專利名稱：魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微膠囊技術(shù)，特別涉及一種魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊及其制備方法。
背景技術(shù)：
上世紀(jì)90年代初，Decher等(Thin Solid Films，1992，210/211832-835)首次采用逐層自組裝技術(shù)(layer-by-layer，LbL)將帶相反電荷的聚電解質(zhì)在平板上組裝納米多層膜，這種能在納米尺度上對膜結(jié)構(gòu)、組成、形態(tài)和厚度進(jìn)行精確控制的技術(shù)迅速被運(yùn)用到制備微膠囊上(AdvancedMaterials，2001，1311-22)。先將帶相反電荷的聚電解質(zhì)逐層交替吸附到球形模板上，然后去除模板就可得到聚電解質(zhì)微膠囊，這種新型的微膠囊在藥物控制釋放、化學(xué)傳感、催化等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。至今報(bào)道的這類膠囊的囊壁材料除純粹的聚電解質(zhì)組合外，還有納米二氧化硅/聚二烯丙基二甲基氯化銨、具有光催化功能的二氧化鈦/聚二烯丙基二甲基氯化銨、具有磁性的四氧化三鐵/聚烯丙基胺鹽酸鹽、類脂體(lipid)/聚苯乙烯磺酸鈉、染料分子/聚苯乙烯磺酸鈉、多價(jià)鋱離子Tb3+/聚苯乙烯磺酸鈉等組合。常用模板是球形的聚合物膠體粒子，如三聚氰胺甲醛樹脂、聚苯乙烯、聚乳酸、聚乳酸-乙醇酸等。研究者們還對膠囊制備的影響因素、微膠囊的透過性、機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性等進(jìn)行了研究。
與乳液聚合、界面聚合、相分離凝聚等方法比較，LbL技術(shù)制備微膠囊的顯著優(yōu)越性在于能夠在納米尺度上對膠囊囊壁的組成、厚度、結(jié)構(gòu)形態(tài)、表面狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的裁控(tailoring)。例如通過模板膠體粒子直徑和形狀控制膠囊空腔的尺寸和形狀；利用沉積次數(shù)和聚電解質(zhì)種類調(diào)控膠囊的壁厚與表面特性；改變聚電解質(zhì)電荷密度、分子鏈剛性及溶液條件(如離子強(qiáng)度、pH等)調(diào)節(jié)膠囊囊壁的微觀組織形態(tài)，從而改變囊壁的親和力和透過率。同時(shí)，因膠囊表面帶有電荷而能夠穩(wěn)定分散，不需用表面活性劑。更為引人注目的是，通過層層沉積不同的功能物質(zhì)，有可能得到徑向納米復(fù)合的多組分復(fù)合膜。
但是用聚合物微球作為制備微膠囊的模板，通常都會(huì)遇到聚合物模板很難完全除去的問題(Angewandte Chemie International Edition，2002，41(20)3789-3793)。
CN1488403A中報(bào)道了利用靜電結(jié)合法制備海藻酸鈣/聚精氨酸-幾丁聚糖復(fù)合藥物控釋膠囊的方法，CN1468657A中報(bào)道了具有生物相容的海藻酸鈉/纖維素硫酸鈉-氯化鈣/聚亞甲基二胍·氯化氫微膠囊的制備方法，CN1476926A中報(bào)道了液/液界面制備具有生物相容的人血清蛋白、乳球蛋白、酪蛋白、磷脂/蛋白質(zhì)微膠囊的方法，CN1140263C中報(bào)道了具有生物相容的海藻酸鈉/殼聚糖微膠囊的制備方法。到目前為止，未見有魚精蛋白/海藻酸鈉微膠囊的報(bào)道。US2004/0013721A1中公開了利用LbL技術(shù)制備合成聚電解質(zhì)聚苯乙烯磺酸鈉/聚烯丙基胺鹽酸鹽微膠囊的方法，在生物醫(yī)藥應(yīng)用中存在生物相容性問題。本專利利用LbL技術(shù)制備天然聚電解質(zhì)魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊，可望解決生物相容性問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊的制備方法，得到的微膠囊壁的組成、厚度、結(jié)構(gòu)形態(tài)、表面狀態(tài)以及膠囊尺寸可以準(zhǔn)確地裁控，同時(shí)具有生物相容性，可以在藥物控制釋放領(lǐng)域得到好的應(yīng)用。
本發(fā)明的另一目的在于提供所述方法制備得到的魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊。
本發(fā)明的魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊的制備方法包括下列步驟(1)硫酸錳、碳酸氫銨、聚苯乙烯磺酸鈉溶液在20～80℃溫度下攪拌反應(yīng)0.5～2小時(shí)得到碳酸錳膠體粒子；所述硫酸錳、碳酸氫銨和聚苯乙烯磺酸鈉的濃度分別為0.1～10克/升，0.1～8克/升和0～1克/升；(2)將(1)得到的碳酸錳膠體粒子分散液加入到含無機(jī)鹽的魚精蛋白水溶液，充分混合，使其充分吸附魚精蛋白，再除掉未被吸附的魚精蛋白；加入含無機(jī)鹽的海藻酸鈉水溶液，充分混合，使其充分吸附海藻酸鈉，再除掉未被吸附的海藻酸鈉；交替吸附得到具有魚精蛋白/海藻酸鈉多層膜的核-殼結(jié)構(gòu)的膠體粒子。
(3)在pH值為1～5條件下用酸溶液除去碳酸錳，得到魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊。
所述制備的碳酸錳膠體粒子的粒徑為0.5～10微米所述魚精蛋白為純魚精蛋白或者硫酸魚精蛋白。
所述海藻酸鈉的分子量為40萬～350萬。
所述魚精蛋白、海藻酸鈉水溶液濃度均為0.5克/升～5克/升。
所述魚精蛋白和海藻酸鈉水溶液的無機(jī)鹽為氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、溴化鈉、溴化鉀、溴化鈣中的一種或一種以上，濃度為10～50克/升。
在第(2)中，進(jìn)行充分混合時(shí)，可以采用超聲、振蕩方法，所述振蕩時(shí)間為10～60分鐘時(shí)最佳。
所述核-殼結(jié)構(gòu)的膠體粒子的魚精蛋白/海藻酸鈉多層膜為3～10個(gè)雙層。
所述除去碳酸錳的酸性溶液為醋酸、鹽酸、硫酸中的一種或一種以上。
本發(fā)明使用易除去的碳酸錳膠體粒子為模板，采用LbL技術(shù)，以天然聚電解質(zhì)魚精蛋白和海藻酸鈉為囊壁材料，制備生物相容的核-殼結(jié)構(gòu)膠體粒子及相應(yīng)的微膠囊，適用于藥物控制釋放微膠囊的大量、低成本制備方法。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)微膠囊囊壁的組成、厚度、結(jié)構(gòu)形態(tài)、表面狀態(tài)以及膠囊尺寸可以準(zhǔn)確的裁控；具有生物相容性，可以在藥物控制釋放領(lǐng)域得到好的應(yīng)用；制備條件非常溫和，原材料價(jià)格便宜，便于應(yīng)用和推廣。


圖1本發(fā)明制備的碳酸錳膠體粒子TEM照片。
圖2本發(fā)明魚精蛋白和海藻酸鈉在碳酸錳膠體粒子逐層自組裝過程中粒子ζ-電位的變化。
圖3本發(fā)明魚精蛋白/海藻酸鈉-碳酸錳核-殼結(jié)構(gòu)膠體粒子在酸性溶液中碳酸錳溶解過程的光學(xué)顯微鏡照片，(a)0秒；(b)360秒；(c)540秒。
圖4本發(fā)明碳酸錳溶出前后微膠囊的偏光顯微鏡照片，(a)溶出前；(b)溶出后。
圖5本發(fā)明碳酸錳溶出前后微膠囊的SEM照片，(a)溶出前；(b)溶出后。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步具體的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例1(1)先將1.36克/升的硫酸錳溶液和1.8克/升碳酸氫銨溶液分別加熱至50℃，然后在硫酸錳溶液中加入聚苯乙烯磺酸鈉，攪拌均勻，最后在高速攪拌下，將等體積的碳酸氫銨溶液迅速加入到硫酸錳溶液中，聚苯乙烯磺酸鈉濃度為0.4克/升，50℃下恒溫反應(yīng)1小時(shí)得碳酸錳膠體粒子。碳酸錳膠體粒子離心洗滌后備用。所得膠體粒子大小均一、形貌規(guī)整，粒子尺度在1.5微米左右(見圖1)。
(2)將碳酸錳膠體粒子分散液加入到2克/升硫酸魚精蛋白(含氯化鈉29克/升)水溶液，超聲一分鐘，然后放置在振蕩器上振蕩20分鐘，待其充分吸附。再通過三次“離心/去掉上清液/高純水分散”的洗滌，除掉未被吸附的魚精蛋白。接著加入2克/升海藻酸鈉(海藻酸鈉分子量為41萬，含氯化鈉29克/升)水溶液，重復(fù)上面的步驟，吸附海藻酸鈉。如此反復(fù)3次，膠體粒子分別在魚精蛋白和海藻酸鈉中交替吸附，最終得到吸附了3個(gè)雙層魚精蛋白/海藻酸鈉多層膜的核-殼結(jié)構(gòu)的膠體粒子。因?yàn)棣?電位反映膠體粒子表面的電荷極性與電荷密度，帶相反電荷的物質(zhì)在膠體粒子表面交替吸附，導(dǎo)致膠體粒子ζ-電位的正負(fù)變化，如圖2，說明魚精蛋白和海藻酸鈉在膠體粒子表面交替吸附。
(3)在室溫下，將制成的核-殼結(jié)構(gòu)膠體粒子加入到過量的pH＝3.0的醋酸緩沖溶液中，除去碳酸錳，得到3個(gè)雙層魚精蛋白/海藻酸鈉微膠囊。模碳酸錳的溶出過程見圖3。碳酸錳溶出前后微膠囊的偏光顯微鏡照片(圖4)進(jìn)一步證明膠囊的形成。碳酸錳溶出前后微膠囊的形貌變化見圖5。膠囊尺寸大約1.5微米左右，囊壁大約10納米。
實(shí)施例2(1)在10克/升的硫酸錳溶液中加入聚苯乙烯磺酸鈉，攪拌均勻，聚苯乙烯磺酸鈉濃度為1克/升，然后在高速攪拌下，將等體積的8克/升的碳酸氫銨溶液迅速加入到硫酸錳溶液中，20℃下恒溫反應(yīng)0.5小時(shí)得碳酸錳膠體粒子。碳酸錳膠體粒子離心洗滌后備用。所得膠體粒子尺度在10微米左右。
(2)將碳酸錳膠體粒子分散液加入到0.5克/升魚精蛋白(含氯化鉀50克/升)水溶液，超聲一分鐘，然后放置在振蕩器上振蕩10分鐘，待其充分吸附。再通過三次“離心/去掉上清液/高純水分散”的洗滌，除掉未被吸附的魚精蛋白。接著加入0.5克/升海藻酸鈉(海藻酸鈉分子量為41萬，含氯化鉀50克/升)水溶液，重復(fù)上面的步驟，吸附海藻酸鈉。如此反復(fù)8次，膠體粒子分別在魚精蛋白和海藻酸鈉中交替吸附，最終得到吸附了8個(gè)雙層魚精蛋白/海藻酸鈉多層膜的核-殼結(jié)構(gòu)的膠體粒子。
(3)在室溫下，將制成的核-殼結(jié)構(gòu)膠體粒子加入到過量的pH＝1.0的硫酸溶液中，除去碳酸錳，得到8個(gè)雙層魚精蛋白/海藻酸鈉微膠囊。膠囊尺寸大約10微米左右，囊壁大約30納米。
實(shí)施例3(1)將0.1克/升的硫酸錳溶液和0.1克/升碳酸氫銨溶液分別加熱至80℃，在高速攪拌下，將等體積的碳酸氫銨溶液迅速加入到硫酸錳溶液中，80℃下恒溫反應(yīng)2小時(shí)得碳酸錳膠體粒子。碳酸錳膠體粒子離心洗滌后備用。所得膠體粒子尺度在0.5微米左右。
(2)將碳酸錳膠體粒子分散液加入到5克/升硫酸魚精蛋白(含溴化鈉10克/升)水溶液，超聲一分鐘，然后放置在振蕩器上振蕩60分鐘，待其充分吸附。再通過三次“離心/去掉上清液/高純水分散”的洗滌，除掉未被吸附的魚精蛋白。接著加入5克/升海藻酸鈉(海藻酸鈉分子量為350萬，含氯化鉀10克/升)水溶液，重復(fù)上面的步驟，吸附海藻酸鈉。如此反復(fù)5次，膠體粒子分別在魚精蛋白和海藻酸鈉中交替吸附，最終得到吸附了5個(gè)雙層魚精蛋白/海藻酸鈉多層膜的核-殼結(jié)構(gòu)的膠體粒子。
(3)在室溫下，將制成的核-殼結(jié)構(gòu)膠體粒子加入到過量的pH＝5.0的鹽酸溶液中，除去碳酸錳，得到5個(gè)雙層魚精蛋白/海藻酸鈉微膠囊。膠囊尺寸大約0.5微米左右，囊壁大約20納米。
實(shí)施例4(1)碳酸錳膠體粒子的制備同同實(shí)施例1中(1)。
(2)硫酸魚精蛋白和海藻酸鈉在膠體粒子表面的交替吸附過程同實(shí)施例1中(2)，但是所用海藻酸鈉分子量為122萬。
(3)碳酸錳的溶解過程同實(shí)施例1中(3)。膠囊尺寸大約1.5微米左右，囊壁大約10納米。
實(shí)施例5(1)碳酸錳膠體粒子的制備同同實(shí)施例1中(1)。
(2)硫酸魚精蛋白和海藻酸鈉在膠體粒子表面的交替吸附過程同實(shí)施例1中(2)，但是交替吸附10個(gè)雙層魚精蛋白/海藻酸鈉。
(3)碳酸錳的溶解過程同實(shí)施例1中(3)。膠囊尺寸大約1.5微米左右，囊壁大約40納米。
得到的魚精蛋白/海藻酸鈉微膠囊大小均一，粒徑0.5～10微米，囊壁10～40納米，囊壁組成、厚度、結(jié)構(gòu)形態(tài)、表面狀態(tài)以及膠囊尺寸可以準(zhǔn)確的裁控，同時(shí)具有生物相容性。
權(quán)利要求
1.一種魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊的制備方法，其特征在于包括下列步驟(1)硫酸錳、碳酸氫銨、聚苯乙烯磺酸鈉溶液在20～80℃溫度下攪拌反應(yīng)0.5～2小時(shí)得到碳酸錳膠體粒子；所述硫酸錳、碳酸氫銨和聚苯乙烯磺酸鈉的濃度分別為0.1～10克/升，0.1～8克/升和0～1克/升；(2)將(1)得到的碳酸錳膠體粒子分散液加入到含無機(jī)鹽的魚精蛋白水溶液，充分混合，使其充分吸附魚精蛋白，再除掉未被吸附的魚精蛋白；加入含無機(jī)鹽的海藻酸鈉水溶液，充分混合，使其充分吸附海藻酸鈉，再除掉未被吸附的海藻酸鈉；交替吸附得到具有魚精蛋白/海藻酸鈉多層膜的核-殼結(jié)構(gòu)的膠體粒子；(3)在pH值為1～5條件下用酸溶液除去碳酸錳，得到魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊的制備方法，其特征在于所述魚精蛋白為純魚精蛋白或硫酸魚精蛋白。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊的制備方法，其特征在于所述海藻酸鈉的分子量為40萬～350萬。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊的制備方法，其特征在于所述魚精蛋白、海藻酸鈉水溶液濃度均為0.5克/升～5克/升。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊的制備方法，其特征在于所述無機(jī)鹽為氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、溴化鈉、溴化鉀、溴化鈣中的一種或一種以上，濃度為10～50克/升。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊的制備方法，其特征在于在第(2)步中，采用超聲和振蕩進(jìn)行充分混合，所述振蕩時(shí)間為10～60分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊的制備方法，其特征在于所述除去碳酸錳采用的酸性溶液為醋酸、鹽酸、硫酸中的一種或一種以上。
8.權(quán)利要求1所述的方法制備的魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊的制備方法，包括下列步驟硫酸錳、碳酸氫銨、聚苯乙烯磺酸鈉溶液在20～80℃溫度下攪拌反應(yīng)0.5～2小時(shí)得到碳酸錳膠體粒子；得到的碳酸錳膠體粒子分散液加入到含無機(jī)鹽的魚精蛋白水溶液，充分混合，使其充分吸附魚精蛋白，再除掉未被吸附的魚精蛋白；加入含無機(jī)鹽的海藻酸鈉水溶液，充分混合，使其充分吸附海藻酸鈉，再除掉未被吸附的海藻酸鈉；交替吸附得到具有魚精蛋白/海藻酸鈉多層膜的核－殼結(jié)構(gòu)的膠體粒子；用酸溶液除去碳酸錳，得到魚精蛋白和海藻酸鈉微膠囊。
文檔編號(hào)A61K9/52GK1596880SQ200410051070
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月13日
發(fā)明者王朝陽, 童真, 何成毅, 梁振鵬 申請人:華南理工大學(xué)