一种具有温度刺激响应性的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有温度刺激响应性的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊及其制备方法，所述胶囊由包埋有α‑环糊精的明胶微球外包覆壳聚糖胶囊得到，所述壳聚糖胶囊由壳聚糖分子与阴离子表面活性剂通过静电结合形成。在壳聚糖胶囊核中引入具有温度刺激响应性的装载α‑环糊精的明胶微球，在常温下，微胶囊包埋的小分子不会泄露到外部环境，当升温至37℃以上时，微胶囊壁的结构会被破坏，包埋的小分子会释放到外部环境，从而实现胶囊破坏的可控性及其装载物质释放的可调控性。本发明专利技术提供的制备方法具有制备过程方便，步骤简单，反应时间短，易于控制，绿色环保，成本低廉等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种具有温度刺激响应性的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种具有温度刺激响应性的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊及其制备方法。
技术介绍
聚合物胶囊由固相的壳包裹液相的核构成，在药物输送、酶的固定、生物传感器和生物反应器等领域具有广阔的应用前景，因而引起了研究者的广泛关注。此外，聚合物胶囊可被应用于刺激响应型释放控制体系，在外部环境如pH值、温度、电场和离子等的刺激下，胶囊芯材物质由内向外的扩散过程会发生改变，进而可达到释放可控的目的。例如Chu等人制备了具有分子识别特性的微胶囊，由于微胶囊中包埋的物质B12(VB12)对Ba2+具有敏感识别性，当外部环境溶液中存在BaCl2时，微胶囊中VB12释放到外部环境中的速率就会大大降低，从而可对其释放速率进行调控[AdvancedMaterials,2002,14(5):386-389]。目前，微胶囊制备方法主要有复凝聚法、层层组装法、微流控法和界面聚合法等，由于这些微胶囊表面都具有微小的空隙结构，即使不施加外部刺激时，包埋的小分子就存在严重的泄漏问题，在药物输送、控制释放等领域的应用存在严重的不足。因此制备一种具有自我破坏性能的胶囊就显得尤为重要，在不施加外部环境刺激时，微胶囊包埋的小分子不会泄露到外部环境，当施加外部刺激时，微胶囊壁的结构会被破坏，包埋的小分子会释放到外部环境，进而达到释放可控的目的。一些研究者已对此类胶囊进行了研究，例如Katagiri等人通过聚电解质层层组装技术制备了一种具有光响应性的微胶囊，囊壁外层覆盖上SiO2与TiO2涂层，TiO2吸收紫外光后光催化分解囊壁有机材料，使微胶囊破裂[ChemistryofMaterials,2009,21(2):195-197]。Borodina等人首先将载酶的CaCO3粒子包埋进由层层组装技术制备的聚合物微胶囊腔中，然后用钙螯合剂溶解CaCO3粒子并释放酶，释放的酶会分解囊壁，进而破坏胶囊释放包埋物质[MacromolecularRapidCommunications,2010,28(18-19):1894-1899]。值得注意的是，采用上述制备方法，过程较为复杂且需要严格的实验条件，例如采用层层组装技术需要一系列的孵化程序、交替添加试剂和大量的冲洗步骤，制备过程较为繁琐。壳聚糖是一种阳离子聚电解质多糖，把其溶液滴入到阴离子聚电解质溶液中(如十二烷基苯磺酸钠(SDBS)或十二烷基硫酸钠(SDS))，利用静电作用可以用于制备壳聚糖微胶囊[JournalofAppliedPolymerScience,2017:45229]。α-环糊精具有“外亲水，内疏水”的特殊结构，可与SDBS或SDS形成包合物。明胶是胶原蛋白水解的衍生物，具有来源广泛、生物相容性好、无毒性和可降解等特点，在生物医用领域具有很大的应用前景，更重要的是，明胶具有温度刺激响应性的溶胶-凝胶转变性能，即当温度升高到30℃左右时，明胶开始溶解形成溶胶；而当温度降低到30℃以下时，溶解的明胶溶胶又开始转变为凝胶。本专利技术利用明胶的温敏特性，首先制备装载有α-环糊精的明胶微球，然后将其引入壳聚糖胶囊核中，通过升温将明胶微球溶解释放α-环糊精，释放的α-环糊精会与囊壁中的SDBS或SDS形成包合作用，从而破坏胶囊释放包埋物质，即采用包覆温敏性微球的方法制备出具有自我破坏性能的胶囊，达到可控释放包埋物质的目的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种具有温度刺激响应性的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：提供一种具有温度刺激响应性的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊，所述胶囊由包埋有α-环糊精的明胶微球外包覆壳聚糖胶囊得到，所述壳聚糖胶囊由壳聚糖分子与阴离子表面活性剂通过静电结合形成。按上述方案，所述明胶微球粒径1～1.5mm，所述壳聚糖胶囊粒径为2～2.5mm。本专利技术还提供上述具有温度刺激响应性的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊的制备方法，具体步骤如下：1)制备包埋有α-环糊精的明胶微球：取明胶加入去离子水中，于35～45℃搅拌至明胶充分溶解得到明胶溶液，然后向所得明胶溶液中加入α-环糊精，并搅拌至α-环糊精充分溶解得到α-环糊精/明胶混合溶液，用微量注射器取所得α-环糊精/明胶混合溶液并逐滴加入到2～10℃的冷大豆油中冷却降温，静置10～30分钟得到明胶微球，将这些明胶微球用滴管吸出并依次经无水乙醇、蒸馏水清洗得到包埋有α-环糊精的明胶微球；2)制备具有温度刺激响应性的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊：将步骤1)所得包埋有α-环糊精的明胶微球加入到壳聚糖溶液中，搅拌均匀得到含明胶微球的壳聚糖溶液，然后用滴管吸取含明胶微球的壳聚糖溶液逐滴加入到阴离子表面活性剂溶液中，使含明胶微球的壳聚糖溶液液滴完全浸没在阴离子表面活性剂溶液中，室温下静置10～60分钟，利用壳聚糖与阴离子表面活性剂的静电吸引作用形成微胶囊，取出微胶囊用去离子水清洗干净得到具有温度刺激响应性的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊。按上述方案，步骤1)所述明胶溶液质量浓度为8～12％。按上述方案，步骤1)所述α-环糊精与明胶质量比为1：1.5～4。按上述方案，步骤2)所述壳聚糖溶液的制备方法为：将壳聚糖粉末加入体积浓度为0.2～0.8％的盐酸水溶液中，常温下搅拌5～10小时至壳聚糖充分溶解得到壳聚糖溶液，所述壳聚糖溶液质量浓度为1～3g/100mL。按上述方案，步骤2)所述阴离子表面活性剂溶液为十二烷基苯磺酸钠(SDBS)或十二烷基硫酸钠(SDS)的水溶液，质量浓度为2～3g/100mL。本专利技术还包括上述具有温度刺激响应性的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊在药物传输、控制释放、生物检测和生物标记方面的应用。具体应用方法：分层包埋各种不同类型的物质例如药物、纳米粒子和荧光物质等。壳聚糖是一种带有氨基基团的阳离子聚电解质多糖，把其溶液滴入到阴离子聚电解质溶液中(如十二烷基苯磺酸钠(SDBS)或十二烷基硫酸钠(SDS))，利用静电作用可以用于制备壳聚糖微胶囊[JournalofAppliedPolymerScience,2017:45229]。α-环糊精具有“外亲水，内疏水”的特殊结构，可与SDBS或SDS形成包合物。明胶是胶原蛋白水解的衍生物，具有来源广泛、生物相容性好、无毒性和可降解等特点，在生物医用领域具有很大的应用前景，更重要的是，明胶具有温度刺激响应性的溶胶-凝胶转变性能，即当温度升高到30℃左右时，明胶开始溶解形成溶胶；而当温度降低到30℃以下时，溶解的明胶溶胶又开始转变为凝胶。本专利技术利用明胶的温敏特性，首先制备装载有α-环糊精的明胶微球，然后将明胶微球包覆进壳聚糖胶囊核中，通过升温至37℃以上将明胶微球溶解释放α-环糊精，释放的α-环糊精会与囊壁中的SDBS或SDS形成包合作用，减弱壳聚糖与SDBS或SDS的静电作用进而破坏胶囊释放包埋物质(包埋物质可以是染料，例如甲基蓝；可以是纳米粒子，例如Fe3O4；可以是荧光材料，例如罗丹明)，即采用包覆温敏性微球的方法制备出具有自我破坏性能的胶囊，达到可控释放包埋物质的目的。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术提供的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊具有温度刺激响本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有温度刺激响应性的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊，其特征在于，所述胶囊由包埋有α‑环糊精的明胶微球外包覆壳聚糖胶囊得到，所述壳聚糖胶囊由壳聚糖分子与阴离子表面活性剂通过静电结合形成。

【技术特征摘要】
1.一种具有温度刺激响应性的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊，其特征在于，所述胶囊由包埋有α-环糊精的明胶微球外包覆壳聚糖胶囊得到，所述壳聚糖胶囊由壳聚糖分子与阴离子表面活性剂通过静电结合形成。2.根据权利要求1所述的具有温度刺激响应性的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊，其特征在于，所述明胶微球粒径1～1.5mm，所述壳聚糖胶囊粒径为2～2.5mm。3.一种权利要求1或2所述的具有温度刺激响应性的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：1)制备包埋有α-环糊精的明胶微球：取明胶加入去离子水中，于35～45℃搅拌至明胶充分溶解得到明胶溶液，然后向所得明胶溶液中加入α-环糊精，并搅拌至α-环糊精充分溶解得到α-环糊精/明胶混合溶液，用微量注射器取所得α-环糊精/明胶混合溶液并逐滴加入到2～10℃的冷大豆油中冷却降温，静置10～30分钟得到明胶微球，将这些明胶微球用滴管吸出并依次经无水乙醇、蒸馏水清洗得到包埋有α-环糊精的明胶微球；2)制备具有温度刺激响应性的包覆明胶微球的壳聚糖胶囊：将步骤1)所得包埋有α-环糊精的明胶微球加入到壳聚糖溶液中，搅拌均匀得到含明胶微球的壳聚糖溶液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈艳军，刘明阳，朱成志，马帅，冯梦然，伊斯，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42