一種以sma為模板制備殼聚糖納米微膠囊的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種中空微膠囊的制備方法，具體地說是一種以SMA為模板制備殼聚糖納米微膠囊的方法。
二、【背景技術(shù)】
[0002]微膠囊是指具有中空結(jié)構(gòu)，以聚合物材料或無機(jī)材料為殼的微型容器。微膠囊因具有粒徑小、比表面積大、內(nèi)部容積大等特點，被廣泛應(yīng)用于藥物傳送載體，微型反應(yīng)器，傳感器，催化劑載體，密封材料和儲能介質(zhì)等領(lǐng)域。納米微膠囊的制備有很多種方法，例如自組裝法，乳液聚合法等，但通過這些方法制備的微膠囊易出現(xiàn)粒徑分布較寬，結(jié)構(gòu)不完整等問題。模板法是一種有效的制備納米微膠囊的方法，通過模板法能夠很好地控制微膠囊的形貌和粒徑。
[0003]苯乙烯-馬來酸酐共聚物是一種性能優(yōu)良的高分子材料，其主鏈中含有大量高反應(yīng)活性的酸酐官能團(tuán)，可以與氨基、羥基等基團(tuán)反應(yīng)，而且具有良好的生物相容性和生物可降解性，近年來，在生物醫(yī)藥、環(huán)境響應(yīng)材料、智能凝膠等高新技術(shù)領(lǐng)域得到重視。
[0004]殼聚糖是一種天然的陽離子聚合物，在天然有機(jī)化合物中，含量僅次于纖維素，是極為豐富的再生資源。殼聚糖具有很好的生物相容性、血液相容性和生物可降解性，易被人體降解吸收，無毒副作用，而且殼聚糖可以抑制細(xì)菌的生長。因此，殼聚糖在生物醫(yī)藥領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明旨在提供一種以苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA)為模板制備殼聚糖(CS)納米微膠囊的方法，以獲得形貌完整、粒徑分布窄的納米微膠囊。
[0006]本發(fā)明以SMA為模板制備殼聚糖納米微膠囊的方法，包括如下步驟:
[0007]1、SMA模板微球的制備
[0008]將1.5g苯乙稀和1.41g馬來酸酐溶于30mL丁酸乙酯中，室溫下通氮氣0.5h，然后加入0.025g偶氮二異丁腈，在70 V反應(yīng)5h，整個反應(yīng)過程通氮氣，反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物通過離心收集，并用丁酸乙酯清洗兩次，最后放入真空干燥箱中40 0C干燥，獲得SMA模板微球；
[0009]2、SMA/CS微球的制備
[0010]將步驟I獲得的0.4gSMA模板微球超聲分散于20mL水中得到SMA模板微球分散液，在攪拌條件下，將SMA模板微球分散液滴加至1.0wt %的殼聚糖溶液中，30°C下攪拌吸附2h，然后離心，用水清洗三次，除去過量的沒有吸附在SMA微球表面的CS，隨后分散于40mL水中，加入交聯(lián)劑，在40 0C下反應(yīng)2h，制得SMA/CS微球；
[0011]3、CS納米微膠囊的制備
[0012]將步驟2獲得的20mgSMA/CS微球分散于水和正丁醇中，加入正庚烷和丙酮，磁力攪拌，在50°C下反應(yīng)120min;反應(yīng)結(jié)束后離心分離，用乙醇清洗，即獲得殼聚糖納米微膠囊。
[0013]步驟2中所述交聯(lián)劑為體積分?jǐn)?shù)(Vt% )為2.5%的戊二醛，添加量為2mL。
[0014]步驟3中水和正丁醇的體積比為1:1。
[0015]步驟3中水和正丁醇的添加量均為5mL。
[0016]步驟3中正庚烷的添加量為lmL，丙酮的添加量為0.5mL。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果體現(xiàn)在:
[0018]1、本發(fā)明以單分散的SMA微球作為模板，制備的殼聚糖納米微膠囊形貌完整，粒徑分布窄，范圍在600?800nm;
[0019]2、本發(fā)明采用殼聚糖作為囊壁材料，具有良好的生物相容性和可降解性。
四、【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例1所制備的苯乙烯-馬來酸酐共聚物微球的紅外(FT-1R)譜圖。
[0021]圖2為本發(fā)明實施例1所制備的苯乙烯-馬來酸酐共聚物微球的核磁共振碳譜(13CNMR)圖。
[0022]圖3為本發(fā)明實施例1所制備的苯乙烯-馬來酸酐共聚物微球的透射電鏡(TEM)照片。
[0023]圖4為本發(fā)明實施例1所制備的SMA/CS微球的透射電鏡(TEM)照片。
[0024]圖5為本發(fā)明實施例1所制備的CS納米微膠囊的透射電鏡(TEM)照片。
五、【具體實施方式】
[0025]實施例1
[0026]本實施例按如下步驟制備殼聚糖納米微膠囊:
[0027]1、SMA模板微球的制備
[0028]將1.5g苯乙稀和1.41g馬來酸酐溶于30mL丁酸乙酯中，室溫下通氮氣0.5h，然后加入0.025g偶氮二異丁腈，在70 V反應(yīng)5h，整個反應(yīng)過程通氮氣，反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物通過離心收集，并用丁酸乙酯清洗兩次，最后放入真空干燥箱中40 0C干燥，獲得SMA模板微球；
[0029]圖1為本實施例所得苯乙烯-馬來酸酐共聚物微球的FT-1R譜圖，從圖1中可以看出，1601cm—1，1495cm—1和1454cm—1處的吸收峰對應(yīng)苯環(huán)骨架的伸縮振動峰，703cm—1對應(yīng)苯環(huán)環(huán)外伸縮振動峰，1779cm—1和1855cm—1處的吸收峰分別對應(yīng)馬來酸酐中C = O的對稱伸縮振動吸收峰和非對稱伸縮振動吸收峰，說明苯乙烯與馬來酸酐發(fā)生了共聚反應(yīng)。
[0030]圖2為本實施例所得苯乙烯-馬來酸酐共聚物微球的13CNMR圖，聚合物中苯乙烯和馬來酸酐的結(jié)構(gòu)可以通過苯乙烯單元中接近聚合物鏈的碳原子(C7)的化學(xué)位移來判斷?；瘜W(xué)位移148-146ppm，146-142ppm，142-136ppm分別對應(yīng)苯乙烯-馬來酸酐共聚物結(jié)構(gòu)的非交替結(jié)構(gòu)(S-S-S)，半交替結(jié)構(gòu)(M-S-S)，交替結(jié)構(gòu)(M-S-M)。從圖2中可以看出，苯乙烯中C7原子的化學(xué)位移在139-137ppm之間，說明合成的苯乙烯-馬來酸酐共聚物為交替共聚物。
[0031]圖3為本實施例所得SMA微球的TEM圖，從圖中可以看出，SMA微球都呈規(guī)則的球形，粒徑分布均一，微球的平均粒徑約為590nm。
[0032]2、SMA/CS微球的制備
[0033]將0.5g CS加入50mL 2wt%的醋酸溶液，磁力攪拌溶解，配置成1.0wt^^^CS溶液；
[0034]將步驟I獲得的0.4gSMA模板微球超聲分散于20mL水中得到SMA模板微球分散液，在攪拌條件下，用恒壓漏斗將SMA模板微球分散液滴加至1.0wt %的CS溶液中，30 V下攪拌吸附2h，然后離心，用水清洗三次，除去過量的沒有吸附在SMA微球表面的CS，隨后分散于40mL水中，加入2mL 2.5vt%的戊二醛溶液，在40°C下反應(yīng)2h，制得SMA/CS微球；
[0035]圖4為本發(fā)明實施例所得SMA/CS微球的TEM圖，從圖4中可以看出SMA/CS微球呈現(xiàn)規(guī)則的球形且具有良好的單分散性，通過測量計算平均粒徑為750nm，大于SMA模板微球的平均粒徑590nm，暗示SMA表面包覆了 CS。
[0036]3、CS納米微膠囊的制備
[0037]將步驟2獲得的20mg SMA/CS微球分散于5mL水和5mL正丁醇中，加入ImL正庚烷和0.5mL丙酮，磁力攪拌，在50°C下反應(yīng)120min;反應(yīng)結(jié)束后離心分離，用乙醇清洗，即獲得殼聚糖納米微膠囊。
[0038]圖5為本發(fā)明實施例所得CS納米微膠囊，從圖中可以看出CS納米微膠囊具有明顯的中空結(jié)構(gòu)，但是納米微膠囊的表面出現(xiàn)了一些皺褶，其平均粒徑為730nm，略小于SMA/CS微球，這是在去除模板微球的過程發(fā)生收縮導(dǎo)致的。
【主權(quán)項】
1.一種以SMA為模板制備殼聚糖納米微膠囊的方法，其特征在于包括如下步驟: (1)SMA模板微球的制備 將1.5g苯乙稀和1.41g馬來酸酐溶于丁酸乙酯中，室溫下通氮氣0.5h，然后加入0.025g偶氮二異丁腈，在70 V反應(yīng)5h，整個反應(yīng)過程通氮氣，反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物通過離心收集，并用丁酸乙酯清洗，40 °C真空干燥，獲得SMA模板微球； (2)SMA/CS微球的制備 將步驟(I)獲得的0.4g SMA模板微球超聲分散于20mL水中得到SMA模板微球分散液，在攪拌條件下，將SMA模板微球分散液滴加至1.0wt %的殼聚糖溶液中，30 °C下攪拌吸附2h，然后離心，用水清洗，除去過量的沒有吸附在SMA微球表面的殼聚糖，隨后分散于40mL水中，加入交聯(lián)劑，在40 0C下反應(yīng)2h，制得SMA/CS微球； (3)CS納米微膠囊的制備 將步驟(2)獲得的20mg SMA/CS微球分散于水和正丁醇中，加入正庚烷和丙酮，磁力攪拌，在50°C下反應(yīng)120min;反應(yīng)結(jié)束后離心分離，用乙醇清洗，即獲得殼聚糖納米微膠囊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 步驟(2)中所述交聯(lián)劑為2.5vt %的戊二醛溶液，添加量為2mL。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 步驟(3)中水和正丁醇的體積比為1:1。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于: 步驟(3)中水和正丁醇的添加量均為5mL。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 步驟(3)中正庚烷的添加量為ImL，丙酮的添加量為0.5mL。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以SMA為模板制備殼聚糖納米微膠囊的方法，采用沉淀聚合法制備了苯乙烯-馬來酸酐共聚物微球，以制備的微球為模板，利用殼聚糖上的氨基和模板上的羧基之間的作用將殼聚糖負(fù)載到模板表面，使用交聯(lián)劑讓殼聚糖交聯(lián)；采用溶劑/非溶劑誘導(dǎo)相分離法溶蝕模板，即得殼聚糖納米微膠囊。本發(fā)明采用新型生物相容性的材料SMA為模板，利用其和殼聚糖功能基團(tuán)之間的相互作用，將殼聚糖負(fù)載到其表面，然后通過去除模板得到殼聚糖納米微膠囊，制備的納米微膠囊粒徑均一，形貌完整，具有生物相容性和生物可降解性。
【IPC分類】B01J13/14, C08F212/08, C08L5/08, C08F222/08, C08L35/06
【公開號】CN105597640
【申請?zhí)枴緾N201610025070
【發(fā)明人】聶王焰, 周藝峰, 陳鵬鵬, 胡振興
【申請人】安徽大學(xué)
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年1月14日