[发明专利]双水相乳化法制备的微珠及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料的成型、处理及其应用，涉及一种微珠介质制备的双水相乳化成珠方法，制备的微珠直径在10-450μm间。

将水溶性高分子物质制成微珠，目前国内外主要采用水/油乳化聚合法（emulsion  polymerization），即把一种水溶性物质的水溶液，搅拌分散于油相中，乳化形成微液滴，同时用化学的方法固定微液滴，制备出球形的微珠（Wissman，K.W.，et  al.，In  Vitro，21，7，391，1985）。由于水油两相界面张力大，乳化分散困难，要求较高的搅拌速度，同时还需须引入分散剂才能实现所需的乳化。对于不同的水溶性物质，乳化体系一般不同，分散剂种类和量、油的种类、化学反应的浓度、时间都需要严格选择和控制，工艺技术复杂，制备过程较难掌握控制。另外，分散剂作为表面活性物质，同时还造成制备的微珠不易清洗，需要用乙醇和丙酮反复漂洗微珠除去分散剂和油类物质，以适应对微珠有高纯度要求的过程，如贴壁依赖性动物细胞的培养。

在层析分离过程中，要求填充的介质具有较大的比表面积，即介质越小越好，但是填充介质越小，填充的柱子的流动阻力越大，难于提高流动相的流速，这在大规模分离过程中很不利。具体应用中，在流速和比表面积上只好采用折中的办法。在固定化酶中，同样要求固定化酶载体有高比表面积和快的传质性能，也存在上述问题。

本发明的目的之一在于克服已有技术上的缺点，提供一种双水相体系乳化制备微珠的方法，在缓和的搅拌条件下实现乳化分散，不引入有机油类物质，不需加入分散剂，乳化条件温和，制备工艺简单、易于掌握控制，制备的微珠易于漂洗的优点。

本发明的又一个目的是，制备内部包含大量空隙的微珠介质，使一定大小的微珠即具有较大的比表面，又具有较低的流动阻力。

本发明的本质是，先用两种带相反电荷的高分子物质在水中形成双水相，分离浓相后，再将浓相作为分散相乳化分散于一连续相中，形成微珠，连续相可以是原来的稀相，也可以换成水或其他弱极性溶剂，或弱极性溶剂与水的混合溶液，或弱极性溶剂的混合溶液，最后用物理和/或化学的方法，固化乳化稳定的微珠，制备出10-450μm直径的微珠，还可以对微珠进行处理，以用于不同的目的。

上述双水相的形成，是由于两种带相反电荷的水溶性高分子化合物静电结合成为部分互溶于水的聚电解质复合物所致。

所选用的带正电的高分子物质是蛋白质及其化学修饰物。蛋白质在pH＜pI下带正电，呈聚阳离子特性，如A类明胶、血红朊、鸡白蛋白、聚赖氨酸等。宜选用较高pI点的蛋白质。可以对蛋白进行化学修饰，提高其pI点，如用醇类和蛋白质上的羧基进行酯化反应，中和掉负电性基团，或用碳二亚胺类接上正电性基团。所选用的带负电的高分子物质可以是糖类，如阿拉伯树胶、褐藻酸钠、羧甲基纤维素、琼脂糖等;含有酸基的高分子物质，如苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、聚乙烯基甲基醚-顺丁烯二酸酐共聚物、聚乙烯基苯磺酸和甲醛-萘磺酸缩聚物等;以及蛋白质及其化学修饰物，蛋白质在pH＞pI时带负电，宜选用较低pI点的蛋白质，如碱法明胶。可以对蛋白进行化学修饰，降低其pI点，如用琥珀酸酐、苯酐或苯磺酰氯与蛋白质上的正电性基团氨基反应，同时接上负电性的羧基或磺酸基。

两种带电荷相反的高分子物质在水中混合形成双水相，可通过调pH值使两种高分子物质电性相反，电量接近相等，以及用水稀释或用离子交换或电渗析等方法降低溶液离子强度，从而增大两高聚物间的电性吸引，以获得最适宜的双水相成相条件。

上述方法的根本在于降低盐浓度和改变蛋白质带电性和电量，因此在水中混合高分子物质、调pH、稀释这三步的顺序可以改变，如先调pH，再混合、稀释;先调pH，再稀释、混合;先稀释，再混合、调pH;先混合，稀释，再调pH均可。

浓相的分离可以采用离心或静置沉降的方法。也可在冷却后用过滤的方法分离固化的浓相。

形成的双水相中，高分子物质主要集中于一相，即浓相，稀相中高分子物质的含量很小，在0.2%（wt）以下，还可减小到0.005%（wt）以下。这类双水相系统具有两相界面张力低、密度差小的特点。