[发明专利]一种单分散壳聚糖微球的制备方法和所用装置

说明书

技术领域

本发明涉及单分散微球的制备方法，特别是一种利用微流体原理量产单分散壳聚糖微球的方法。本发明还涉及利用该方法制备微球的装置。

背景技术

以高分子聚合物，特别是以壳聚糖为材料制备的微球，生物、医学和其它学科中得到越来越广泛的应用。壳聚糖微球常用于包埋药物、酶、细胞和微生物的载体。壳聚糖微球能够形成物理屏障对包埋物起到保护作用，如抵抗机械力对细胞损伤、增强细胞对外界不良环境胁迫的抵抗、防止酶变性等；生物相容性好，可以使细胞在包埋基质中自由生长，并且增强细胞代谢活性；包埋于微球中的微生物可更容易的被分离、分析和观察，如可以利用流式细胞仪对被包埋的微生物进行分选等；壳聚糖微球也可以改善包埋于其中的物质的性质，如延长其保存期、调控释放速率、屏蔽气味挥发作用等；另外还可以利用微球材料本身所具有的多种功能基团，连接具有生物活性的配基如抗体、酶等，用于生物化学分析等。

目前制备壳聚糖微球的方法均具有一定的局限性，如挤压法能制备粒度较大的微球但难制备小粒径微球；微流体法能制备直径较小的微球，但制备量少且管道易堵；膜乳化法存在对设备要求较高，制备工艺成本较高等问题。粒径均一的单分散微球的制备，尤其是要求制备条件简单温和的微球制备(如细胞包埋)，在技术上还有待于进一步改善。

发明内容

为了克服均一壳聚糖微球制备中的以上问题，本发明目的在于提供能够一种粒径均一可控的高通量的壳聚糖微球制备方法。

本发明的目的还在于提供一种制备上述粒径均一可控的高通量的制备装置。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种单分散壳聚糖微球的制备方法，包括以下步骤：配制分散相溶液、连续相溶液和凝固浴溶液，使分散相和连续相在毛细管中汇合，毛细管中分散相与连续相的流动方向相同，控制分散相和连续相的流速和粘度，获得粒径相对均一的单分散壳聚糖液滴，所述液滴通过固化得到单分散壳聚糖微球。

更具体地，该方法还包括以下步骤：

(1)分散相溶液的配制：以粘度为70cps的壳聚糖为材料，配制壳聚糖质量百分比为1.5％～6.0％之间的壳聚糖水溶液；

(2)连续相溶液的配制：选用石蜡油或植物油；

(3)凝固浴溶液的配制：配制浓度为10％三聚磷酸钠溶液；

(4)调整分散相和连续相的流速：控制分散相的流速为0.4～0.6ml/h，连续相的流速为60-80ml/h；

(5)单分散壳聚糖液滴的形成：步骤(1)配制的分散相溶液和步骤(2)配制的连续相溶液在毛细管中汇合后，控制分散相和连续相的流速和粘度，获得粒径相对均一的单分散壳聚糖液滴；

(6)液滴固化成微球：收集步骤(4)所得的液滴于步骤(3)配制好的凝固浴溶液中，固化反应后，得到单分散壳聚糖微球。

其中，步骤(2)中所述连续相溶液，优选为在石蜡油或植物油中添加表面活性剂，更为优选的是选用司盘80为表面活性剂，司盘80的质量百分比为1％。

步骤(3)中的凝固浴溶液，优选为10％三聚磷酸钠溶液。

步骤(4)中分散相流速优选为为0.5ml/h，连续相流速为70ml/h。

步骤(5)中的毛细管优选为玻璃毛细管，内径为500μm。

本发明进一步提供了上述制备方法所用的装置，包括舱盖，分散相分流微管，连续相进料管，反应微管，套筒，产物收集池，出样管，分散相进料管，隔板，排液口，套筒之间的内部腔室通过隔板的孔洞实现内部通联；分散相分馏微管与反应微管穿入隔板并与隔板密闭联接，分散相分馏微管与反应微管的内径和数量相同，位置排列一一对应，管口之间留有空隙。

优选的，所述分散相分流微管的数量为80～100个。

作为另一种优选，所述分散相分流微管的长度分别为5cm，内径为300～1000μm；反应微管的长度为8厘米。

上述装置制备单分散壳聚糖微球的原理如下：