[发明专利]多孔及孔径可控的壳聚糖微球的制备

说明书

技术领域

本发明属于天然高分子材料领域，涉及一种多孔及孔径可控的高分子微球的制备方法。

背景技术

壳聚糖作为一种共聚物，以β-(1,4)2-乙酰氨基-葡萄糖和β-(1,4)2氨基-葡萄糖为单元，是甲壳素的N-脱乙酰化衍生物。壳聚糖游离氨基的氮原子上有1对孤对电子，使氨基呈弱碱性。游离氨基能结合1个氢离子，使壳聚糖成为带正电荷的线形聚电解质，吸附在负电荷表面，同时壳聚糖的弱碱性使其表面带有弱的电荷，因此，壳聚糖是少数具有电荷性的天然产物之一，具有许多独特的物理、化学性质和生物功能。壳聚糖微球在药物、杀菌、微分离器等领域起着关键作用，不同粒径和形貌的壳聚糖微球担负着负载药物、杀菌、吸附分离等不同功能。

静电喷雾法是一种利用电流体动力学射流技术将聚合物溶液或熔体制成微、纳米球或纤维状物质的方法。它最突出的优势是第二乳液的省略、高温操作的避免，无需对壳聚糖进行任何改性即可制备微球。

本发明主要通过调节溶剂配比配制出挥发性不同的壳聚糖溶液，调节静电喷雾距离，壳聚糖溶液在静电力的作用下分散成细小液滴，细小液滴在空气中经过溶剂挥发、收缩等过程，在接收装置处遇到低温凝结成微球，再通过真空冷冻干燥技术去除微球内部残余溶剂得到多孔的壳聚糖微球。该发明通过调节溶剂配比、静电喷雾的电喷距离来控制微球内部残余量从而达到控制微球表面的孔径大小和分布的目的。

发明内容

本发明目的在于提供一种制备孔径可控的壳聚糖微球方法。该微球可作为药物控释载体材料、吸附剂等。该方法可连续操作，制备的微球粒径和孔径大小可控且操作简单，条件温和，成本低廉。

本发明具体实施步骤如下：

1.聚合物溶液的配制：配制质量比90/10～10/90的乙酸与去离子水或者甲酸与去离子水的混合溶剂。将壳聚糖（Mw＝120000～200000g·mol^-1）溶解于该混合溶剂中，配置成1～8wt%的壳聚糖溶液，经过充分搅拌，以至完全溶解，将溶液静置到气泡全部析出，成均匀透明溶液即得到壳聚糖聚合物溶液。

2.多孔壳聚糖微球的制备：在室温下，将步骤1中的聚合物溶液置于5ml注射器中，通过微量注射泵控制挤出速度为0.1～1.0ml/h；电喷雾的电压为15～30kV，电喷雾喷头至接收器的距离为10～30cm；采用装有液氮的容器为收集装置，并且每隔10～30min向容器中补加一定量的液氮；所得微球在真空冷冻干燥机中干燥24h，扫描电镜观察微球形态。

3.多孔壳聚糖微球的交联：将壳聚糖微球在密闭的干燥器中用戊二醛蒸汽交联，反应24h。本发明的优点：

1.本发明采用的是天然高分子材料通过电喷雾技术及真空冷冻干燥技术制备多孔纳米微球；

2.本发明对设备要求低，收集装置、后处理工序简单，成本低；

3.此方法可以通过调节喷射距离、溶剂配比，来实现壳聚糖微球的孔径的可控性。

4.此方法用液氮作为降低温度的制冷剂，方便易得，不污染壳聚糖微球。

附图说明

图1是本发明的装置示意图。H为电喷高度，G为装有液氮的收集装置，在此发明中，G可以为金属盘、内壁附有导电膜的塑料盘等。在电喷过程中，壳聚糖溶液在静电高压的作用在分散成无数小液滴，小液滴在下落（H₁）过程中随着溶剂的挥发而收缩变小，达到L处，由于温度的骤降，小液滴中的溶剂基本不挥发并逐渐凝固成小微球掉落到收集装置中。当达到L处时溶剂全部挥发，最后得到的微球将是无孔的壳聚糖微球，当达到L处时溶剂未完全挥发，最后得到多孔的壳聚糖微球，溶剂残留越多，得到的壳聚糖微球的孔径就越大，反之，则越小。

图2是本发明按实施例1制备方法所得到的壳聚糖微球表面形态SEM图.

具体实施方式

实施例1

1.配制质量比为90/10的乙酸和水的混合溶剂。将壳聚糖（Mw=120000g·mol^-1）溶解在该溶剂中，配制成质量比为1wt%的电喷雾溶液，然后将溶液充分搅拌，完全溶解后，静置去除气泡成均匀溶液；

2.在室温下，将步骤1中电喷雾溶液置于5ml注射器中，设置挤出速度为0.1ml/h，电喷电压为20kV，喷头至接收装置的距离为15cm，开始静电喷雾，每隔10min向接收装置补加20ml液氮；所得微球在真空冷冻干燥机中干燥24h；

3.将步骤2中制备的壳聚糖微球在密闭的干燥器中用戊二醛蒸汽交联，反应24h。

实施例2