[发明专利]一种采用气‑液微流道制备天然高分子双层微胶囊的方法

摘要

本发明属于高分子材料、生物化学和生物医用材料领域。一种采用气‑液微流道制备天然高分子双层微胶囊的方法，其特征在于，将两种带相反电荷的天然高分子聚电解质（一种为阴离子聚电解质羧甲基纤维素钠，另一种为阳离子聚电解质壳聚糖）进行组装，同时结合气‑液微流道技术制备得到大小可控、尺寸均一的天然高分子双层微胶囊。该方法制备工艺简单，实验设备简易，反应条件温和，易于控制，可重复性好。本发明制备的双层微胶囊的每一层都具有空隙，能够分别包埋各种不同类型的物质，例如纳米粒子、药物、荧光物质和生物物质等，在药物输送、控制释放、生物成像、生物检测和生物标记等生物医用领域具有十分广泛的用途。

主权项

一种采用气‑液微流道制备天然高分子双层微胶囊的方法，其特征在于，将两种带相反电荷的天然高分子聚电解质进行组装，两种带相反电荷的天然高分子聚电解质为：一种为阴离子聚电解质羧甲基纤维素钠，另一种为阳离子聚电解质壳聚糖；同时结合气‐液微流道技术制备得到天然高分子双层微胶囊；包括如下具体步骤：1)配制壳聚糖溶液：取0.6g～1.5g壳聚糖固体粉末，加入到150～250mL去离子水中，搅拌20～30分钟，然后加入浓度为0.5～1.2mol/L的盐酸调节溶液的pH为4.0～4.5，并搅拌2～3小时至壳聚糖充分溶解，然后加入浓度为0.5～1.2mol/L的氢氧化钠调节溶液的pH为5.0～5.5，再经过G3砂芯漏斗过滤，配制得到浓度为0.4～0.6％(w/v)的壳聚糖溶液；2)配制羧甲基纤维素钠溶液：取1.2g～4g羧甲基纤维素钠固体粉末，边搅拌边加入到150～250mL去离子水中，然后搅拌2～3小时至羧甲基纤维素钠充分溶解，然后加入浓度为0.5～1.2mol/L的盐酸调节溶液的pH为5.0～5.5，再经过G3砂芯漏斗过滤，配制得到浓度为0.8～1.6％(w/v)的羧甲基纤维素钠溶液；再采用上述方法配制浓度为0.4～0.6％(w/v)的羧甲基纤维素钠溶液；3)采用气‐液微流道制备含有内层壳聚糖/羧甲基纤维素钠微胶囊的壳聚糖液：气‐液微流道装置包括内外两层同轴石英玻璃管、两根不同内径的PE塑料管、注射器，气‐液微流道装置的出口为内外两层同轴石英玻璃管，外层是内径为0.9～1.2mm的方形石英玻璃管，内层是管内径为600～700μm、锥口内径为400～500μm的圆形拉锥石英玻璃管；气‐液微流道装置的入口为两根不同内径的PE塑料管：与注射器相连的PE塑料管的内径为1～1.5mm，与N2瓶相连的PE塑料管的内径为1.8～2.4mm；用注射器取5～10mL浓度为0.8～1.6％(w/v)的羧甲基纤维素钠液，连接内径为1～1.5mm的PE塑料管，用微量注射泵控制注射器，然后设置微量注射泵参数，控制羧甲基纤维素钠溶液的液体流速为3.0～5.0mL/h，使其进入内径为1～1.5mm的PE塑料管中，再从圆形拉锥石英玻璃管中流出；调节氮气瓶上的转子流量计，控制氮气气流速度为0.8～1.2L/min，使氮气进入内径为1.8～2.4mm的PE塑料管中，然后从方形石英玻璃管中出来；在氮气流的剪切作用下，从圆形拉锥石英玻璃管中流出的浓度为0.8～1.6％(w/v)的羧甲基纤维素钠液被剪切成液滴，滴入20～50mL、浓度为0.4～0.6％(w/v)的壳聚糖溶液中，形成内层壳聚糖/羧甲基纤维素钠微胶囊，得到含有内层微胶囊的浓度为0.4～0.6％(w/v)的壳聚糖液；4)采用气‐液微流道技术制备外层壳聚糖/羧甲基纤维素钠微胶囊：制备外层壳聚糖/羧甲基纤维素钠微胶囊的气‐液微流道装置包括两根PE塑料管、注射器，气‐液微流道装置的出口处内外两层PE塑料管同轴；外层是内径为2.8～3.2mm的PE塑料管，内层是内径为1～1.5mm的PE塑料管；内层的PE塑料管连接注射器，外层的PE塑料管连接N2瓶；用注射器取10～15mL上述制备的含有内层微胶囊的浓度为0.4～0.6％(w/v)的壳聚糖液，连接内层的PE塑料管，然后用微量注射泵控制注射器，设置微量注射泵参数，使溶液流速为14.0～16.0mL/h，此溶液进入内层塑料管中；调节氮气瓶上的转子流量计使N2气流速度为0.8～1.2L/min，氮气通入外层塑料管中；在N2的剪切作用下，含有内层微胶囊的浓度为0.4～0.6％(w/v)的壳聚糖液在气‐液微流道装置的出口处被剪切成液滴，滴入20～50mL、浓度为0.4～0.6％(w/v)的羧甲基纤维素钠溶液中，形成双层微胶囊，即得到天然高分子双层微胶囊。