[发明专利]一种射流自激脉冲空化强化制备壳聚糖抑菌纳米微球的方法

说明书

本发明涉及一种射流自激脉冲空化强化制备壳聚糖抑菌纳米微球的方法，包括以下步骤：（1）壳聚糖溶液的配制，（2）阴离子交联剂溶液的配制，（3）抑菌剂溶液的配制，（4）抑菌剂和阴离子交联剂溶液的混合，（5）壳聚糖抑菌纳米微球的射流自激脉冲空化强化制备：将壳聚糖、抑菌剂和阴离子交联剂三者的混合溶液加入射流自激脉冲空化强化装置，所述的射流自激脉冲空化强化装置是能够产生自激振荡，并能产生强烈射流脉冲空化的装置。本发明将射流自激脉冲产生的空化效应作用于壳聚糖溶液与阴离子交联剂间的静电吸附交联过程，达到强化壳聚糖纳米微球制备过程的目的；该方法操作简便、能耗低、重复性好，且易于过程控制。

技术领域

本发明涉及一种射流自激脉冲空化强化制备壳聚糖抑菌纳米微球的方法。

背景技术

壳聚糖作为一种天然高分子聚合物，是甲壳素经脱乙酰化反应后得到的一种带正电荷的链状聚氨基弱碱性多糖。由于其具有优异的生物组织相容性、生物可降解性和生物黏附性，且安全无毒，因而在化工、食品、环保、生物和医药等领域常被加工制作成支架、微球或纳米微球的形式，并作为活性载体用来包埋负载一些有价值的多肽、酶蛋白、维生素、氨基酸、茶多酚、胰岛素和抗癌药物等。因此，壳聚糖微球或其纳米微球的制备一直备受业内关注。

目前，壳聚糖微球或其纳米微球的制备方法主要有乳化交联法、离子凝胶法、凝聚-沉淀法、乳滴聚结法、喷雾干燥法和溶剂蒸发法等。其中，乳化交联法、喷雾干燥法和溶剂蒸发法在制备过程中，通常需要将壳聚糖稀酸溶液与油相混合形成 W/O 型反相乳液，再进行后续的氨醛缩合反应、雾化干燥、真空蒸发操作，制备的微球粒径通常较大（ 1.0 μm），粒度分布不均，且粒度形貌难以控制，同时由于使用粘度较大的油相，或采取高温操作，易造成微球间相互粘连，或能耗过高的现象。离子凝胶法、凝聚-沉淀法和乳滴聚结法均可用于制备壳聚糖纳米微球，获得的微球粒径通常可小于1.0 μm。其中，凝聚-沉淀法制备过程中不使用有机溶剂，避免了有机溶剂可能造成的毒副作用，但是制备的微球对药物的包封率不高，且药物释放速率快；乳滴聚结法制备过程中不使用醛类交联剂，避免了醛类物质造成的毒副作用，但制备过程操作步骤繁琐，乳化耗时过长。

离子凝胶法是制备壳聚糖纳米微球最常用的方法，其过程是将壳聚糖溶于稀酸溶液形成聚阳离子，然后采用机械搅拌的方式促使其与带负电荷的阴离子化合物发生静电吸附交联，属于物理交联过程。但该法采用的机械搅拌操作属于从宏观上实现不同液体之间的接触、溶解与混合，混合过程效率低、易出现死角、微观传质效果差，且过程能耗高，从而导致制备的微球存在机械强度低、药物负载率不高，粒度分布不均，且微球形貌、粒度和分散性不易控制等缺陷。

因此，如何强化壳聚糖微球/纳米微球制备过程，并解决以上问题，是目前人们关注的重点，也是以高效、节能和绿色的方式生产壳聚糖微球/纳米微球的关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种射流自激脉冲空化强化制备壳聚糖抑菌纳米微球的方法，即将射流自激脉冲产生的空化效应作用于壳聚糖溶液与阴离子交联剂间的静电吸附交联过程，达到强化壳聚糖纳米微球制备过程的目的；该方法操作简便、能耗低、重复性好，且易于过程控制，解决了上述现有技术中存在的问题。

解决上述技术问题的技术方案是：一种射流自激脉冲空化强化制备壳聚糖抑菌纳米微球的方法，包括以下步骤：

（1）壳聚糖溶液的配制：称取壳聚糖倒入酸性介质中，配成质量浓度为0.5～12.0g/L的壳聚糖溶液；所述的酸性介质为有机酸水溶液或呈酸性的缓冲溶液，所述的有机酸为甲酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸、一氯乙酸、氨基酸或乙二酸，所述的酸性缓冲溶液为乙酸-乙酸钠、柠檬酸-柠檬酸钠，其中，所述的有机酸水溶液的质量浓度为1～15%，所述的酸性缓冲溶液pH值为1.0～4.6；

（2）阴离子交联剂溶液的配制：称取阴离子交联剂溶于去离子水中，配成质量浓度为1.0～10.0 g/L的溶液；所述的阴离子交联剂为三聚磷酸钠、聚谷氨酸和十二烷基硫酸钠；