本發(fā)明屬于殼聚糖凝膠珠制備工藝領(lǐng)域，特別是一種膠囊狀且可包載小分子染料的殼聚糖凝膠珠的制備方法。

技術(shù)背景

殼聚糖(chitosan，CS)為白色或灰白色、略有珍珠光澤、半透明片狀固體，又稱脫乙酰甲殼質(zhì)、可溶性甲殼素、聚氨基葡萄糖，是甲殼素脫乙酰基的產(chǎn)物。殼聚糖的相對(duì)分子質(zhì)量從數(shù)十萬至數(shù)百萬不等，分子式為(C₆H_llO₄N)n，其單體多為2-氨基-D-葡萄糖。殼聚糖溶解性能優(yōu)于甲殼素，可溶于稀的有機(jī)酸及部分無機(jī)酸，如乳酸、鹽酸和乙酸等，但不溶于稀硫酸、稀硝酸、稀磷酸、草酸，不溶于水和堿溶液，低粘度的殼聚糖甚至可以溶于水。

N-脫乙酰度和粘度(可反映平均相對(duì)分子質(zhì)量)是殼聚糖的兩項(xiàng)主要性質(zhì)指標(biāo)。一般來說，脫乙酰度(deacetylation degree,DD)在50％以上的甲殼素被稱為殼聚糖，脫乙酰度越高，殼聚糖分子鏈上的氨基離子化強(qiáng)度就越高，越易溶于水。根據(jù)粘度的不同，可以把殼聚糖分為三種。通常把粘度在1000cps以上的1％殼聚糖乙酸溶液稱為高粘度殼聚糖，粘度在100～1000cps的稱為中粘度殼聚糖，粘在100cps以下的稱為低粘度殼聚糖。其它條件相同的情況下，殼聚糖的粘度越大，在水中的溶解度越小。

殼聚糖-甘油磷酸鈉溫敏凝膠系統(tǒng)最早見于2000年，一經(jīng)提出，即受到高度關(guān)注。首先是該系統(tǒng)使用的是天然高分子材料殼聚糖，其生物相容性與生物可降解性逐漸得到研究者的認(rèn)可。另外，單純的殼聚糖只在酸性環(huán)境下保持溶液狀態(tài)，當(dāng)pH值升高到6.9-7.1時(shí)，殼聚糖溶液開始出現(xiàn)沉淀，但在弱堿甘油磷酸鈉參與下，該系統(tǒng)可在中性條件下保持穩(wěn)定的溶液狀態(tài)，這為該系統(tǒng)加載蛋白質(zhì)類的藥物甚至活的細(xì)胞提供了便利條件。最后是該系統(tǒng)具有溫敏特性，在室溫以下呈溶液狀態(tài)，溫度升高到體溫時(shí)可固化形成凝膠，從而可以緩釋加載藥物的效果。但是若用殼聚糖-甘油磷酸鈉溫敏凝膠系統(tǒng)直接加載蛋白質(zhì)類的藥物甚至活的細(xì)胞依然存在幾點(diǎn)問題：

1.凝膠的形態(tài)不確定。

2.由于凝膠的未封閉性，包載在凝膠內(nèi)部的藥物染料等小分子在傳遞過程中可能會(huì)脫離凝膠。

3.單獨(dú)的凝膠包載藥物機(jī)械強(qiáng)度很差，包載結(jié)構(gòu)容易受到破壞。

針對(duì)以上幾點(diǎn)問題，本發(fā)明開發(fā)了一種具有封閉性且形態(tài)一定的膠囊狀凝膠珠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種膠囊狀且可包載小分子染料的殼聚糖凝膠珠的制備方法。通過微膠囊包覆微凝膠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，來提高染料的包載穩(wěn)定性，降低泄漏量。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的殼聚糖凝膠珠的制備方法，具體是：首先將殼聚糖與β-甘油磷酸鈉的混合溶液通過移液槍，滴加到陰離子表面活性劑溶液中，基于殼聚糖與陰離子表面活性劑的凝聚作用，形成芯材還有殼聚糖和β-甘油磷酸鈉的殼聚糖膠囊；然后，通過加熱，使膠囊內(nèi)部的殼聚糖和β-甘油磷酸鈉通過氫鍵作用，形成凝膠，最終得到殼聚糖凝膠珠。

所述的殼聚糖凝膠珠的制備方法，包括以下步驟：

(1)殼聚糖/β-甘油磷酸鈉五水合物混合溶液的制備：

將1.2g-1.6gβ-甘油磷酸鈉五水合物溶解在2mL水中，并將0.4g的中粘度殼聚糖溶解在0.1mol/L的醋酸溶液中；在冰水浴下，向溶解好的殼聚糖溶液中緩慢滴加β-甘油磷酸鈉五水合物溶液，得到殼聚糖/β-甘油磷酸鈉五水合物混合溶液，其簡(jiǎn)稱為CS/β-GP混合溶液；

(2)殼聚糖/β-甘油磷酸鈉五水合物混合溶液pH值的調(diào)節(jié)及十二烷基硫酸鈉溶液的制備：

稱取25g磷酸氫二鈉固體溶于100ml水中，溶解得到飽和的磷酸氫二鈉溶液；向CS/β-GP混合溶液中滴加飽和的磷酸氫二鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至6.9-7.1之間；稱取0.2g-0.8十二烷基硫酸鈉固體溶于20mL水中，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)1％-4％的十二烷基硫酸鈉接收液，其簡(jiǎn)稱為SDS接收液；

(3)殼聚糖凝膠珠的制備：

用移液槍將調(diào)節(jié)好pH值為6.9-7.1的CS/β-GP溶液滴入SDS接收液中，熟化后得到殼聚糖微膠囊，然后用蒸餾水洗滌3次，再放入水浴鍋中加熱，微膠囊內(nèi)部的CS/β-GP溶液轉(zhuǎn)變?yōu)槟z，從而得到殼聚糖凝膠珠。

上述方法中，所述的中粘度殼聚糖，其粘度是200-400mPa.s，脫乙酰度≥90％。

上述方法中，可以將CS/β-GP溶液滴入SDS接收液中，其熟化時(shí)間為50-70min。

上述方法中，可以使用弱堿性溶液調(diào)節(jié)CS/β-GP溶液的pH值，該弱堿性溶液采用磷酸氫二鈉或磷酸二氫鉀溶液。

上述方法中，殼聚糖微膠囊轉(zhuǎn)變?yōu)槟z珠時(shí)，水浴溫度為39-45℃，水浴時(shí)間為4-7min。

上述方法中，殼聚糖和β-甘油磷酸鈉的質(zhì)量比例為1/3-1/4。

本發(fā)明提供的上述方法制備的殼聚糖凝膠珠，其在包載小分子染料中的應(yīng)用。

該殼聚糖凝膠珠應(yīng)用時(shí)，其對(duì)分子量在350-800之間的小分子染料有優(yōu)良的包載性，放置12小時(shí)無明顯泄露，具有良好的包載穩(wěn)定性。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下主要的有益效果：

1.可將CS/GP混合溶液直接滴入SDS接受液中在水浴加熱得到凝膠珠，內(nèi)部凝膠與外部包覆結(jié)構(gòu)一次成型，無需后續(xù)加工，降低制作難度，提高了制作效率。

2.制備得到的殼聚糖凝膠球可應(yīng)用于小分子染料的包覆。包載染料的分子量在300-800之間，染料泄漏量少，包載穩(wěn)定性好，12h后依然無明顯泄露。

3.制備得到的凝膠珠對(duì)多種染料均具有優(yōu)良的包載效果，例如對(duì)熒光素鈉(分子量為376)、羅丹明B(分子量為479)、剛果紅(分子量為697)等均有較好的包裹效果。

4.制備得到的凝膠珠由于其自身的高透明性，可較直觀的觀察凝膠珠內(nèi)部包載染料染料的泄露情況，不會(huì)由于凝膠珠自身的顏色影響了觀察效果。例如將制備的含有熒光素鈉染料的凝膠珠浸泡在50ml的水溶液中，在室溫條件下靜置過夜，研究包覆在凝膠球內(nèi)部的熒光素鈉的泄露情況。如圖1所示，溫度誘導(dǎo)凝膠化后的殼聚糖凝膠珠，對(duì)熒光素鈉具有較好的包覆效果，并有效降低了殼聚糖凝膠珠中熒光素鈉在水溶液中的泄露。

附圖說明

圖1是殼聚糖微膠囊的內(nèi)部SEM圖。

圖2是溫度誘導(dǎo)后殼聚糖/甘油磷酸鈉復(fù)合微膠囊的內(nèi)部SEM圖。

圖3是包覆了熒光素鈉的殼聚糖凝膠珠在水中放置12h的形貌圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，當(dāng)然下述實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

1.一種膠囊狀的殼聚糖凝膠珠的制備方法：

實(shí)施例1：

將1.4gβ-甘油磷酸鈉五水合物溶解在2mL水中，并將0.4g粘度為200-400mPa.s的中粘度殼聚糖溶解在0.1mol/L的醋酸溶液中。加速攪拌使其快速溶解。溶解后靜置使殼聚糖溶液中的氣泡完全散出。稱取25g磷酸氫二鈉固體溶于100ml水中，得到飽和的磷酸氫二鈉溶液。在冰水浴下，向溶解好的殼聚糖溶液中緩慢滴加β-甘油磷酸鈉五水合物溶液，滴加完成后，用飽和的磷酸氫二鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至6.9-7.1之間，得到殼聚糖/β-甘油磷酸鈉混合溶液(CS/β-GP混合溶液)。稱取0.2g-0.8g十二烷基硫酸鈉固體溶于20mL水中，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)2％的十二烷基硫酸鈉溶液作為接收液。用移液槍將CS/β-GP混合溶液滴入接收液中，熟化1小時(shí)即可形成半透明狀的白色小球。用蒸餾水洗滌小球3次，再放入42℃水浴中保溫5min，即可得到膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例2：

按照實(shí)施例1配方，改變熟化時(shí)間為50min，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。β-甘油磷酸鈉五水合物的用量為1.4g，中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.2g，水浴溫度為42℃，水浴時(shí)間為5min。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例3：

按照實(shí)施例1配方，改變熟化時(shí)間為60min，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。β-甘油磷酸鈉五水合物的用量為1.4g，中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.2g，水浴溫度為42℃，水浴時(shí)間為5min。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例4：

按照實(shí)施例1配方，改變熟化時(shí)間為70min，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。β-甘油磷酸鈉五水合物的用量為1.4g，中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.2g，水浴溫度為42℃，水浴時(shí)間為5min。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例5：

按照實(shí)施例1配方，水浴溫度改為39℃，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。β-甘油磷酸鈉五水合物的用量為1.4g，中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.2g，熟化時(shí)間為1h，水浴時(shí)間為5min。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例6：

按照實(shí)施例1配方，水浴溫度改為42℃，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。β-甘油磷酸鈉五水合物的用量為1.4g，中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.2g，熟化時(shí)間為1h，水浴時(shí)間為5min。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例7：

按照實(shí)施例1配方，水浴溫度改為45℃，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。β-甘油磷酸鈉五水合物的用量為1.4g，中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.2g，熟化時(shí)間為1h，水浴時(shí)間為5min。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例8：

按照實(shí)施例1配方，水浴時(shí)間改為4min，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。β-甘油磷酸鈉五水合物的用量為1.4g，中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.2g，熟化時(shí)間為1h，水浴溫度為42℃。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例9：

按照實(shí)施例1配方，水浴時(shí)間改為7min，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。β-甘油磷酸鈉五水合物的用量為1.4g，中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.2g，熟化時(shí)間為1h，水浴溫度為42℃。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例10：

按照實(shí)施例1配方，水浴時(shí)間改為7min，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。β-甘油磷酸鈉五水合物的用量為1.4g，中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.2g，熟化時(shí)間為1h，水浴溫度為42℃。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例11：

按照實(shí)施例1配方，將pH調(diào)節(jié)劑改為磷酸氫二鉀，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。β-甘油磷酸鈉五水合物的用量為1.4g，中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.2g，熟化時(shí)間為1h，水浴溫度為42℃，水浴時(shí)間為5min。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例12：

按照實(shí)施例1配方，改變?chǔ)?甘油磷酸鈉質(zhì)量為1.6g，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.2g，熟化時(shí)間為1h，水浴溫度為42℃，水浴時(shí)間為5min。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例13：

按照實(shí)施例1配方，改變?chǔ)?甘油磷酸鈉質(zhì)量為1.4g，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.2g，熟化時(shí)間為1h，水浴溫度為42℃，水浴時(shí)間為5min。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例14：

按照實(shí)施例1配方，改變?chǔ)?甘油磷酸鈉質(zhì)量為1.2g，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.2g，熟化時(shí)間為1h，水浴溫度為42℃，水浴時(shí)間為5min。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例15：

按照實(shí)施例1配方，改變SDS接收液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。β-甘油磷酸鈉五水合物的用量為1.4g，中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.2g，熟化時(shí)間為1h，水浴溫度為42℃，水浴時(shí)間為5min。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例16：

按照實(shí)施例1配方，改變SDS接收液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。β-甘油磷酸鈉五水合物的用量為1.4g，中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.8g，熟化時(shí)間為1h，水浴溫度為42℃，水浴時(shí)間為5min。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

實(shí)施例17：

按照實(shí)施例1配方，改變SDS接收液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％，其條件不變。按照實(shí)施例1的步驟制備本案例實(shí)施的膠囊狀的殼聚糖凝膠珠。β-甘油磷酸鈉五水合物的用量為1.4g，中粘度殼聚糖的用量為0.4g，醋酸濃度為0.1mol/L，調(diào)節(jié)pH值在6.9-7.1之間，十二烷基硫酸鈉用量為0.8g，熟化時(shí)間為1h，水浴溫度為42℃，水浴時(shí)間為5min。亦可得到凝膠效果優(yōu)良的殼聚糖凝膠珠。

2.殼聚糖凝膠珠包載小分子的制備方法：

實(shí)施例18：

取實(shí)施例1中調(diào)節(jié)好pH值的殼聚糖/β-甘油磷酸鈉五水合物混合溶液(CS/β-GP溶液)，向其中滴加1mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1mg/L的熒光素鈉溶液。攪拌使其完全分散后，其余制備步驟與實(shí)施例1中相同。將包覆了熒光素鈉的殼聚糖凝膠珠在水中放置12小時(shí)，無明顯泄露，包載效果良好，如圖2所示。

實(shí)施例19：

取實(shí)施例1中調(diào)節(jié)好pH值的殼聚糖/β-甘油磷酸鈉五水合物混合溶液(CS/β-GP溶液)，向其中滴加1mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1mg/L的羅丹明B溶液。攪拌使其完全分散后，其余制備步驟與實(shí)施例1中相同。放置12h后無明顯泄露，包載效果良好。