一种基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊及制备和在药物载体的应用制造技术

本发明专利技术属于微胶囊制备技术领域，公开了一种基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊及其制备方法和在药物载体中的应用。本发明专利技术制备方法通过木质素在水中碱溶酸析制备木质素粒子分散液，加入水相交联剂，作为水相；将油相交联剂溶于有机溶剂作为油相；将水相和油相混合、乳化，制备O/W型Pickering乳液；加入催化剂，加热进行交联反应，得到木质素壁材微胶囊。本发明专利技术还提供上述木质素壁材微胶囊，其囊壁强度高，可用于包封疏水性物质，作为壁材的木质素分子中大量的受阻酚结构有利于提高光敏或氧敏性包封对象的稳定性，其对阿维菌素的包封率达90％；经紫外光照72h后保留率达85％，而原药保留率只有10.68％。

Microencapsulation of lignin wall material based on Pickering emulsion interfacial crosslinking and its preparation and application in drug carriers

The invention belongs to the technical field of microcapsule preparation, discloses a lignin wall material microcapsule based on Pickering emulsion cross linking, a preparation method and application in a drug carrier. The preparation method comprises the following steps: preparing lignin dispersing liquid by alkali dissolution and acid leaching of lignin in water, adding water phase crosslinking agent as water phase, dissolving oil interlinking agent into organic solvent as oil phase, mixing water phase with oil, emulsifying, preparing O/W type Pickering emulsion, adding accelerator, heating and cross-linking reaction to obtain lignin wall material microcapsule. The invention also provides the microencapsulation of lignin wall material, which has high wall strength and can be used to encapsulate hydrophobic substances. A large number of hindered phenolic structures in lignin molecule as wall material are conducive to improving the stability of photosensitive or oxygen sensitive encapsulation objects, and the encapsulation rate of avermectin reaches 90%; after 72 hours of ultraviolet light, the retention rate reaches 85%, while the original drug retention rate is only 10.68%.

【技术实现步骤摘要】
一种基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊及制备和在药物载体的应用
本专利技术属于微胶囊制备
，特别涉及一种基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊及其制备方法和在药物载体中的应用。
技术介绍
木质素是植物中仅次于纤维素的第二大可再生资源，是由三种苯基丙烷单元通过酯键、醚键和碳-碳键连接形成的网状高聚物，具有高含碳量和高苯环含量的结构特征。工业木质素是造纸制浆废液的主要成分，包括碱法制浆的碱木质素(不溶于中性和酸性水)和酸法制浆的木质素磺酸盐；其中碱木质素占95％以上，我国每年产生约2千万吨，价格低廉。随着石化资源的枯竭，全球对如何充分利用木质素这一量大面广的生物质资源的研究热度猛增，尤其是在将其应用于需求量巨大的材料领域。但现有研究表明，木质素与橡胶、塑料等高分子材料共混、共聚制备的复合材料存在刚性有余、韧性不足的缺陷，至今无法实现工业化。将木质素应用于制备力学性能要求不高的微胶囊，不仅可避开其性能劣势，实现在材料领域的应用，降低壁材成本、提高壁材生物降解性，而且由于其分子中含有大量苯环、共轭结构和能有效清除自由基的酚羟基，具有良好的热稳定性、紫外吸收和抗氧化性能，可显著提高被包封物质的光稳定性，使得它在微胶囊领域应用时具有独特优势。尽管将木质素用于制备微胶囊有如此优异的性能，但目前以木质素为壁材的微胶囊的制备方法还存在较多的缺点和不足。有研究通过层层自组装[FineChemicals2008,25(7):625-627；ACSSustainableChem.Eng.2016,4(4):1946-1953；ACSSustainableChem.Eng.2017(5):3321-3328]或复凝聚[北京化工大学学报(自然科学版)2006(33):51-56]的方法将木质素磺酸钠和壳聚糖通过静电作用复合用于制备微胶囊；或者通过相分离法、利用木质素的自组装制备中空的纳米胶囊[RscAdvances2014(4):11661-11663]，用来装载药物。但这两种方法成膜性差，操作浓度低且步骤繁琐，产业化难度大。近来的研究趋向于利用木质素的交联反应制备微胶囊，基本做法是以木质素磺酸盐水溶液或木质素碱性水溶液为水相制备O/W或W/O乳液，将交联剂(如甲苯二异氰酸酯[RscAdvances2014(4):11661-11663]、环氧氯丙烷[SoftMatter,2015(11):2046-2054]、3-巯基丙酸酯[ACSSustainableChem.Eng.2016,4(10):5204-5211]等)溶于油相中，使木质素与交联剂在乳滴界面发生交联而生成纳/微胶囊。这些胶囊表面致密光滑，但由于木质素需从水相扩散到界面处才能参与反应，交联程度低，生成的囊壁薄而易破。鉴于此，需要开发一种新方法制备囊壁致密、结构强度高的木质素壁材微胶囊。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊的制备方法。本专利技术方法用交联剂将大量吸附在乳液界面的木质素粒子交联形成连续的微胶囊囊壁，在比较温和的条件下制备囊壁强度较高的木质素壁材微胶囊，成功克服了现有技术的不足。本专利技术方法具体为首先利用木质素的碱溶酸析制备木质素粒子分散液，加入水相交联剂，作为水相；以油相交联剂和有机溶剂组成油相；将水相和油相混合、乳化后制备O/W型Pickering乳液，使木质素粒子高密度吸附在油水界面；接着加入催化剂，在一定温度下，引发木质素颗粒与交联剂在油水界面处发生交联聚合反应，形成木质素微胶囊。本专利技术另一目的在于提供上述方法制备的木质素壁材微胶囊。本专利技术再一目的在于提供上述木质素壁材微胶囊在药物载体中的应用。本专利技术的目的通过下述方案实现：一种基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊的制备方法，通过木质素在水中碱溶酸析制备木质素粒子分散液，加入水相交联剂，作为水相；将油相交联剂溶于有机溶剂作为油相；将水相和油相混合、乳化，制备O/W型Pickering乳液；加入催化剂，加热进行交联反应，得到木质素壁材微胶囊。各组分用量优选为，质量份：水100份；木质素0.1～10份；水相交联剂0.01～10份；油相交联剂0.05～10份；有机溶剂10～100份；催化剂0.001～0.1份。所述的水相交联剂可包括甲醛(质量浓度优选为37％)、戊二醛、二羟甲基乙烯脲、柠檬酸、乙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。所述的油相交联剂可包括环氧氯丙烷、1,4-二溴丁烷、1,6-二溴己烷中的至少一种。所述的催化剂可包括碘化钾、氯化钠、硝酸锌和次磷酸钠中的至少一种。所述的有机溶剂可包括环己酮、异佛尔酮、甲苯和正戊醇中的一种。所述的木质素可包括碱木质素和酶解木质素中的至少一种。为进一步更好的实现本专利技术目的，所述的碱木质素可选自木浆黑液、竹浆黑液、麦草浆黑液、芦苇浆黑液、蔗渣浆黑液、龙须草浆黑液、棉杆浆黑液和棉浆粕黑液中的一种，经过酸析干燥后的酸析木质素粉。所述的酶解木质素可包括把植物原料中的纤维素发酵制备酒精的残渣中分离提取的木质素。所述的乳化优选为在8000～13000rpm下乳化处理1～10min。所述的加热交联反应优选为在150～400rpm的搅拌速度、40～80℃下反应1～8h。本专利技术制备方法中，所述木质素在水中碱溶酸析制备木质素粒子分散液，指将木质素溶于碱液中，再加入酸，使木质素析出形成木质素粒子分散液。所述的碱可包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的至少一种。所述的酸可包括盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种。更具体为将木质素加入水中，加入碱调节pH为9～12，得到木质素溶液，再加入酸调节体系pH为2～6，使木质素析出形成木质素粒子分散液。所述木质素溶液可进行过滤，除去未溶解杂质后再进行酸析。本专利技术制备方法具体包括以下步骤：(1)木质素粒子分散液的制备：把木质素加入到水中，加入碱调节pH为9～12，得到木质素溶液，过滤取滤液，再加入酸至pH为2～6，得到木质素粒子分散液；(2)Pickering乳液制备：在木质素粒子分散液中加入水相交联剂作为水相，将油相交联剂溶于有机溶剂中作为油相，油水两相混合后，乳化，得到木质素粒子稳定的水包油(O/W)型Pickering乳液；(3)木质素微胶囊的合成：往乳液中加入催化剂，升温引发乳液界面交联反应，得到基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊悬浮液。将本专利技术制备方法制备得到的基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊悬浮液进行干燥，即可获得木质素壁材微胶囊。本专利技术制备方法工艺简单，反应条件温和，制备的微胶囊囊壁强度高，可用于包封疏水性物质。本专利技术还提供上述木质素壁材微胶囊在药物载体中的应用。具体为在本专利技术木质素壁材微胶囊制备过程中，将待包封疏水性物质溶于油相中，再进行混合、乳化、交联，得到包封疏水性物质的木质素壁材微胶囊。作为壁材的木质素分子中大量的受阻酚结构有利于提高光敏或氧敏性包封对象的稳定性。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：1、本专利技术方法采用碱溶酸析法制备木质素粒子，并以其为固体分散粒子，制备O/WPickering乳液，使木质素吸附在油水界面，从而能更好地与油相中和水相中的交联剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊的制备方法，其特征在于：通过木质素在水中碱溶酸析制备木质素粒子分散液，加入水相交联剂，作为水相；将油相交联剂溶于有机溶剂作为油相；将水相和油相混合、乳化，制备O/W型Pickering乳液；加入催化剂，加热进行交联反应，得到木质素壁材微胶囊。

【技术特征摘要】
1.一种基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊的制备方法，其特征在于：通过木质素在水中碱溶酸析制备木质素粒子分散液，加入水相交联剂，作为水相；将油相交联剂溶于有机溶剂作为油相；将水相和油相混合、乳化，制备O/W型Pickering乳液；加入催化剂，加热进行交联反应，得到木质素壁材微胶囊。2.根据权利要求1所述的基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊的制备方法，其特征在于各组分用量为，质量份：水100份；木质素0.1～10份；水相交联剂0.01～10份；油相交联剂0.05～10份；有机溶剂10～100份；催化剂0.001～0.1份。3.根据权利要求1所述的基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的水相交联剂包括甲醛、戊二醛、二羟甲基乙烯脲、柠檬酸、乙二醇二缩水甘油醚中的至少一种；所述的油相交联剂包括环氧氯丙烷、1,4-二溴丁烷、1,6-二溴己烷中的至少一种；所述的催化剂包括碘化钾、氯化钠、硝酸锌和次磷酸钠中的至少一种；所述的有机溶剂包括环己酮、异佛尔酮、甲苯和正戊醇中的一种。4.根据权利要求1所述的基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的木质素包括碱木质素和酶解木质素中的至少一种；所述的碱木质素选自木浆黑液、竹浆黑液、麦草浆黑液、芦苇浆黑液、蔗渣浆黑液、龙须草浆黑液、棉杆浆黑液和棉浆粕黑液中的一种，经过酸析干燥后的酸析木质素粉；所述的酶解木质素包括把植物原料中的纤维素发酵制备酒精的残渣中分离提取的木质素。5.根据权利要求1所述的基于Pickering乳液界面交联的木质素壁材微胶囊的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞煜霞，罗艳玲，邱学青，楼宏铭，易聪华，钱勇，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44