十字型微通道制备粒径均一的纤维素层析介质

为了满足层析介质对粒径单分散的要求,利用十字型微通道的聚焦效应,形成粒径均一的纤维素微液滴,经固化成纤维素微球,再偶联配基制成了纤维素层析介质。以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑甲基磷酸直接溶解微晶纤维素为水相,葵花籽油为油相,考察了微通道内微液滴的形成条件,优化了纤维素浓度、分散剂浓度、油水两相流速等因素,得到粒径约100 μm的纤维素微液滴,CV值小于0.2。微液滴固化再生,得到球形度良好的纤维素微球,湿真密度1.019 g·ml^-1,孔度94.6%,体均粒径105.5 μm;进一步偶联DEAE配基,制得了离子交换层析介质,离子交换容量为123.3 μmol·g^-1,牛血清白蛋白的饱和吸附容量Q_m达到220 mg·g^-1,有效扩散系数D_e为1.8×10^-11m²·s^-1,体现出较好的蛋白质吸附性能。     

微反应器与溶剂挥发法制备相变蓄热材料微胶囊

采用正十六烷为芯材,聚砜为壳材,二氯甲烷为有机溶剂,十二烷基磺酸钠与明胶的溶液为水相,在液相中利用溶剂挥发法制备了相变蓄热材料微胶囊。根据微胶囊形成机理将制备过程解耦成两个步骤,先利用微尺度反应器可控产生粒径均一的O/W型液滴,再将液滴在固化浴中脱除溶剂固化得到微胶囊。考察了连续相流速、分散相流速、微通道尺寸等因素对微反应器错流剪切模式产生液滴的粒径及单分散性的影响;并对微胶囊的结构和蓄热特性进行了扫描电镜和差示扫描量热仪的表征。结果表明这种解耦方法能够实现可控制备粒径均匀的相变蓄热材料微胶囊,相变热大于75 J·g^-1。     

T型微通道装置制备尺寸均一壳聚糖微球

采用T型微通道装置制备尺寸均一的壳聚糖微球. 研究了乳化剂用量、油水两相流速比和流速等条件对乳液粒径的影响,尝试制备了不同分子量的壳聚糖乳液,并确定了交联固化方式. T型微通道装置的油相通道直径350 mm,水相通道直径65 mm,两通道接口处直径16 mm. 以1.5%(w)的壳聚糖醋酸水溶液为水相,以液体石蜡/石油醚(7/5, j)的混合物作为油相,水相流速20 mL/min,油水两相流速比为15:1,4%(w)的PO-500作为油相乳化剂,制备得到的壳聚糖乳液粒径分布系数<10%. 以戊二醛的甲苯溶液作为交联剂,当戊二醛所含醛基与壳聚糖所含氨基的摩尔比为1:1时,交联时间选择2 h.     

一步法制备生物相容油核微胶囊及其可控释放

一步法可控制备生物相容油核微胶囊对工业制备微胶囊及其应用具有重要意义。通过设计微流控器件,成功实现一步法制备尺寸均一可控的生物相容油核微胶囊。利用玻璃毛细管管套管的方法制备了微流控器件。通过外相水凝胶相剪切内相油相得到油核液滴,同时油核液滴和外相水凝胶相在重力作用下脱离管口,形成油核微胶囊,再通过交联水凝胶壳层得到稳定的结构。系统研究了微流控器件结构、内相流速、外相流速等参数对油核微胶囊油核数量、微胶囊直径、壁厚等性质的影响规律。生物相容油核微胶囊作为活性物质的理想载体,可以实现pH改变触发的快速释放和壁厚调节的缓慢释放,为其实际应用奠定了基础。     

新型负载5-氨基水杨酸微胶囊的制备及其载药效果

采用锐孔/聚合法制备了平均粒径为1.89 mm、负载5-氨基水杨酸(5-ASA)的纤维素硫酸钠(NaCS)-壳聚糖微胶囊,采用Box-Behnken响应面法进行实验设计和分析,考察了内、外水相pH值和NaCS浓度、多聚磷酸钠(PPS)浓度对微胶囊载药量和包封率的影响. 结果表明,内水相pH值对负载5-ASA微胶囊的载药量和包封率起关键作用. 最佳制备条件为内水相pH 4.25,外水相pH 6.0,NaCS浓度14 g/L, PPS浓度5 g/L,该条件下所制微胶囊最大载药量为59.02%,最大包封率为89.96%..     

微通道并行模块化设计制造及规模化制备功能材料

液滴微流控技术可控制备功能微粒材料目前一直局限于实验室规模产量,制约着规模化的产业应用。本文基于微通道并行概念,以数量放大为基本原则,设计了八通道并行的微流控放大模块,模块由位于不同平面的两相流体的分配功能区和液滴制备功能区构建组合而成。借助激光雕刻技术以PMMA作为基板材料进行加工制造,实现了规模化制备均匀液滴的目的。同时研究了流速控制对各个通道液滴制备过程的影响,分析了微通道阵列由于流体分配关键问题所产生的放大效应。两种通道阵列形式对比实验表明,环形阵列制备出液滴的均匀性比线性阵列提高近42.4%,主要得益于完全对称的环形阵列减小了结构性因素对流体分配性能的影响。并借助环形并行模块平台大规模制备了具有广阔应用前景的壳聚糖微球,平均粒径为540.59μm,CV值为2.73%,并行放大模块在提升产量的同时确保了微球的高单分散性。     

超声均质微悬浮聚合制备亚微米级聚苯乙烯胶粒

以苯乙烯St为代表性单体,以聚乙烯醇PVA为分散剂,以十六烷HD为助稳定剂,以亚硝酸钠NaNO₂为水相阻聚剂,通过基于超声均质化的微悬浮聚合制得了一系列亚微米级聚苯乙烯胶粒。对亚微米级单体液滴的均质化产生及后续聚合过程中分散相尺寸的变化进行了考察。发现超声均质化和高分子分散剂的结合有利于制备粒径小、分布窄的稳定微悬浮液滴,而吸附于液滴表面的高分子分散剂、油相内的助稳定剂及水相中的阻聚剂的协同作用能使聚合过程较好地保持分散相原有的粒径大小及分布。因而通过改变超声均质强度,可较容易地在0.5～3.5 μm范围内自由调节胶粒的平均粒径。相对于常规的剪切均质微悬浮聚合,超声均质微悬浮聚合可更好地填补（细）乳液聚合与悬浮聚合在粒径分布范围上的间隙,有望高效、高容量地微胶囊化包裹亚微米级目标内容物。     

一种新型的负载蛋白质药物微球的制备和释药性能

为了制备具有蛋白药物结肠靶向释放性能的新型药物载体,采用了水相溶液滴定反应法,分别以牛血清白蛋白(BSA)和乳铁蛋白(LF)为模型蛋白质药物,制得壳聚糖/纤维素磷酸钠(NaCS)/三聚磷酸钠(TPP)载药微球。利用电镜SEM和显微镜观测拍照,对微球的表面和截面形貌进行了表征,发现微球球形规则且颗粒大小均一。同时进行了体外药物模拟释放试验,考察了载药微球先后经过模拟胃液、模拟小肠液和模拟结肠液时的释药性能,及不同的释放条件和制造条件对于微球释药性能的影响,尤其考察了不同蛋白药物和不同干燥方式的影响。结果表明由临界点干燥法制得的负载乳铁蛋白(LF)微球在模拟胃液和小肠液释放量中5 h内只释放出不到20%的蛋白药物,而后在结肠模拟液中4 h内释放出蛋白药物80%以上。这些结果表明,壳聚糖/NaCS/TPP体系具有一定的作为结肠靶向药物释放载体的应用潜力。     

液滴界面可控导入沉淀剂制备单分散均匀微球

均一尺寸微米功能材料在诸如高分子化学、医药化工、催化以及高效分离等领域都受到普遍关注。现有常规方法很难满足制备单分散、均一性的微米材料的要求。采用微流控技术,在微流控芯片内先生成液滴,然后再在线固化液滴的方法,制备了各种单分散、尺寸均一的微球。通过液滴界面受控导入沉淀剂到液滴中,当所含溶质为固化慢的硅溶胶时,生成实心微球,制备得到表面积达572 m²·g^-1、直径变异系数约为2%的纳米孔道二氧化硅微球;当液滴内含沉淀固化较快的溶质,如Zn、Fe、Cu,则可形成水合氧化物或者混合氧化物空心球微球;当含快沉淀也含慢速固化物质时,如含可溶性Fe的硅溶胶时,通过调控沉淀剂进入液滴的速度,也成功了制备了Fe均匀分散在氧化硅内的混合氧化物微球。     

微流控技术制备液滴悬浮液的研究

以蚕丝油为分散相、卡波姆水凝胶为连续相,设计玻璃管微流控器件,制备液滴尺寸均一可控的液滴悬浮液。卡波姆水凝胶的流变测试表明其具有剪切变稀的性质。在没有剪切力的情况下,卡波姆水凝胶黏度较大,可以稳定悬浮液滴;在微流控器件中高速剪切下,卡波姆水凝胶黏度变小,可以流动并乳化油相。通过改变内相蚕丝油的流速和外相卡波姆水凝胶的流速,可以调节液滴悬浮液中液滴的大小和油水的比例;通过微流控器件的平行放大设计,可以实现液滴悬浮液的连续和批量生产。微流控技术精确控制乳化过程并制备液滴悬浮液具有广阔的应用前景。     

微分散设备数量放大方式研究进展

单分散液滴是生产球形颗粒和微胶囊的模板，相关材料广泛用于光学显示、药物递送、生物测定、食品加工等领域。微分散技术通过精确控制微米级通道内的多相流体流动获得尺寸小、粒径分布窄、结构复杂可控的微液滴，是一种公认的新方法。但由于单个微通道的低生产率，其大规模的工业和商业应用受到限制。为了实现产品的高通量、易控制的规模化生产，将大量液滴生成单元和流体分配通道网络并行到单个芯片上进行数量放大是微分散设备放大的基本模式。为了保持液滴的单分散性和设备的鲁棒性，流体在并联微通道内的均匀分布是关键科学问题。系统综述了微分散设备数量放大的最新进展，对加工技术和材料进行了相关分析，并在此基础上对微分散设备放大的未来研究方向进行展望。     

Size controlling of monodisperse carboxymethyl cellulose microparticles via a microfluidic process

Monodisperse carboxymethyl cellulose containing phenolic groups (CMC‐Ph) microdroplets with a radius of 100–400 μm and a coefficient of variation below 3% were produced in a coflowing microfluidic device. The CMC‐Ph solution containing horseradish peroxidase was used as the disperse phase and liquid paraffin containing H₂O₂ and lecithin as the continuous phase. The size of microdroplets decreased with the decreasing diameter of the inner channel and concentration of the disperse phase. When using a 0.04% CMC‐Ph solution and the device with the inner diameter of 160 μm, the size of the microdroplets can be further controlled by the flow rates of both the continuous phase and disperse phase following exponential models. The volume of the microdroplet was not inversely proportional to the flow‐rate ratio of the continuous phase to the disperse phase. There was a weak dependence of the volume on the flow of the continuous phase. The monodisperse microparticles possessed potential application for sensor, drug delivery system, cell encapsulation, catalysis, and imaging. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40663.     

星点设计-效应面优化乳化交联法制备恩诺沙星壳聚糖微球

以平均粒径、载药量、包封率及总评归一值为评价指标,运用星点设计考察芯材比、油水相比、壳聚糖浓度对微球制备的影响,对结果进行二项式拟合,效应面法选取最佳工艺条件并进行预测分析。结果显示,最佳工艺条件为：油水相比为4.2∶1,壳聚糖浓度为2%,交联时间为3.5 h。在此条件下,制得的微球粒径均一,球形圆整,平均粒径为7.21μm,包封率为61.34%,载药量为70.12%。体外释放行为符合Higuchi方程,2 h和24 h时累积释放率分别为32%和84%。     

SMA的合成及其对香精的分散和微胶囊制备的影响

使用溶液聚合法合成苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA），利用盐化的苯乙烯-马来酸钠盐作为保护胶体分散香精，采用原位聚合法制备三聚氰胺甲醛树脂香精油微胶囊。探究了不同分子量的SMA钠盐对香精的分散作用和对香精油微胶囊制备的影响,并与进口SMA 520对香精的分散作用和微胶囊制备效果进行了对比。实验发现，随着SMA分子量减小，香精油趋向于以较小粒径的液滴分散在连续相中，粒径分布逐渐变窄，香精油滴的分散稳定性提高。当使用的SMA钠盐溶液（质量分数10%）黏度≥145mPa·s时，可制备出粒径为5～20μm，形态为球形、表面有少许凹陷、壳层厚度较为均匀的微胶囊。当使用的SMA钠盐溶液（质量分数10%）的黏度≤67mPa·s时，只能形成极少数的球形微胶囊。作为保护胶体制备香精油微胶囊，进口SMA 520与实验室制备的黏度为314mPa·s的SMA钠盐溶液（质量分数10%）具备相似的效果。     

单分散性PLGA磁性微球制备及其缓释性研究

为获得单分散性PLGA磁性微球,文中以纳米四氧化三铁明胶分散液作为内水相(W1),PLGA（聚乳酸羟基乙酸共聚物）的二氯甲烷溶液作为油相(O),PVA（聚乙烯醇）水溶液作为外水相(W2),利用T型微通道并采用复合乳液法制备PLGA磁性微球,考察流速比和油相与内水相体积比对微球制备的影响。借助FTIR、SEM及VSM（振动样品磁强计）对磁性微球组分、形貌、粒径分布和磁学性能进行表征;并以阿司匹林作为药物模型进行缓释性测试。结果表明：流速比v(W2):v(W1/O)=120:1且体积比V(O):V(W1)=2:1时可均匀成球,其粒径分布系数CV值仅为4.66%,表现出良好单分散性;此时比饱和磁化强度可达1.52emu/g,兼具优异顺磁性。制得的载药微球在60h内表现出阶段性匀速释放,且有较好磁响应性,有望用于磁响应性药物载体。     

Optimizing preparation of NaCS–chitosan complex to form a potential material for the colon‐specific drug delivery system

A novel polyelectrolyte complex (PEC) formed by sodium cellulose sulfate (NaCS) and chitosan was prepared as a candidate material for colon‐specific drug delivery system. It was found in experiments that the properties of two raw materials and the process parameters, such as the degree of substitution (DS) and concentration of NaCS, the viscosity and concentration of chitosan, were very important factors on the properties of the final product—NaCS–chitosan‐PEC. The preparation of NaCS–chitosan complex was optimized by using response surface methodology to evaluate the effects of these parameters on the degradation properties of NaCS–chitosan in the simulated colonic fluid (SCF). The DS of NaCS was in the range from 0.2 to 0.6, the concentration of NaCS from 2 to 4% (w/v), the viscosity of chitosan from 50 to 550 mPa s, and the concentration of chitosan from 0.5 to 1.5% (w/v). A mathematical model was developed to describe the effect of these parameters and their interactions on the degradation of NaCS–chitosan complex. The optimum operation conditions for preparing NaCS–chitosan complex were determined to DS of NaCS of 0.2, the concentration of NaCS of 4.0% (w/v), chitosan viscosity of 327 mPa s, and the concentration of chitosan 0.5% (w/v), respectively. Validation of experiments with 5 confirmatory runs indicated the high degree of prognostic ability of response surface methodology. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010