[发明专利]一种以单乳为模板制备壳聚糖微囊的方法

说明书

技术领域

本发明属于壳聚糖微囊制备领域，特别涉及一种利用微流控装置制备单分散性的油包水乳液，并以单乳为模板制备壳聚糖微囊的方法。

背景技术

壳聚糖(Chitosan，CS)由天然甲壳素(Chitin)部分脱乙酰化而得到，是由2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖通过β-1，4-糖苷键聚合形成的唯一聚阳离子型生物多糖。壳聚糖具有很多优良的生物相容性、生物可降解性、无细胞毒性和优良的成膜性等。且壳聚糖分子链上富有可质子化的氨基，当环境的pH发生变化时，基于壳聚糖的水凝胶会随之发生体积相变或溶解，从而可以调节固载在凝胶基质中的药物分子的释放和用于一些酶活性或细胞的定向筛选。壳聚糖的上述性质在感应环境pH变化的智能化药物载体研究和酶或细胞的高通量筛选方面具有良好的应用前景。

常用的壳聚糖微囊制备方法有静电层状组装法、凝聚法、喷雾干燥法和壳聚糖涂层法等。这些传统方法操作步骤比较繁琐，且制备出的壳聚糖微囊普遍存在粒径分布不均匀、机械强度差以及有毒溶剂残留等缺点，限制了壳聚糖微囊的应用。近年来，膜乳化-交联技术的迅速发展，为单分散乳液的制备提供了有效的解决方法，但膜乳化技术操作复杂，如制备微囊时需要两步交联和去除内核等操作，且膜乳化技术制得的壳聚糖微囊的单分散性都在10％以上，限制了微囊的一些应用，如通过流式细胞仪检测微囊内的细胞存活率较大颗的微囊就难以通过。

微流控技术是指利用尺寸为数十到数百微米的通道对微小体积流体进行操控的技术。微流控技术的发展为制备各种粒径的单分散乳液提供了简单有效的方法。目前以微流控技术制备的乳液为模板合成微囊的方法主要集中在以复乳为模板(如制备油包水包油乳液，内相油相中的交联剂扩散至溶有壳聚糖的水相进行交联成囊)，此种方法不仅需要较为复杂的两级微流控装置，且制备复乳需要非常精确的控制，及制备的复乳尺寸较大，一般在200μm以上。

发明内容

本发明的目的是提供一种以单乳为模板制备壳聚糖微囊的方法，此种方法不仅工艺简单，成囊条件温和，节省原料，而且可获得粒径更小的微囊。

本发明所述以单乳为模板制备壳聚糖微囊的方法，工艺步骤如下：

(1)配制分散相和连续相流体

分散相流体的配制：以水溶性壳聚糖、羟乙基纤维素和去离子水为原料，在常压、室温(室内自然温度)下将水溶性壳聚糖、羟乙基纤维素加入去离子水中搅拌均匀形成混合液，当水溶性壳聚糖和羟乙基纤维素溶解后用氢氧化钠水溶液调节所述混合液的pH值至6.0～6.7，即形成分散相流体，水溶性壳聚糖的量以分散相流体中其浓度达到0.02～0.04g/ml为限，羟乙基纤维素的量以分散相流体中其浓度达到0.005～0.01g/ml为限；

连续相流体的配制：以对苯二甲醛、聚甘油蓖麻醇三酯、大豆油为原料，在常压、室温(室内自然温度)下将对苯二甲醛和聚甘油蓖麻醇三酯加入大豆油中搅拌均匀形成混合液，当对苯二甲醛和聚甘油蓖麻醇三酯溶解后，即形成连续相流体，对苯二甲醛的量以连续相流体中其浓度达到0.0005～0.005g/ml为限，聚甘油蓖麻醇三酯的量以连续相流体中其浓度达到0.01～0.04g/ml为限；

(2)制备油包水乳液

将步骤(1)配制的分散相流体、连续相流体分别由与注射泵连接的注射器注入微流体装置的不同进液口，在所述微流体装置中形成单分散的油包水乳液，所述分散相流体的流量Q_A＝50～500μL/h，所述连续相流体的流量Q_B＝500～2500μL/h；

(3)收集乳液并形成微囊

方法1：将步骤(2)形成的油包水乳液通过与微流体装置连接的输出管引入收集容器，在常压、室温静置交联8～24h，即形成壳聚糖微囊；

或方法2：将步骤(2)形成的油包水乳液通过与微流体装置连接的输出管引入盛有大豆油的收集容器，在大豆油中于常压、室温(室内自然温度)静置交联30min～1h，即形成壳聚糖微囊；

(4)洗涤

将步骤(3)形成的壳聚糖微囊用异丙醇洗涤除去外部油相，再用去离子水洗涤除去异丙醇。

上述方法中，当用步骤(3)中的方法1形成壳聚糖微囊时，对苯二甲醛的量在连续相流体中的浓度优选0.0005～0.002g/ml；当用步骤(3)中的方法2形成壳聚糖微囊时，对苯二甲醛的量在连续相流体中的浓度优选0.002～0.005g/ml。

上述方法中，配制分散相时，优选脱乙酰度为85％、重均分子量Mw≤5000g/mol的水溶性壳聚糖。