一种载药壳聚糖/明胶缓释微粒抑藻剂及制备方法与流程

本发明涉及一种抑藻剂及制备方法，具体涉及一种载药壳聚糖/明胶缓释微粒抑藻剂及制备方法，属于水体富营养化抑制藻类爆发技术领域。

背景技术：

微胶囊因其具有长效、高效、靶向、低副作用等优良的控制释放性能，在药物控制释放等领域具有广阔的应用前景。由于这种技术是在交叉学科中发展起来的，在国内外已经成为材料、化学、化工、生物和医学等多学科领域工作者的研究热点。载药微粒缓释是一种控制被包埋药物的释放速度和释放方向的技术，在水生态的治理方面研究应用较少。

缓释微粒载体材料一般可分为天然高分子材料和合成高分子材料；其中，天然高分子材料因其无毒、稳定、可生物降解和生物相容性较好等特性在近几年的研究中应用较多。

明胶是通过酸或碱性水解动物胶原提取出来的变性蛋白质，是氨基酸与肽类交联形成的直链高分子化合物，因其价格低廉、易获取、无毒、水溶性、生物相容性好以及可生物降解等特性而在生物医学材料方面尤其是药物缓释以及释放方面得到广泛的应用。

化感活性物质抑藻具有高效、快速和生态安全性好等特点。

本发明将化感活性物质抑藻与微纳米胶囊技术相结合，为真实水体抑藻提供新的技术途径。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种粒径小、不易膨胀下沉、无毒的载药壳聚糖/明胶缓释微粒抑藻剂。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种载药壳聚糖/明胶缓释微粒抑藻剂，包括缓释微粒和包埋其中的酚酸类化感活性物质；

所述缓释微粒由壳聚糖与明胶作为载体材料通过乳化交联反应结合而成。

上述的一种载药壳聚糖/明胶缓释微粒抑藻剂的制备方法，包括以下步骤：

s1、将壳聚糖溶于冰醋酸溶液中，制成壳聚糖溶液，同时将酚酸类化感活性物质加入其中，制得载药壳聚糖溶液；

s2、将载药壳聚糖溶液加入含span80的液体石蜡中，搅拌乳化，制得乳化液；

s3、将明胶水溶液滴入上述乳化液中，继续搅拌乳化，冷却；

s4、冷却后，加入戊二醛，搅拌固化、离心，洗涤、抽滤沉淀物，真空干燥制得载药壳聚糖/明胶缓释微粒。

上述步骤s1中的壳聚糖与酚酸类化感活性物质的质量比为10:1~1:1。

上述步骤s2中液体石蜡与水相体积比为2:1~8:1，span80质量含量为油相的1%~4%。

上述步骤s3中的明胶/壳聚糖质量比为1:1~4:1。

上述步骤s4中的戊二醛含量为体系溶液体积的1%~4%。

上述步骤s1中的冰醋酸溶液的质量浓度为1%~3%，壳聚糖溶液的浓度为5mg/ml~15mg/ml。

上述步骤s2中的搅拌包括磁力搅拌，搅拌转速为800r/min~1000r/min，搅拌温度为45℃~55℃，乳化时间为10min~20min。

上述步骤s3中的明胶溶于50℃~65℃的水溶液中，明胶水溶液的浓度为10mg/ml~30mg/ml；搅拌包括磁力搅拌，搅拌转速为800r/min~1000r/min，搅拌温度为45℃~55℃，乳化时间为10min~20min；冷却温度为4℃~15℃。

上述步骤s4中搅拌固化时间为30min~90min；离心的转速为600r/min~1000r/min，离心时间为10min~15min；洗涤剂包括石油醚和无水乙醇，洗涤次数至少3次；干燥环境为在35℃~45℃下真空干燥。

上述的酚酸类化感活性物质包括：没食子酸、焦性没食子酸、阿魏酸、邻苯二酚。

本发明的有益之处在于：

本发明的一种载药壳聚糖/明胶缓释微粒抑藻剂及制备方法，将酚酸类化感活性物质与微纳米胶囊技术结合，通过用壳聚糖和明胶作为载体材料包埋酚酸类化感活性物质，制成缓释微粒抑藻剂，其粒径大小为40μm~80μm，不易膨胀下沉，能延长酚酸类化感活性物质在水体中对铜绿微囊藻的抑制时间、降低成本，有效解决了直接向水体投加酚酸类化感活性物质而产生的活性物质投加量大、易流失、部分酚酸类物质难溶于水，达不到抑藻浓度等问题，以及前期研究所得的缓释颗粒粒径较大、易下沉等缺点。

本发明所用的壳聚糖、明胶均为无毒、生物相容性较好、可生物降解的天然高分子材料，能有效避免抑藻过程中的二次污染，应用于真实水体抑藻领域，可广泛应用于池塘、水库、湖泊等自然水体，抑制藻类的爆发，为酚酸类抑藻活性物质用于自然水体抑藻提供了新的技术途径。

附图说明

图1为本发明的实施例1对铜绿微囊藻的抑制图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。

本发明所使用的试剂均为市购。

本发明的实施例中酚酸类化感活性物质选用没食子酸。

实施例1：

s1、称取0.1g壳聚糖溶于10ml的1%的冰醋酸溶液中，同时将0.02g酚酸类化感活性物质加入其中；

s2、将载药壳聚糖溶液加入含3.2mlspan80的80ml的液体石蜡中，在50℃下以1000r/min的转速搅拌均匀，乳化15min；

s3、接着将10ml的20mg/ml的明胶水溶液滴入上述乳化液中，在50℃下继续搅拌乳化15min，随后搅拌冷却至15℃；

s4、加入1.5ml戊二醛，搅拌固化60min；在800r/min的条件下离心10min，沉淀用石油醚和无水乙醇洗涤3次后抽滤，最后在40℃下真空干燥制得载药壳聚糖/明胶缓释微粒。

使用载药壳聚糖/明胶缓释微粒抑藻剂对无菌培养的铜绿微囊藻进行急性毒性实验：

设置三个平行组，24h观察一次，连续观察一周，当加入载药壳聚糖/明胶缓释微粒抑藻剂浓度为1.2g/l时，其对铜绿微囊藻的96h抑制率达到72%，连续观察30天，铜绿微囊藻抑制率达到99%。

实施例2：

s1、称取0.2g壳聚糖溶于20ml的1%的冰醋酸溶液中，同时将0.04g酚酸类化感活性物质加入其中；

s2、将载药壳聚糖溶液加入含6mlspan80的150ml的液体石蜡中，在50℃下以1000r/min的转速搅拌均匀，乳化15min；

s3、接着将30ml的20mg/ml的明胶水溶液滴入上述乳化液中，在50℃下继续搅拌乳化15min，随后搅拌冷却至15℃；

s4、加入2.5ml戊二醛，搅拌固化60min；在800r/min的条件下离心10min，沉淀用石油醚和无水乙醇洗涤3次后抽滤，最后在40℃下真空干燥制得载药壳聚糖/明胶缓释微粒。

使用载药壳聚糖/明胶缓释微粒抑藻剂对无菌培养的铜绿微囊藻进行急性毒性实验：

设置三个平行组，24h观察一次，连续观察一周，当加入载药壳聚糖/明胶缓释微粒抑藻剂浓度为1.2g/l时，其对铜绿微囊藻的96h抑制率达到70%，连续观察30天，铜绿微囊藻抑制率达到95%。

实施例3

s1、称取0.15g壳聚糖溶于15ml的1%的冰醋酸溶液中，同时将0.03g酚酸类化感活性物质加入其中；

s2、将载药壳聚糖溶液加入含3.5mlspan80的100ml的液体石蜡中，在50℃下以800r/min的转速搅拌均匀，乳化15min；

s3、接着将20ml的20mg/ml的明胶水溶液滴入上述乳化液中，在50℃下继续搅拌乳化15min，随后搅拌冷却至15℃；

s4、加入2ml戊二醛，搅拌固化60min；在800r/min的条件下离心10min，沉淀用石油醚和无水乙醇洗涤3次后抽滤，最后在40℃下真空干燥制得载药壳聚糖/明胶缓释微粒。

使用载药壳聚糖/明胶缓释微粒抑藻剂对无菌培养的铜绿微囊藻进行急性毒性实验：

设置三个平行组，24h观察一次，连续观察一周，当加入载药壳聚糖/明胶缓释微粒抑藻剂浓度为1.2g/l时，其对铜绿微囊藻的96h抑制率达到60%，连续观察30天，铜绿微囊藻抑制率达到94%。

实施例4

s1、称取0.2g壳聚糖溶于20ml的1%的冰醋酸溶液中，同时将0.03g酚酸类化感活性物质加入其中；

s2、将载药壳聚糖溶液加入含6.5mlspan80的160ml的液体石蜡中，在50℃下以900r/min的转速搅拌均匀，乳化15min；

s3、接着将30ml的20mg/ml的明胶水溶液滴入上述乳化液中，在50℃下继续搅拌乳化15min，随后搅拌冷却至15℃；

s4、加入3ml戊二醛，搅拌固化60min；在800r/min的条件下离心10min，沉淀用石油醚和无水乙醇洗涤3次后抽滤，最后在40℃下真空干燥制得载药壳聚糖/明胶缓释微粒。

使用载药壳聚糖/明胶缓释微粒抑藻剂对无菌培养的铜绿微囊藻进行急性毒性实验：

设置三个平行组，24h观察一次，连续观察一周，当加入载药壳聚糖/明胶缓释微粒抑藻剂浓度为1.2g/l时，其对铜绿微囊藻的96h抑制率达到63%，连续观察30天，铜绿微囊藻抑制率达到93%。

通过比较实例1和空白铜绿微囊藻液的叶绿素a浓度，如图1。可以明显的发现，实例1中加入载药壳聚糖/明胶缓释微粒抑藻剂的铜绿微囊藻的叶绿素a浓度先升高后降低，之后藻类处于非正常生长状态，抑制效果明显。壳聚糖与明胶通过戊二醛交联后结合较为紧密，抑藻剂稳定性好，实验过程中缓释微粒中活性物质稳定释放，叶绿素a浓度在第10天后开始降低，之后一直处于较低的浓度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。