7):625-627；ACS Sustainable Chem.Eng.2016,4(4):1946-1953；ACS SustainableChem.Eng.2017(5):3321-3328]或复凝聚[北京化工大学学报(自然科学版)2006(33):51-56]的方法将木质素磺酸钠和壳聚糖通过静电作用复合用于制备微胶囊；或者通过相分离法、利用木质素的自组装制备中空的纳米胶囊[Rsc Advances 2014(4):11661-11663]，用来装载药物。但这两种方法成膜性差，操作浓度低且步骤繁琐，产业化难度大。近来的研究趋向于利用木质素的交联反应制备微胶囊，基本做法是以木质素磺酸盐水溶液或木质素碱性水溶液为水相制备O/W或W/O乳液，将交联剂(如甲苯二异氰酸酯[RscAdvances 2014(4):11661-11663]、环氧氯丙烷[Soft Matter,2015(11):2046-2054]、3-巯基丙酸酯[ACSSustainable Chem.Eng.2016,4(10):5204-5211]等)溶于油相中，使木质素与交联剂在乳滴界面发生交联而生成纳/微胶囊。这些胶囊表面致密光滑，但由于木质素需从水相扩散到界面处才能参与反应，交联程度低，生成的囊壁薄而易破。鉴于此，需要开发一种新方法制备囊壁致密、结构强度高的木质素壁材微胶囊。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊的制备方法。

本发明方法用交联剂将大量吸附在乳液界面的木质素粒子交联形成连续的微胶囊囊壁，在比较温和的条件下制备囊壁强度较高的木质素壁材微胶囊，成功克服了现有技术的不足。本发明方法具体为首先利用木质素的碱溶酸析制备木质素粒子分散液，加入水相交联剂，作为水相；以油相交联剂和有机溶剂组成油相；将水相和油相混合、乳化后制备O/W型Pickering乳液，使木质素粒子高密度吸附在油水界面；接着加入催化剂，在一定温度下，引发木质素颗粒与交联剂在油水界面处发生交联聚合反应，形成木质素微胶囊。