一种柠檬烯乳化制备壳聚糖微球的方法与流程

本发明涉及高分子材料技术领域，具体为一种柠檬烯乳化制备壳聚糖微球的方法。

背景技术

壳聚糖[chitosan，(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-d-葡萄糖]是甲壳素脱乙酰基的产物，是天然多糖中唯一的碱性多糖，具有许多独特的物理特性和生物特性，在高分子微球功能应用方面，壳聚糖因具有良好的生物相容性、可降解性、生物黏附性、无毒无刺激性及良好的止血、减少创面渗出和促进创伤组织再生、修复、愈合的特性而成为应用前景广阔的医用高分子微球，传统的根据不同反应介质和体系特性，壳聚糖微球的制备方法可分为乳化交联法、离子凝胶法、中和沉淀法、喷雾干燥法等。

其中乳化交联法作为最常用的制备方法之一被广泛的应用，该方法具有制备工艺流程简单，原料使用后易分离，可继续循环利用等特点，然而在制备过程中耗时较长、添加的交联剂戊二醛具有一定的毒性、制备的微球产物容易出现粘连等问题，而且乳化过程中有机溶剂的选择多为液体石蜡等矿物油或石油醚等轻质石油产物，易污染环境，制备后期需对有机溶剂进行彻底去除，因此，寻找一种安全且对人体有益的有机溶剂将会对壳聚糖微球性能的提升有所帮助。

柠檬烯又称苧烯，是一种天然的功能单萜，具有令人愉快的柠檬香气，柠檬烯有3种异构体，即d-柠檬烯、l-柠檬烯和dl-柠檬烯，一般以d-柠檬烯的形式存在，由于柠檬烯具有抑菌、增香、抗癌、止咳、平喘、溶解胆结石、镇静中枢神经作用等生理功能，并经fda批准可以食用，已被广泛应用于食品、香料、日化、医药等行业领域，并且均得到相关部门的许可，其中以d-柠檬烯为主要成分制成的复方柠檬烯胶囊，具有利胆溶石、理气开胃、消炎止痛的功效，可用于治疗胆结石、胆囊炎及胆道术后综合症等，因此，柠檬烯作为一种潜在的功能性物质，必将在医药工业中得到广泛的应用。

在高分子材料领域，尚未出现过利用柠檬烯进行乳化制备壳聚糖微球的方法。

中国专利“一种壳聚糖微球的制备方法”(公开号cn106279727a)公开了一种壳聚糖微球的制备方法，具体方法如下：首先使用昆虫甲壳烯酸除钙、复合酶脱蛋白、混合溶剂溶解纯化、紫外光弱碱脱乙酰、采用乳化交联的方法制备壳聚糖微球，该方法利用了传统乳化交联法，制备过程耗时，引入了存在生物毒性缺点的戊二醛作为交联剂，微球容易出现粘连现象，后续微球的洗涤需要消耗大量溶剂和能源，而且乳化交联剂制备中有机溶剂的选择为矿物油的液体石蜡，不易清除干净，而本发明与该方法存在明显的不同，在制备微球过程中无任何有毒性威胁的物质添加，乳化过程中的油相为该领域从未涉及的天然有机溶剂柠檬烯、d-柠檬烯的一种或二者的混合物，绿色环保，生产工艺简单，耗能少，并且制备的微球粒径均匀，蓬松多孔。

中国专利“一种壳聚糖微球制备方法”(公开号cn104525071a)公开了一种壳聚糖微球的制备方法，结合使用静电喷雾及乳化交联两种方法，首先利用静电喷雾法将壳聚糖溶液在静电力的作用下分散成细小液滴，后在空气中形成微球形貌，最终被液体石蜡、石油醚、吐温-80、戊二醛配制的乳化交联剂接收，电喷结束后通过离心分离、乙醇洗涤等步骤制备得到壳聚糖微球，该方法与本发明的区别在于，采用了两种传统方法的结合，虽然微球不出现粘连现象，但是增加了过程消耗，制备过程中添加了戊二醛作为交联剂，而交联剂制备中油相的选择为液体石蜡和石油醚，同样存在高耗能，难清除有机溶剂的问题，与本发明的工艺操作简单，耗能少，过程中不添加交联剂、使用天然有机溶剂的绿色环保制备方法存在明显的不同。

中国专利“一种壳聚糖基多孔微球的制备方法”(公开号cn104722251a)公开了一种壳聚糖基多孔微球的制备方法，该发明采用乳化成球，热致相分离和反相再生的方法，将壳聚糖稀酸溶液加入到乳化剂溶液中，乳化成球，然后将所述乳液在-60～-10℃下进行热致相分离后，加入冷却后的凝固液中，进行反相再生，得到壳聚糖多孔微球，该方法制备步骤繁琐耗时，造成制备成本的增加，其中制备过程中的有机溶剂为石油醚、矿物油或己烷，属于石油化工产物，处理不当易污染环境，与该制备方法相比，本发明制备微球的工艺耗时较短，只在常温下通过简单的机械搅拌进行乳化，然后置于氢氧化钠溶液中凝结成球，操作简单，无需溶液预冷却和冷冻淬火热致相分离，极大简化了工艺、节约了时间、降低了成本，并且本发明使用天然的有机溶剂柠檬烯、d-柠檬烯的一种或二者的混合物为油相，安全绿色环保。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种柠檬烯乳化制备壳聚糖微球的方法，具备绿色环保、操作简单方便、粒径均匀和多孔蓬松结构等优点，解决了原始的制备方法易污染环境，制备后期需对有机溶剂进行彻底去除，且操作复杂，制备出来的壳聚糖微球粒径不均匀和不够多孔蓬松的问题。

(二)技术方案

为实现上述绿色环保、操作简单方便、粒径均匀和多孔蓬松结构的目的，本发明提供如下技术方案：

本发明要解决的另一技术问题是提供一种柠檬烯乳化制备壳聚糖微球的方法，包括以下步骤：将壳聚糖粉末溶解于乙酸溶液中制备壳聚糖溶液，与含有span80的有机溶剂混合，采用乳化法得到油包水(w/o)型的壳聚糖乳液，然后置于氢氧化钠凝结液中使其凝胶化，最后经洗涤干燥得到微球。

所述的方法进一步包括如下步骤：

1)将分子量为10万-110万，脱乙酰度为75％-95％的壳聚糖粉末加入到1-10wt％的乙酸溶液中，配制成质量分数为1-10％的壳聚糖溶液；

2)在250ml的三口烧瓶里，称取0.1-5g的span80，再加入100ml的有机溶剂，打开搅拌器保持一定的转速，然后，缓慢加入50-100ml质量分数为1-10％的壳聚糖溶液，在500-2000rpm的转速下持续搅拌5-120min，最终形成均匀的油包水乳液；

3)将制得的乳液快速倒入250ml的0.5-4mol/l的氢氧化钠溶液中，磁力搅拌10-90min，静置，回收上层油相，取下层沉淀物，进行反复洗涤并干燥后得到壳聚糖微球。

优选的，所述有机溶剂为柠檬烯、d-柠檬烯的一种或二者的混合物。

优选的，所述壳聚糖溶液与有机溶剂的体积比为2:1-1:5。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种柠檬烯乳化制备壳聚糖微球的方法，具备以下有益效果：

1、该柠檬烯乳化制备壳聚糖微球的方法，采用的是天然高分子材料通过乳化法和溶胶凝胶法相结合制备壳聚糖微球，制备过程耗时短，无污染，且制备的微球产物无粘连的现象，微球粒径均匀，蓬松多孔。

2、该柠檬烯乳化制备壳聚糖微球的方法，通过首次使用具有药用价值的柠檬烯、d-柠檬烯的一种或二者的混合物作为有机溶剂，没有添加交联剂和致孔剂，工艺简单，成本教低，易于实现工业化和多样化生产。

附图说明

图1是本发明按实施例1制备的壳聚糖微球放大倍数为300的表面形态扫描电镜图。

图2是本发明按实施例1制备的壳聚糖微球放大倍数为5000的表面形态扫描电镜图。

图3是本发明按实施例1制备的壳聚糖微球的ftir光谱图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

(1)壳聚糖溶液配制：将分子量为600000，脱乙酰度为92％的壳聚糖粉末加入到2wt％的乙酸溶液中，配制成质量分数为3％的壳聚糖溶液；

(2)乳化：在250ml的三口烧瓶里，称取1g的span80，再加入100ml的d-柠檬烯，打开搅拌器保持一定的转速，然后，缓慢加入80ml步骤(1)中质量分数为3％的壳聚糖溶液，在800rpm的转速下持续搅拌60min，最终形成均匀的油包水乳液；

(3)壳聚糖微球制备：将制得的乳液快速倒入250ml的1mol/l的氢氧化钠溶液中，磁力搅拌20min，停止搅拌，静置后回收上层油相，取下层沉淀物，进行反复洗涤，直至洗去壳聚糖微球表面残余的油滴，冷冻干燥后得到壳聚糖微球。

实施例二：

(1)壳聚糖溶液配制：将分子量为600000，脱乙酰度为92％的壳聚糖粉末加入到2wt％的乙酸溶液中，配制成质量分数为4％的壳聚糖溶液；

(2)乳化：在250ml的三口烧瓶里，称取2g的span80，再加入100ml的d-柠檬烯，打开搅拌器保持一定的转速，然后，缓慢加入80ml步骤(1)中质量分数为4％的壳聚糖溶液，在1200rpm的转速下持续搅拌60min，最终形成均匀的油包水乳液；

(3)壳聚糖微球制备：将制得的乳液快速倒入250ml的2mol/l的氢氧化钠溶液中，磁力搅拌30min，停止搅拌，静置后回收上层油相，取下层沉淀物，进行反复洗涤，直至洗去壳聚糖微球表面残余的油滴，冷冻干燥后得到壳聚糖微球。

实施例三：

(1)壳聚糖溶液配制：将分子量为800000，脱乙酰度为90％的壳聚糖粉末加入到4wt％的乙酸溶液中，配制成质量分数为5％的壳聚糖溶液；

(2)乳化：在250ml的三口烧瓶里，称取3g的span80，再加入100ml柠檬烯，打开搅拌器保持一定的转速，然后，缓慢加入60ml步骤(1)中质量分数为5％的壳聚糖溶液，在1600rpm的转速下持续搅拌90min，最终形成均匀的油包水乳液；

(3)壳聚糖微球制备：将制得的乳液快速倒入250ml的3mol/l的氢氧化钠溶液中，磁力搅拌40min，停止搅拌，静置后回收上层油相，取下层沉淀物，进行反复洗涤，直至洗去壳聚糖微球表面残余的油滴，冷冻干燥后得到壳聚糖微球。

实施例四：

(1)壳聚糖溶液配制：将分子量为800000，脱乙酰度为90％的壳聚糖粉末加入到4wt％的乙酸溶液中，配制成质量分数为6％的壳聚糖溶液；

(2)乳化：在250ml的三口烧瓶里，称取4g的span80，再加入100ml的d-柠檬烯，打开搅拌器保持一定的转速，然后，缓慢加入60ml步骤(1)中质量分数为6％的壳聚糖溶液，在2000rpm的转速下持续搅拌90min，最终形成均匀的油包水乳液；

(3)壳聚糖微球制备：将制得的乳液快速倒入250ml的4mol/l的氢氧化钠溶液中，磁力搅拌50min，停止搅拌，静置后回收上层油相，取下层沉淀物，进行反复洗涤，直至洗去壳聚糖微球表面残余的油滴，冷冻干燥后得到壳聚糖微球。

综上，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但并非用来限定本发明实施的范围，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，均为本发明的权利要求范围内。