[发明专利]尺寸均一的魔芋葡甘聚糖微球的制备

说明书

 

技术领域

    本发明属于功能高分子材料领域，涉及一种尺寸均一的魔芋葡甘聚糖微球的制备方法。本发明以不同类型通道的微流控芯片为合成器件，以魔芋葡甘聚糖溶液为分散相，表面活性剂溶液为连续相，得到粒径均一的魔芋葡甘聚糖微球，加入交联剂，然后加热，最终形成魔芋葡甘聚糖凝胶微球。本发明制备的魔芋葡甘聚糖微球尺寸均一，且尺寸可进行调控，是作为药物载体和传感器载体的理想材料，可应用到生物医药、农药、分析检测和传感器等领域。   

背景技术

    魔芋葡甘聚糖（KGM）是从魔芋块茎中加工提取的多糖，其主链由D-甘露糖和D-葡萄糖以β-1，4吡喃糖苷键连结的杂多糖组成，具有良好的吸水性、高粘性、成膜性和生物相容性，在食品、医药和包装领域有广泛的应用。由于结肠的生理特性使其成为蛋白质、多肽药物及肠道药物的最佳吸收场所，因而结肠定位给药系统是实现蛋白质、多肽药物口服给药最具前景的途径。 

    KGM成为结肠药物控制释放凝胶材料的优势在于KGM只被存在于结肠部位的b-糖苷酶降解，而不能在上消化道被降解，以它为骨架材料的载药系统，可以保证药物的结肠定位释放（PCT Int.Appl.WO9517,831 (Cl.A23L1/052)； International Journal of Pharmaceutics,244, 117, 2002）。通常制备纳米和微米尺度范围内的聚合物材料要先进行液体分散, 目前主要的液体分散方法有膜分散、机械搅拌、静态混合、胶体磨和超声分散等。采用这些方法可有效地进行大规模的生产，但所得聚合物材料尺寸的均一性与过程的可控性难以得到保证(骆广生，石油化工，2010)。目前，国内外对KGM为基材的结肠定位给药载体研究主要集中在制备方法和释药机理方面。而载药系统的尺寸均一是研究释药机理和影响药效的关键因素。刘芝兰等分别以乳液聚合法制备KGM凝胶微球（CN200510018 518.9[P]）， 殷万春等在中性条件下以乳液聚合法制备KGM凝胶微球(CN200610030606.5[P])，这些传统制备方法在一定程度上都存在产品均一性和过程可控性差的问题。

    20世纪90年代，为了适应对生物样品进行更高效、高灵敏、快速分离分析的需要，瑞士的Manz和Widmer等提出微全分析系统(uTAS)，主要应用于分析检测领域；21世纪初，whitesides和Quake分别发表论文介绍PDMS芯片的软刻蚀制作(Electophorosis,2000)以及微阀微泵为特征的微流控芯片(Science,2002)大规模集成，使微流控芯片成为全新的科研平台。方肇伦院士对于微流控技术下了一个非常简捷的定义:在微米级结构中操纵纳升至皮升体积流体的技术与科学。微流控芯片容纳流体的有效结构(包括通道、反应器和其他功能单元)至少有一个维度为微米级尺寸是微流控芯片的主要特征，使得流体环境的面积与体积比显著增大，进而导致了宏观条件下的实验装置不具有和较难实现的特殊性能，如毛细效应、层流效应、扩散效应等，这些性能使得微流控分析系统具有样品和试剂消耗小、装置简单并且微型化、功能单元集成、检测快速和高通量等特点，而这些特点是宏观系统下的分析系统不具备的。（方肇伦.北京:化学工业出版社，2005）在微流控芯片中形成的微液滴粒径均一、可控, 与传统的连续流体系相比, 具有能实现试剂的快速混合、通量更高等优点（任吉存，分析科学学报，2011)。

发明内容

    本发明是一种尺寸均一的魔芋葡甘聚糖微球的制备方法。本发明分别在T型和水力聚焦型通道的微流控芯片上（如图1和图2所示），以魔芋葡甘聚糖为分散相，表面活性剂溶液为连续相，得到粒径均一的魔芋葡甘聚糖微球，加入交联剂，然后加热，最终形成魔芋葡甘聚糖凝胶微球。本发明方法简单，制备的魔芋葡甘聚糖微球尺寸均一，且尺寸可进行调控，是作为药物载体和传感器载体的理想材料。

     技术方案：将0.1-5wt%的KGM溶液和2.0-5.0wt%的Span80/鲸蜡烷溶液分别从T型或水力聚焦型通道的微流控芯片的入口处以一定流速泵入，KGM溶液为分散相，表面活性剂溶液为连续相，调节分散相和连续相的流速0.01-100uL/min和流速比1:2-1:100，从芯片储液池中可得到尺寸均一的KGM微球,粒径为20-300um，变异系数小于1%。不同交联剂加入方式不同，碱交联剂加入到分散相中，戊二醛做交联剂则加在收集瓶中。将有交联剂的KGM微球30-70℃加热10-60分钟，自然降温，分别用石油醚、乙醇洗涤，冷冻干燥得产品。

附图说明