專利名稱：可控截留分子量生物微膠囊的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可控截留分子量生物微膠囊的制備方法。
背景技術(shù)：
細胞微囊化技術(shù)是將活細胞包封在球形的微膠囊內(nèi)，為細胞提供一個比較理想的生存狀態(tài)，培養(yǎng)基營養(yǎng)成分和細胞分泌產(chǎn)物能自由通過半透膜，從而達到催化、高密度培養(yǎng)、免疫隔離的目的。目前這項技術(shù)已被用于微生物、植物、動物細胞高產(chǎn)連續(xù)化培養(yǎng)和人工細胞移植。由于細胞微囊化用途不同，需要不同截留分子量的膠囊使產(chǎn)物能夠有效截留或是擴散，如作為器官移植的人工細胞，必須使細胞產(chǎn)生的激素或蛋白滲透出膠囊，而人體的免疫蛋白不能透過膠囊膜，以達到免疫隔離的效果；而作為細胞產(chǎn)物高產(chǎn)或連續(xù)化培養(yǎng)載體時，通過調(diào)節(jié)膠囊膜的截留分子量，可使這些產(chǎn)物或是在膠囊中積累，或是釋放到主體溶液中，與其他大分子產(chǎn)物分離，以達到簡化下游分離純化過程的效果。而目前沒有文獻報道有關(guān)制備可以控制膜孔徑的膠囊的方法。
由Dauzenberg等發(fā)明的硫酸纖維素鈉-聚二甲基二烯丙基氯化銨體系以其機械強度高、膠囊壁薄、物化性能穩(wěn)定、生物相容性好、制備簡單等優(yōu)點成為細胞微囊化的一個新研究方向，但是其孔徑一般都較小，其截止分子量一般均在2000Da以下，這將會影響該膠囊體系的進一步應用面。經(jīng)分析，該體系膠囊是由陰陽聚電解質(zhì)通過絡合反應形成，因此成囊過程溶液中的離子強度對膠囊膜通透和擴散性能的影響很大。
硫酸纖維素鈉可采用硫酸脂化纖維素制成[1，2，3]參考文獻[1]-Yao S.J.，Improved Process for Preparation of Sodium Cellulose Sulfate，Chemical Engineering Journal，78(2-3)，199-204，Aug.1，2000[2]沈或 姚善涇，葉子堅，纖維素硫酸鈉的制備方法及工藝條件的研究，化學反應工程與工藝，1999，15(3)，305-313[3]章小忠，梅樂和，姚善涇，纖維素硫酸鈉的制取反應過程研究及由其制備的微膠囊性能，化學反應工程與工藝，2003.9，19(3)，254-259發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種可控截留分子量生物微膠囊的制備方法。
它是將質(zhì)量百分比為3～5％纖維素硫酸鈉溶液滴入到含質(zhì)量百分比為0～1.2％氯化鈉或氯化鈣和質(zhì)量百分比為2～8％聚二甲基二烯丙基氯化銨的溶液中，由陰陽離子界面反應成囊，反應時間為20～120分鐘，所得膠囊經(jīng)洗滌后即可。
本發(fā)明的優(yōu)點1)通過加入無機鹽來改變聚二甲基二烯丙基氯化銨溶液的離子強度實現(xiàn)調(diào)節(jié)膠囊膜的截留分子量和改變膠囊膜的通透性能的目的，可符合多種應用的要求；2)在改變膜的通透性的同時，膠囊膜的厚度增加，膠囊的機械強度得到提高，膠囊的抗化學溶劑和生物相容性等特性與不加入鹽的膠囊相比，基本沒有變化；3)所用原料生物相容性好，價廉易得；4)制備步驟簡單，條件溫和，便于應用和推廣。
具體實施例方式
截留分子量生物微膠囊的制備方法是將質(zhì)量百分比為3％～5％纖維素硫酸鈉溶液滴入到質(zhì)量百分比為0～1.2％氯化鈉或氯化鈣和質(zhì)量百分比為2～8％聚二甲基二烯丙基氯化銨的溶液中，由陰陽離子界面反應成囊，反應時間為20～120分鐘，所得膠囊經(jīng)洗滌后即可。
當質(zhì)量百分比為0～0.35％氯化鈉或氯化鈣時，制備得到膠囊的截留分子量為20～30kD。當質(zhì)量百分比為0.35～0.7％氯化鈉或氯化鈣時，制備得到膠囊的截留分子量為30～50kD。當質(zhì)量百分比為0.7～1.2％氯化鈉或氯化鈣時，制備得到膠囊的截留分子量為50～70kD。
實施例1截留分子量60～70kD微膠囊的制備將質(zhì)量百分比為3％纖維素硫酸鈉溶液滴入到含質(zhì)量百分比為1.2％氯化鈣和質(zhì)量百分比為2％聚二甲基二烯丙基氯化銨的溶液中，由陰陽離子界面反應成囊，反應時間為20分鐘，所得膠囊經(jīng)洗滌后即可。膠囊截留分子量可控制在60～70kD。
實施例2截留分子量60～70kD以下微膠囊的制備將質(zhì)量百分比為5％纖維素硫酸鈉溶液滴入到含質(zhì)量百分比為1.2％氯化鈣和質(zhì)量百分比為8％聚二甲基二烯丙基氯化銨的溶液中，由陰陽離子界面反應成囊，反應時間為120分鐘，所得膠囊經(jīng)洗滌后即可。膠囊截留分子量可控制在60～70kD。
實施例3截留分子量60～70kD微膠囊的制備在室溫下，將質(zhì)量百分比為4％纖維素硫酸鈉溶液滴入到含質(zhì)量百分比為1.2％氯化鈉和質(zhì)量百分比為6％聚二甲基二烯丙基氯化銨的溶液中，由陰陽離子界面反應成囊，反應時間為40分鐘，所得膠囊經(jīng)洗滌后即可。膠囊截留分子量可控制在60～70kD。
實施例4截留分子量45～55kD微膠囊的制備將質(zhì)量百分比為3％纖維素硫酸鈉溶液滴入到含質(zhì)量百分比為0.7％氯化鈣和質(zhì)量百分比為2％聚二甲基二烯丙基氯化銨的溶液中，由陰陽離子界面反應成囊，反應時間為20分鐘，所得膠囊經(jīng)洗滌后即可。膠囊截留分子量可控制在45～55kD。
實施例5截留分子量45～55kD以下微膠囊的制備將質(zhì)量百分比為5％纖維素硫酸鈉溶液滴入到含質(zhì)量百分比為0.7％氯化鈣和質(zhì)量百分比為8％聚二甲基二烯丙基氯化銨的溶液中，由陰陽離子界面反應成囊，反應時間為120分鐘，所得膠囊經(jīng)洗滌后即可。膠囊截留分子量可控制在45～55kD。
實施例6截留分子量45～55kD微膠囊的制備在室溫下，將質(zhì)量百分比為4％纖維素硫酸鈉溶液滴入到含質(zhì)量百分比為0.7％氯化鈉和質(zhì)量百分比為6％聚二甲基二烯丙基氯化銨的溶液中，由陰陽離子界面反應成囊，反應時間為40分鐘，所得膠囊經(jīng)洗滌后即可。膠囊截留分子量可控制在45～55kD。
實施例7截留分子量25～35kD微膠囊的制備將質(zhì)量百分比為3％纖維素硫酸鈉溶液滴入到含質(zhì)量百分比為0.35％氯化鈣和質(zhì)量百分比為2％聚二甲基二烯丙基氯化銨的溶液中，由陰陽離子界面反應成囊，反應時間為20分鐘，所得膠囊經(jīng)洗滌后即可。膠囊截留分子量可控制在45～55kD。
實施例8截留分子量25～35kD以下微膠囊的制備將質(zhì)量百分比為5％纖維素硫酸鈉溶液滴入到含質(zhì)量百分比為0.35％氯化鈣和質(zhì)量百分比為8％聚二甲基二烯丙基氯化銨的溶液中，由陰陽離子界面反應成囊，反應時間為120分鐘，所得膠囊經(jīng)洗滌后即可。膠囊截留分子量可控制在25～35kD。
實施例9截留分子量25～35kD微膠囊的制備在室溫下，將質(zhì)量百分比為4％纖維素硫酸鈉溶液滴入到含質(zhì)量百分比為0.35％氯化鈉和質(zhì)量百分比為6％聚二甲基二烯丙基氯化銨的溶液中，由陰陽離子界面反應成囊，反應時間為40分鐘，所得膠囊經(jīng)洗滌后即可。膠囊截留分子量可控制在25～35kD。
本發(fā)明中離子強度、聚合物電解質(zhì)溶液濃度、聚合物反應時間對膠囊性能的影響。
1)離子強度對膠囊機械強度的影響在室溫下，膠囊的機械強度是由膜厚和膜結(jié)構(gòu)兩方面決定的，膜越厚機械強度越高，而膜孔隙率越大，則機械強度降低，溶液中離子強度同時影響膜的這兩方面，氯化鈉或氯化鈣濃度低于1％(質(zhì)量百分比)時，膠囊機械強度隨鹽濃度的提高而增強；鹽濃度高于1％(質(zhì)量百分比)時，則相反。
2)聚合物電解質(zhì)溶液濃度對對膠囊性能的影響聚合物電解質(zhì)溶液濃度對膠囊的機械強度影響比較大，濃度較低則機械強度不足，溶液濃度越高機械強度越大，但是濃度越高粘度也相應增加，使膠囊的滴制困難，球形度降低，因此可根據(jù)實際要求來選擇合適的濃度，本方法中硫酸纖維素鈉溶液的較佳范圍為3.0～4.0％(質(zhì)量百分比)，聚二甲基二烯丙基氯化銨溶液為6.0～8.0％(質(zhì)量百分比)。
3)聚合物反應時間對膠囊性能的影響在制備膠囊過程中，陰陽聚電解質(zhì)反應時間對膠囊性能的影響很重要，若在聚二甲基二烯丙基氯化銨溶液中的反應時間過短，則形成膠囊的膜很薄，盡管不影響膠囊的截留度，但是其機械強度不足；若反應時間過長，會引起膠囊的收縮，影響其球形度和表面光潔度。反應時間最佳控制在20～50分鐘。
權(quán)利要求
1.一種可控截留分子量生物微膠囊的制備方法，其特征在于將質(zhì)量百分比為3～5％硫酸纖維素鈉溶液滴入到含質(zhì)量百分比為0～1.2％氯化鈉或氯化鈣和質(zhì)量百分比為2～8％聚二甲基二烯丙基氯化銨的溶液中，由陰陽離子界面反應成囊，反應時間為20～120分鐘，所得膠囊經(jīng)洗滌后即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控截留分子量生物微膠囊的制備方法，其特征在于將質(zhì)量百分比為3.5％～4％纖維素硫酸鈉溶液滴入到質(zhì)量百分比為0～1.2％氯化鈉或氯化鈣和質(zhì)量百分比為6～8％聚二甲基二烯丙基氯化銨的溶液中，由陰陽離子界面反應成囊，反應時間為20～60分鐘，所得膠囊經(jīng)洗滌后即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可控截留分子量生物微膠囊的制備方法，其特征在于所說的質(zhì)量百分比為0～0.35％氯化鈉或氯化鈣時，制備得到膠囊的截留分子量為10～30kD。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可控截留分子量生物微膠囊的制備方法，其特征在于所說的質(zhì)量百分比為0.35～0.7％氯化鈉或氯化鈣時，制備得到膠囊的截留分子量為30～50kD。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可控截留分子量生物微膠囊的制備方法，其特征在于所說的質(zhì)量百分比為0.7～1.2％氯化鈉或氯化鈣時，制備得到膠囊的截留分子量為50～70kD。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可控截留分子量生物微膠囊的制備方法。該方法采用硫酸纖維素鈉(NaCS，聚合物陰離子)和聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMDAAC，聚合物陽離子)作為形成微膠囊的基本原料，采用無機鹽作為控制膜孔徑的物質(zhì)。制備步驟是將聚陰離子硫酸纖維素鈉配制成3％～5％(質(zhì)量百分比)的溶液，滴入到含0～1.2％(質(zhì)量百分比)氯化鈉或氯化鈣和2％～8％(質(zhì)量百分比)聚陽離子聚二甲基二烯丙基氯化銨的溶液中，由陰陽離子界面反應形成膠囊，反應時間為20～120分鐘，所得膠囊經(jīng)洗滌后即可。本發(fā)明通過改變氯化鈉或氯化鈣在溶液中濃度，可調(diào)節(jié)膠囊膜孔徑，控制其截留分子量，以及可改變膠囊膜的通透性能；在改變膜的截留分子量的同時，還能增強膠囊的機械性能，所用原料生物相容性好，價廉易得；本發(fā)明步驟簡單，條件溫和，便于應用和推廣。
文檔編號C12N11/12GK1587402SQ20041005379
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月12日
發(fā)明者姚善涇, 張俊, 關(guān)怡新 申請人:浙江大學