基于快速膜乳化法制备淀粉微囊与微球的方法技术

本发明专利技术公开了一种淀粉微囊与微球的制备方法。该方法将快速膜乳化法与油/水以及水/油/水溶剂挥发技术相结合，制备的淀粉微囊与微球的大小可以通过调节膜乳化过程参数，在0.3～7微米之间进行调控，粒径分布均一。本发明专利技术制备的淀粉微囊与微球可以作为药物载体包载水溶性或油溶性药物，可以包埋磁性粒子、羟基磷灰石、磷酸三钙等无机粒子，可以用来吸附Cu2+、Pd2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子，也可以负载酶催化反应，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
基于快速膜乳化法制备载农药和/或化肥的淀粉微囊与微球的方法
本专利技术属于微囊与微球的制备领域，具体涉及一种基于快速膜乳化法制备淀粉微囊与微球的方法。
技术介绍
淀粉是一种具有良好生物相容性的可再生、易降解的环境友好性天然高分子材料。由于其广泛存在于自然界，价格低廉，除了食品加工外，淀粉已经越来越多的被应用于化学化工、生物医用等领域。但天然淀粉稳定性差，难以溶解，加工成型困难，使其应用价值大大受限。经过物理或化学改性的淀粉衍生物的性质能得到极大改善，为其广泛应用奠定了基础。通常，物理改性主要包括添加极性小分子作为增塑剂，提高热塑性以及与粘土、脂肪族聚酯、PVA(聚乙烯醇)等共混来提高其相应性能。化学改性主要包括酯化、醚化、氧化、交联、接枝共聚等。其中，以醋酸酐和冰醋酸为混酸，以甲磺酸为催化剂是一种简单、普遍的淀粉酯化方法。亲酯的乙酰基取代淀粉中的羟基得到的醋酸酯淀粉，可以极大程度的改善淀粉的油溶性。当取代程度达到一定值，醋酸酯淀粉可以在常温下溶于四氢呋喃、丙酮、氯仿、乙酸乙酯等常见有机溶剂，为后期的成型加工提供了方便。淀粉微球具有微孔结构，可以吸附液态物质；经酶降解时，微球在骨架崩解前其形状能保持相当长的时间，使其作为药物载体具有良好的药物保护和控释性能，在癌症及动脉栓塞等慢性病的治疗中已显示出良好的前景。近十几年来，淀粉微球作为药物载体、吸附剂、包埋剂，越来越受到人们的重视。目前，常用的制备淀粉微球的方法有物理法、化学法和反相微乳液法。物理法是以乙醇或水为介质，淀粉颗粒在机械力的作用下发生破碎，此方法制备的微球粒径不均一，损耗大，成本高；化学法主要是在淀粉中吸附或者包埋混入含有Fe2+和Fe3+的磁性物质，得到磁性响应的淀粉微球，实现靶向治疗的目的；反相微乳液法是将可溶性淀粉溶于水中，再分散于有机溶液中形成均匀稳定的微乳液，再加入适量的交联剂使溶解的淀粉交联成细小的微球从溶液中析出，常用的交联剂有环氧氯丙烷、双丙烯酰胺、偏磷酸盐等，此方法也可以制备中空的淀粉微球，但配方设计较为复杂，条件不易掌握。以上方法制备的微球普遍存在尺寸不均一，条件复杂苛刻，很难简单的调控微球的粒径大小以及分布情况；同时，目前还没有一种简易可控的方法制备和调节尺寸均一的中空淀粉微球。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种淀粉微囊与微球的制备方法。本专利技术提供的制备方法可以通过调节膜乳化过程参数控制微囊与微球的大小并优化其粒径分布，最终得到粒径分布均一的淀粉微囊与微球。本专利技术所提供的制备淀粉微囊的方法，包括下述步骤：(1)将油溶性淀粉溶解于有机溶剂中，配成油溶性淀粉溶液，记为溶液A；(2)将乳化剂溶解到水中，配成乳化剂溶液，记为溶液B；(3)将步骤(1)所述溶液A与水混合后进行超声乳化，制得油包水的初级乳液；(4)将步骤(3)制得的初级乳液加入到步骤(2)所述溶液B中，以机械搅拌进行预复乳化，制得水包油包水的预复乳液；(5)将步骤(4)制得的预复乳液倒入快速膜乳化装置中，在氮气压力下过膜，得到粒径均一的水包油包水的复乳液；(6)对所述复乳液进行搅拌，然后离心收集沉淀，将所述沉淀用水洗涤、冷冻干燥，得到干燥的固体粉末，即为淀粉微囊。本专利技术所提供的制备淀粉微球的方法，包括下述步骤：(a)将油溶性淀粉溶解于有机溶剂中，配成油溶性淀粉溶液，记为溶液A；(b)将乳化剂溶解到水中，配成乳化剂溶液，记为溶液B；(c)将所述溶液A加入到所述溶液B中，以机械搅拌进行预乳化，制得水包油的预乳液；(d)将步骤(c)制得的预乳液倒入快速膜乳化装置中，在氮气压力下过膜，得到粒径均一的水包油的乳液；(e)对所述乳液进行搅拌，然后离心收集沉淀，将所述沉淀用水洗涤、冷冻干燥，得到干燥的固体粉末，即为淀粉微球。上述制备方法中，步骤(1)和步骤(a)中，所述油溶性淀粉是对淀粉进行亲油性改性得到的。其中，所述淀粉选自为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、山芋淀粉、马铃薯淀粉、山药淀粉、藕淀粉和葛根淀粉中的至少一种。所述油溶性淀粉包括但不限于磷酸酯淀粉、硫酸酯淀粉、硝酸酯淀粉、脂肪酸酯淀粉(甲酸酯淀粉、醋酸酯淀粉、丙酸酯淀粉、硬脂酸酯淀粉、油酸酯淀粉、琥珀酸淀粉酯)、辛二烯基淀粉醚。所述有机溶剂包括但不限于二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、乙酸乙酯。所述溶液A中油溶性淀粉的浓度为1～200mg/mL。上述制备方法中，步骤(2)和步骤(b)中所述乳化剂包括但不限于聚乙烯醇、明胶和聚乙烯吡咯烷酮，优选为聚乙烯醇。所述溶液B中乳化剂的质量浓度为0.005～0.05g/mL。上述制备方法中，步骤(3)中所述溶液A和水按体积比为10/1～0.1/1进行混合。步骤(3)中，所述超声的超声功率为50～500W，优选为200～500W，超声时间为5～240秒，优选为50～200秒。上述制备方法中，步骤(4)中所述初级乳液与所述溶液B的体积比为1/5～1/200，优选为1/40～1/200。步骤(c)中所述溶液A与所述溶液B的体积比为1/5～1/200，优选为1/40～1/100。步骤(4)和步骤(c)中所述机械搅拌的搅拌速度为60～2000转/分，优选为300～2000转/分，搅拌时间为0.5～30.0分钟，优选为1.0～10.0分钟。上述制备方法中，步骤(5)和步骤(d)中，所述氮气压力为0.08～1.5兆帕，优选为0.08～1兆帕；所述快速膜乳化装置中的膜为SPG膜(IseChemicalCompany,Japan)，即为shirasu多孔玻璃膜，其孔径为1～9微米。所述过膜的次数为1～10次。上述制备方法中，步骤(6)和步骤(e)中，所述搅拌的时间为1～24小时，优选为12～24小时，搅拌速度为60～2000转/分，优选为160～1800转/分。所述用水洗涤的次数可为1～5次。上述的制备方法中，各步骤均在0～50℃下进行。为了进一步获得载药的淀粉微囊或微球，所述方法还包括在步骤(1)和步骤(a)所述溶液A中加入油溶性药物的步骤，和/或在步骤(3)中加入水溶性药物的步骤。所加入的油溶性药物包括但不限于以下药物:化疗药物(顺铂、氟尿嘧啶、阿霉素、紫杉醇、长春新碱、地塞米松、雌激素、达卡巴嗪)、维生素(维生素A、D、E、F、K)、阿司匹林、姜黄素、利福平、阿托伐他汀、脂溶性农药(功夫菊酯、阿维菌素、鱼藤酮、敌敌畏、吡虫啉)。所加入油溶性药物与所述油溶性淀粉的质量比为1/10～1/1。所加入的水溶性药物包括但不限于以下药物:庆大霉素、异烟肼、氨基酸、多肽、蛋白质类药物、化肥(尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、磷酸二铵、磷酸一铵、硫酸钾、氯化钾、硝酸钾)。所加入水溶性药物与所述油溶性淀粉的质量比为1/10～1/1。为了进一步获得磁性淀粉微囊或微球，所述方法还包括在步骤(1)和步骤(a)所述溶液A中加入油溶性Fe3O4的步骤，和/或在步骤(3)所述水中加入水溶性Fe3O4的步骤。所加入油溶性Fe3O4与所述油溶性淀粉的质量比为1/10～1/500，具体为1/15；所加入水溶性Fe3O4与所述油溶性淀粉的质量比为1/10～1/500。为了进一步获得有机/无机复合微囊，所述方法还包括在步骤(3)所述水中加入无机纳米粒子的步骤。所加入无机纳米粒子包括但不限于磷酸钙盐(羟基磷灰石、磷酸三钙、磷酸氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备淀粉微囊的方法，包括如下步骤：(1)将油溶性淀粉溶解于有机溶剂中，配成油溶性淀粉溶液，记为溶液A；(2)将乳化剂溶解到水中，配成乳化剂溶液，记为溶液B；(3)将步骤(1)所述溶液A与水混合后进行超声乳化，制得油包水的初级乳液；(4)将步骤(3)制得的初级乳液加入到步骤(2)所述溶液B中，以机械搅拌进行预复乳化，制得水包油包水的预复乳液；(5)将步骤(4)制得的预复乳液倒入快速膜乳化装置中，在氮气压力下过膜，得到粒径均一的水包油包水的复乳液；(6)对所述复乳液进行搅拌，然后离心收集沉淀，将所述沉淀用水洗涤、冷冻干燥，得到干燥的固体粉末，即为淀粉微囊。

【技术特征摘要】
1.一种制备载农药和/或化肥的淀粉微囊的方法，包括如下步骤：(1)将油溶性淀粉溶解于有机溶剂中，配成油溶性淀粉溶液，记为溶液A；(2)将乳化剂溶解到水中，配成乳化剂溶液，记为溶液B；(3)将步骤(1)所述溶液A与水混合后进行超声乳化，制得油包水的初级乳液；(4)将步骤(3)制得的初级乳液加入到步骤(2)所述溶液B中，以机械搅拌进行预复乳化，制得水包油包水的预复乳液；(5)将步骤(4)制得的预复乳液倒入快速膜乳化装置中，在氮气压力下过膜，得到粒径均一的水包油包水的复乳液；(6)对所述复乳液进行搅拌，然后离心收集沉淀，将所述沉淀用水洗涤、冷冻干燥，得到干燥的固体粉末，即为淀粉微囊；所述方法还包括在步骤(1)所述溶液A中加入油溶性药物的步骤，和/或在步骤(3)中加入水溶性药物的步骤；所加入的油溶性药物为脂溶性农药；所加入油溶性药物与所述油溶性淀粉的质量比为1/10～1/1；所加入的水溶性药物为化肥；所加入水溶性药物与所述油溶性淀粉的质量比为1/10～1/1。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述油溶性淀粉是对淀粉进行亲油性改性得到的，其中，所述淀粉选自玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、山芋淀粉、马铃薯淀粉、山药淀粉、藕淀粉和葛根淀粉中的至少一种；所述油溶性淀粉选自下述至少一种：磷酸酯淀粉、硫酸酯淀粉、硝酸酯淀粉、脂肪酸酯淀粉和辛二烯基淀粉醚；所述有机溶剂选自下述至少一种：二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷和乙酸乙酯；所述溶液A中油溶性淀粉的浓度为1～200mg/mL；步骤(2)中，所述乳化剂选自下述至少一种：聚乙烯醇、明胶和聚乙烯吡咯烷酮；所述溶液B中乳化剂的质量浓度为0.005～0.05g/mL。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述溶液A和水按体积比为10/1～0.1/1进行混合；所述超声的超声功率为50～500W；所述乳化的乳化时间为5～240秒。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述初级乳液与所述溶液B的体积比为1/5～1/200；步骤(4)中，所述机械搅拌的搅拌速度为60～2000转/分，搅拌时间为0.5～30.0分钟。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述初级乳液与所述溶液B的体积比为1/40～1/200。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤(5)所述氮气压力均为0.08～1.5兆帕；所述快速膜乳化装置中的膜为SPG膜，其孔径为1～9微米，所述过膜的次数为1～10次。7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴德成，李丹，杨飞，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11