干货!|常见的微球制备工艺概述

文摘   科学   2024-07-20 09:44   山东  

微球是通过多种技术如悬浮聚合、乳液聚合、化学交联等方法制造的球形微粒,它们在医药、生物技术、化妆品、食品工业、化工催化剂、电子和环境工程等多个领域有着广泛的应用,如药物递送系统、细胞培养、色谱分析、化妆品增稠剂、食品添加剂、催化剂载体等。

一、以单体为原料制备微球

  1. 制备思路

  • 主要使用ST、MMA等单体原料制备聚苯乙烯(PST)微球、聚丙烯酸酯微球(PMMA)等。

  • 通过自由基聚合或缩聚方式形成高分子。

  • 采用悬浮聚合法、乳液聚合法、膜乳化法、种子法、微流控法等方法。

  • 所用试剂

    • 稳定剂:如PVA(聚乙烯醇)、PVP、CMC(羧甲基纤维素),用于分散原材料。

    • 引发剂:如KPA(过硫酸钾),用于引发聚合反应。

    • 乳化剂:如十二烷基硫酸钠、SDS,用于分散原材料。

    • 阻聚剂:如HQ、NaNO2,用于防止非设计区域的聚合。


    采用给方法制备的微球粒径如下:

    二、以高分子为原料制备微球

    1. 制备思路

    • 使用琼脂糖、壳聚糖、白蛋白等天然高分子或聚乳酸、聚己内酯等聚酯类生物可降解高分子。

    • 将高分子溶解在有机溶剂或水中,形成溶液,再通过乳化和固化方法制备微球。

  • 乳化方法

    • 机械搅拌法、均质乳化法、膜乳化法。

  • 固化方法

    • 溶剂挥发法:如使用二氯甲烷。

    • 溶剂箤取法:使用水溶性高的溶剂。

    • 化学交联法:如壳聚糖与戊二醛交联。

    • 物理交联法(离子固化法):如海藻酸盐与Ca2+交联。

    • 自固化法:如冷却固化、高温固化。

    • 单凝聚法:如在烯酸溶剂中溶解材料,滴加浓酸。

    • 复凝聚法:两种带相反电荷的高分子材料交联形成复合微球。

    以高分子为原料制备微球所用试剂:

    三、复合微球的制备

    1. 高分子磁性微球

    • 以无机颗粒为核,聚合单体。

    • 以高分子微球为核,生成无机颗粒。

    • 混合无机颗粒和单体,包埋无机颗粒。

    • 利用静电相互作用等方法。

    • 主要用于IVD检测试剂、细胞筛选等。

    • 制备方法包括:

  • 有机-无机复合微球

    • 常用悬浮法和细乳液法,将无机颗粒分散在分散相中,固化成球。

    四、多孔微球的制备

    1. 常用制孔剂

    • 气体生成型致孔剂(如碳酸氢铵、碳酸氢钠、过氧化氢)。

    • 渗透型致孔剂(如氯化钠、氯化钾)。

    • 可提取型致孔剂(如Pluronic,脂肪酸盐)。

  • 造孔方法

    • 制孔剂浸出法:将制孔剂与原料混合,用溶剂浸出形成孔结构。

    • 溶剂挥发法:通过溶剂挥发形成薄膜和空腔。

    • 膜乳化法:通过两步交联控制壳的厚度,形成中空微球。

    • 微流控法:W/O/W体系制备中空微球。



    参考文献

    1.健康界网(https://www.cn-healthcare.com/articlewm/20230816/content-1593019.html

    2.马光辉《高分子微球和微囊》2021版

    3姜甜,陆文伟,崔树茂等,静电喷雾干燥微囊化乳双歧杆菌BL03,2020




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