微胶囊技术
食品微胶囊造粒技术(食品高新技术课件)

(六)相分离法(凝聚法)
凝聚法又称相分离法,指在囊心物质与包囊材料 的混合物中,加入另一种物质或溶剂或采用其他 适当的方法,使包囊材料的溶解度降低,使其自 溶液中凝聚出来产生一个新的相,故叫做相分离 凝聚法。
此法一般按以下三步进行: 制备三种不相溶的化学相→囊膜的沉积→囊膜的 固化
凝聚法分单凝聚法、复凝聚法两种。
中(常用二氯甲烷)形成油包水乳液. 2.混合液经喷雾装置进入到冷的酒精中 3.有机溶剂中界面封以液氮,在-70℃温度下乙醇将微球中的
有机溶剂不断抽提,经过滤、干燥即可得包载药物的微胶 囊.
➢ 此方法制得的药物包封率可接近100%。
(三)空气悬浮法
1. 空气悬浮法的原理及特点 该方法是一种适合于多种包囊材料的微胶囊化技术。其工 艺过程是先将固体粒状的囊心物质分散悬浮在承载气流 中,然后在包囊室内将包囊材料喷洒在循环流动的囊心 物质粒子上,囊心物质粒子悬浮在上升的空气流中,并 靠承载气流本身的湿度调节来对产品实行干燥。该方法 可以使包囊材料以溶剂、水溶液乳化剂分散系统成热溶 物等形式包囊,通常只适用于包制固体的囊心物质,目 前一般多用于香精香料以及脂溶性维生素等的微胶囊化 。
,达到最大限度得保持原有的色香味、性能和生物活性, 防止营养物质的破坏与损失。此外,有些物料经过微胶囊 化后可以掩盖自身的异味,或由原先不易加工储存的气体 、液体转化成较稳定的固体形式,从而大大得防止或减缓 了产品劣变的发生。
➢ 将固体、液体或气体包埋在微小而密封的胶囊中 ,使其只有在特定条件下才会以控制速率释放的 技术。其中,被包埋的物质称为芯材,包括香精 香料、酸化剂、甜味剂、色素、脂类、维生素、 矿物质、酶、微生物、气体以及其它各种饲料添 加剂。包埋芯材实现微囊胶化的物质称为壁材。
详细阐述微胶囊造粒技术的原理

详细阐述微胶囊造粒技术的原理微胶囊造粒技术是一种将药物、香料、食品添加剂等物质包覆在微小的胶囊中的方法。
这种技术可以改善药物的稳定性、控制释放速度和提高生物利用度,同时还可以改善食品口感和防止香料挥发。
本文将详细介绍微胶囊造粒技术的原理。
一、微胶囊造粒技术概述微胶囊造粒技术是一种将核心物质包裹在外壳中形成微小颗粒的方法。
这些颗粒通常具有直径在1到1000微米之间,可以根据需要进行调整。
制备微胶囊的主要步骤包括:选择合适的材料作为壳层材料;选择合适的方法将核心物质包裹在壳层中;对所得到的微胶囊进行表征和评价。
二、壳层材料选择1.聚合物聚合物是最常用的壳层材料之一。
常见的聚合物有明胶、乙基纤维素等。
这些聚合物具有良好的生物相容性和可降解性,因此可以用于制备药物缓释剂和食品添加剂。
2.脂质脂质是另一种常用的壳层材料。
脂质包括磷脂类、甘油酯类等。
这些材料可以形成稳定的微胶囊,并且可以控制药物释放速度。
3.天然高分子天然高分子如明胶、海藻酸钠等也可以作为壳层材料。
这些材料具有良好的生物相容性和可降解性,因此可以用于制备药物缓释剂和食品添加剂。
三、核心物质包裹方法选择1.乳化法乳化法是一种常用的核心物质包裹方法。
该方法将核心物质溶解在水相中,将壳层材料溶解在油相中,然后通过搅拌或超声波处理将两个液体混合起来形成乳液。
随后,通过调整pH值或加入交联剂等方法使得乳液中的壳层材料凝聚成固体颗粒,从而形成微胶囊。
2.凝胶化法凝胶化法是一种将核心物质包裹在凝胶中的方法。
该方法将壳层材料溶解在溶剂中,然后将核心物质悬浮在溶液中,最后通过加热或添加交联剂等方法使得溶液凝胶化形成微胶囊。
3.喷雾干燥法喷雾干燥法是一种将核心物质包裹在壳层中的方法。
该方法将核心物质和壳层材料混合成溶液,然后通过高速旋转的喷雾器将溶液喷向高温的气流中,使得水分蒸发并形成固体颗粒。
四、微胶囊表征和评价制备好的微胶囊需要进行表征和评价。
常用的表征方法包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜、动态光散射仪等。
微胶囊技术的产业趋势

微胶囊技术的产业趋势微胶囊技术的产业趋势摘要:微胶囊技术是一种将物质包裹在微观尺度的胶囊中,以实现持续释放、保护、传递和控制释放的技术。
它在医药、食品、农业和日用品等领域具有广阔的应用前景。
本文将从技术发展、产业趋势和市场前景等方面分析微胶囊技术的产业趋势,并对其未来发展进行展望。
一、技术发展趋势1. 纳米级微胶囊:随着纳米技术的迅速发展,纳米级微胶囊将成为未来微胶囊技术的重要方向。
相比于传统的微胶囊技术,纳米级微胶囊具有更小的尺寸、更大的比表面积和更好的生物相容性,可以在药物传递和生物传感等领域发挥更大的作用。
2. 智能微胶囊:随着物联网技术的发展,智能微胶囊将成为未来微胶囊技术的发展方向之一。
智能微胶囊可以通过传感器实时监测胶囊内部的温度、湿度、压力等参数,并将数据传输到云端进行分析和处理,实现对胶囊内部环境的实时监控和控制。
3. 生物可降解材料:由于环境污染和可持续发展的要求,生物可降解材料将成为未来微胶囊技术的发展趋势之一。
目前,常用的微胶囊材料如明胶、纤维素醚等大部分是非可降解的,而生物可降解材料如聚乳酸、壳聚糖等可以在使用后自行降解,减少对环境的影响。
4. 高效制备技术:目前,微胶囊制备主要采用物理交联、化学交联和自组装等方法,但这些制备方法存在制备周期长、反应条件严苛、效率低等问题。
为了提高微胶囊的制备效率,需要开发出更加高效的制备技术,如微流控技术、超声波辐射技术等。
二、产业趋势分析1. 医药领域:微胶囊技术在医药领域具有广阔的应用前景。
随着人们对个性化医疗的需求增加,微胶囊技术可以实现对药物的精确控制释放,提高药物的疗效和安全性。
此外,微胶囊技术还可以应用于药物传递、基因治疗和细胞疗法等领域,为医药研发和临床治疗提供新的解决方案。
2. 食品领域:微胶囊技术在食品领域具有广泛的应用前景。
微胶囊可以用来包裹食品添加剂和营养成分,实现其缓释和控释,延长其保鲜期和改善其口感。
此外,微胶囊技术还可以应用于功能性食品、饮料和调味品等领域,为食品行业提供创新产品和服务。
微胶囊技术在化妆品中的应用与安全性评价

微胶囊技术在化妆品中的应用与安全性评价化妆品是现代社会人们日常生活中必不可缺的一部分,而对于化妆品的品质和安全性的要求也越来越高。
微胶囊技术作为一种新兴的科技手段,被广泛应用于化妆品领域。
本文将重点探讨微胶囊技术在化妆品中的应用以及其安全性评价。
一、微胶囊技术概述微胶囊技术是一种将活性成分封装在微小胶囊中的技术,通过胶囊的保护作用,能够延长活性成分的释放时间,提高产品有效成分的稳定性,增强产品的功效。
微胶囊的封装材料多种多样,常见包括蛋白质、聚合物等。
化妆品中的微胶囊通常是在产品的基质中悬浮分布,通过使用者的涂抹或涂抹后胶囊破裂释放的形式,使活性成分得以释放。
二、微胶囊技术在化妆品中的应用1. 控油抗痘类化妆品油脂过多是引发痘痘的主要原因之一,而一些化妆品通过微胶囊技术将控油成分封装,能够在皮肤表面形成一层薄膜,控制皮肤过度分泌油脂,从而达到抑制痘痘的效果。
2. 美白护肤类化妆品针对皮肤中的黑色素,一些美白成分可以通过微胶囊技术进行有效封装并释放,达到淡化色斑的效果。
由于微胶囊技术的应用,活性成分可以更好地被皮肤吸收,提高了美白护肤品的效果。
3. 抗衰老类化妆品微胶囊技术在抗衰老类化妆品中也有着广泛的应用。
例如,将维生素C等抗氧化成分封装在微胶囊中,可以保护其不被氧化破坏,延长其对皮肤的功效。
4. 其他应用领域除了上述几个常用的应用领域外,微胶囊技术在化妆品中的应用还包括防晒、保湿等方面。
通过微胶囊技术的应用,可以提高化妆品产品的稳定性和使用寿命,同时也增强了产品的使用体验。
三、微胶囊技术在化妆品中的安全性评价1. 成分选择在使用微胶囊技术封装活性成分时,需要选择无毒、低敏的成分,以保证化妆品的安全性。
封装过程中要确保活性成分在微胶囊中的稳定性,避免可能的化学反应或变质。
2. 检测方法为了评估微胶囊技术在化妆品中的安全性,需要借助先进的检测方法。
例如,通过检测微胶囊的尺寸、形态以及释放速率等指标,来评估微胶囊的性能和稳定性。
微胶囊技术

微胶囊技术是一项用途广泛而又发展迅速的 新技术。在食品工业,许多由于技术障碍而 得不到开发的产品,通过微胶囊都可以实现。 由于其可以实现许多目的:改善被包囊物质 的物理性质;使物质免受环境的影响,提高 物质稳定性,屏蔽味道和气体,降低毒性, 将不相容的物质隔离等等,为食品工业高新 技术的开发展现了良好的前景。
微胶囊的心材与壁材
可以用作壁材的聚合物种类繁多,主要为天 然高分子和合成高分子两大类常用的天然高 分子材料有明胶、 阿拉伯树胶、 纤维素、 壳聚糖、 酪蛋白、 松香、 紫胶、 琼脂、 蜂 蜡、 淀粉及其衍生物等 ,合成高分子材料有 聚乳胶、 聚乙烯醇、 聚氨基甲酚酯、 聚马 来酸酐或者其它酸酐 ,聚醋酸乙烯、 聚丙烯 酰胺、 聚乙烯基苯磺酸、 氨基树脂、 尼龙 羧甲基纤维素、 环氧树脂、 硝化石蜡、 聚 苯乙烯等 。也有利用无机材料作为壁材的。
微胶囊技术在食品加工中其他方面的 应用
益生菌的包埋 乳酸菌和双歧杆菌等益生菌经过蛋白质双层 微胶囊化包埋处理后,保证了在胃酸中不被溶解,而在肠液 的中性环境下经过2~3 min后释放出来,保证了益生菌在肠 道中的定植。经过微胶囊化处理过的益生菌有助于防止腹泻 和便秘 功能成分的微胶囊化 如猪骨油微胶囊 蘑菇增长促进剂 已有许多人研究用于蘑菇菌丝及其生长培 养基的合成添加剂提高了蘑菇的产量,缩短了其生长时间。 在酶中的应用美国的辉瑞公司开发了采用明胶或海藻酸钙为 在酶中的应用 壁材,对二乙酰基还原酶、还原烟碱基腺嘌呤二核苷酸或其 他可与啤酒或面包酵母结合的酶进行包裹的工艺。这些酶可 以除去啤酒或面包中的异味。
微胶囊的心材与壁材
根据需要包覆的对象,可选用一种或几种不 同的材料作为微胶囊的壁材。由于食品和饲 料行业的特殊性,所用的微胶囊壁材要求无 毒无害,这些壁材主要有植物胶类 (如海藻酸 钠、 琼脂、 阿拉伯胶、 黄原胶、 卡拉胶 )、 淀粉类 (主要是改性淀粉 )、 糊精类 (如糊精、 环糊精 )、 糖类 (如蔗糖、 麦芽糖乳糖 )、 纤 维素类及蛋白质类 (如明胶、 酪蛋白、 乳清 蛋白、 大豆蛋白等 )。
微胶囊工艺技术

微胶囊工艺技术微胶囊工艺技术是一种在微米尺度下制备胶囊的工艺技术,主要用于制备药物、化妆品、食品等领域的微胶囊。
该技术通过包覆药物、活性成分等物质于微米尺度的胶囊中,能够保护物质的稳定性、延缓释放速度,从而提高药物的疗效和化妆品、食品等产品的质量。
微胶囊工艺技术的制备过程一般包括三个主要步骤:包埋、凝胶化和硬化。
首先,要选择适合的包覆材料,例如壳聚糖、明胶等,然后将药物或活性成分溶解或悬浮于适当的溶剂中形成包被物。
接着,将包被物滴入一定温度的凝胶溶液中,形成初级胶囊。
最后,使用交联剂或酸碱交互作用等方法使初级胶囊的壳层变得坚固,形成最终的微胶囊。
微胶囊工艺技术具有多个优点。
首先,微胶囊能够将药物或活性成分包覆在胶囊内部,有效地保护药物的稳定性,减少氧化、光解、水解等因素的影响,从而延长药物的保存期限。
其次,微胶囊能够延缓药物的释放速度,使药物持续释放,提高药物的疗效。
此外,微胶囊还可以控制药物的释放速度和方式,从而实现针对性的治疗和控制剂量。
最后,微胶囊工艺技术还可以使两种或多种不相容的药物或活性成分在同一囊内共存,实现复方药物的制备。
微胶囊工艺技术在不同领域有着广泛的应用。
在医药领域,微胶囊可以用于制备缓释药物、靶向药物和肿瘤药物。
例如,通过包埋抗癌药物在微胶囊中,可以减少药物对正常细胞的伤害,提高治疗效果。
在化妆品领域,微胶囊可以用于制备抗衰老、保湿、美白等功能性化妆品。
例如,将抗衰老成分包覆在微胶囊内,可以延缓抗衰老成分的氧化,提高产品的稳定性和效果。
在食品领域,微胶囊可以用于制备调味品、营养添加剂等。
例如,通过包埋食物添加剂在微胶囊中,可以改善添加剂的稳定性和溶解性,提高产品的质量。
总的来说,微胶囊工艺技术是一种重要的制备胶囊的技术,具有保护、缓释、控制释放和组合多种活性成分等功能。
该技术在医药、化妆品、食品等多个领域有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步和创新,微胶囊工艺技术将更加成熟和广泛应用,为人们的生活和健康带来更多的福祉。
微胶囊包埋技术工艺

微胶囊包埋技术工艺
微胶囊的包埋技术是一种将活性成分包裹在聚合物壳内的方法。
具体的工艺步骤如下:
1. 准备聚合物:选择合适的聚合物材料,通常为丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物或明胶等。
2. 准备活性成分:选取需要包裹的活性成分,通常为药物或香料等。
3. 制备胶囊核心:将聚合物和活性成分混合,通常需要采用乳化或溶液聚合法制备。
4. 包埋:将胶囊核心浸入包裹用的聚合物溶液中,使其完全包裹在外层聚合物壳内。
该过程通常需要在低温、低搅拌条件下进行,以避免胶囊核心的损伤。
5. 固化:将包裹好的微胶囊在温度和湿度适宜的条件下进行干燥和固化处理。
这一步可以通过减小胶囊壳内的水分含量来保证长期储藏的稳定性。
6. 包装:将制备好的微胶囊分装在密封包装袋中,以免受空气、水分等外界因素影响。
微胶囊的包埋技术具有对活性成分进行保护、控制释放速度和延长使用寿命等优点,因此在药物、化妆品、食品等领域得到了广泛应用。
微胶囊技术原理及其在食品工业中的应用

微胶囊技术原理及其在食品工业中的应用随着人们对食品品质和口感的要求越来越高,食品工业也在不断地寻求新的技术手段来提高产品的品质和口感。
微胶囊技术就是其中一种被广泛应用的技术,它可以将一些有益的成分包裹在微小的胶囊中,从而保护这些成分不受外界环境的影响,同时也可以改善产品的口感和质感。
本文将介绍微胶囊技术的原理及其在食品工业中的应用。
一、微胶囊技术的原理微胶囊技术是一种将液体、固体或气体包裹在微小的胶囊中的技术。
这些胶囊通常由一种或多种聚合物组成,如明胶、壳聚糖、聚乙烯醇等。
微胶囊的大小通常在1-1000微米之间,可以根据需要进行调整。
微胶囊技术的原理是将需要包裹的物质与聚合物混合,然后通过喷雾干燥、凝胶化、沉淀等方法将其包裹在微小的胶囊中。
这些胶囊可以保护物质不受外界环境的影响,如氧化、光照、温度等,从而延长其保质期。
此外,微胶囊还可以改善产品的口感和质感,如增加产品的口感、口感、口感等。
二、微胶囊技术在食品工业中的应用1. 食品添加剂微胶囊技术可以将一些有益的成分包裹在微小的胶囊中,如维生素、矿物质、香料、色素等,从而保护这些成分不受外界环境的影响,同时也可以改善产品的口感和质感。
例如,将香料包裹在微小的胶囊中,可以使其更加均匀地分布在食品中,从而增加产品的香味和口感。
2. 调味品微胶囊技术可以将调味品包裹在微小的胶囊中,如酱油、醋、酱料等,从而保护其不受外界环境的影响,同时也可以改善产品的口感和质感。
例如,将酱油包裹在微小的胶囊中,可以使其更加均匀地分布在食品中,从而增加产品的味道和口感。
3. 饮料微胶囊技术可以将一些有益的成分包裹在微小的胶囊中,如维生素、矿物质、香料、色素等,从而保护这些成分不受外界环境的影响,同时也可以改善产品的口感和质感。
例如,将维生素C包裹在微小的胶囊中,可以使其更加稳定,从而增加产品的营养价值。
4. 糖果微胶囊技术可以将一些有益的成分包裹在微小的胶囊中,如维生素、矿物质、香料、色素等,从而保护这些成分不受外界环境的影响,同时也可以改善产品的口感和质感。
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微胶囊技术简介与实例目录微胶囊技术简介与实例 (1)微胶囊技术概述 (1)微胶囊及微胶囊技术概述 (1)常规微胶囊的制备方法 (2)三类特殊结构微胶囊简介 (4)人工器官微胶囊 (5)微胶囊在纺织品和医药中的应用 (7)微胶囊技术概述本章旨在对微胶囊的基本概念进行介绍。
对其微胶囊的各种制备原理及做一个涵盖面较全、概括性强的简介。
最后,对三种结构特殊的微胶囊(人工器官微胶囊、脂质体胶囊、纳米粒)进行简介。
微胶囊及微胶囊技术概述微胶囊是利用天然或合成的高分子材料对固体、液体或气体进行包封的、粒径为5~1000um的中空微囊(特别的,纳米微胶囊的平均粒径为200~300nm)。
微胶囊一般由一层薄膜和囊芯物质组成。
组成薄膜的材料称为囊材,组成囊芯的材料称为芯材。
囊材可以是天然物(如蜂蜡、氢化植物油衍生物、壳聚糖、乳清蛋白、纤维素等),也可以是合成物(如聚酯、聚氨酯、聚赖氨酸、聚乙二醇等)。
芯材的种类更加多样,按物质的状态分类,可以是液体、固体、气体,甚至可以是固、液混合物。
理论上可以将需要被包覆和保护的各种微小物质封存在囊壳内部(如精油、芳香剂、抗菌药物、金属粒子、酶、活细胞等等)。
将芯材包封在囊材的过程,即制备微胶囊的过程称为微囊化。
微囊化技术的主要特点是:改变活性物质的理化性质(相态、溶解度等);保护物质免受环境条件的影响;屏蔽味道、颜色和气味;降低物质的毒性;控制释放活性物质等。
经微胶囊化的芯材局域靶向性和控释性,可以根据需要在恰当的时间和恰当的位置以一定的速率对芯材进行释放。
如:经过微胶囊化的抗凝血药物,可生物降解的载药纳米粒借助导管给药系统,可将其输送到局部血管,并缓慢释放所携带的药物,可望有效防治血管再狭窄。
由于微胶囊技术的特点,带来了许多好处。
比如说,可以极大程度地保留了具有生物活性功能的物质;使液体转变为固体,便于加工;提高药物的生物利用率,减少药物用量,降低毒副作用等等。
常规微胶囊的制备方法现有的微胶囊制备方式分为三大类,即物理法、化学法、物理化学法。
本段将用简单的文字将各种制备方法的原理及特点进行概述。
1.1物理法主要借助流化技术,使芯材与囊材的混合液同时分散成雾滴并迅速蒸发或者冻结成微囊,或将芯材单独分散、悬浮,用囊材包被而成。
物理法制备的微胶囊有缺陷,表面存在少量芯材。
具体可分为:(1)喷雾干燥法将芯材物(一般为油脂类)在囊材(一般是亲水性)溶液中乳化,在惰性热气流中喷雾,溶剂迅速蒸发,囊材收缩成膜并包裹芯材物。
所得微囊直径为10~300um,近似球形,芯材有效载量为20%~40%。
成品质地疏松,为自由流动的干燥粉末。
(2)喷雾冷却(冷凝)法将芯材物(多为固体粉末、细小且形状规则近球形)分散于熔融的囊材(一般为不溶于水的油脂类)中,然后将此混合物在冷气流中喷雾凝固而成微囊。
凡在室温下为固体,高温下熔融的囊材,均可采用本方法。
(3)空气悬浮法芯材(固体)物料在向上的热风作用下保持悬浮,热风的压力形成了气垫,使得芯材物料始终在气垫上沸腾翻滚,与热风进行充分接触。
在包囊室内,囊材溶液被喷洒在循环流动的芯材微粒上,芯材颗粒变重下降,当下降到接近筛板的出风口时,由于下层热风的温度比上层高,因而颗粒水分蒸发加快,颗粒干燥变轻,所以在风力作用下又重新上升。
与囊材雾滴接触,然后又变重、下降、干燥,这样循环往复,直至芯材颗粒表面完全被囊材包裹,形成一层完整的“壳”,达到包埋的效果。
一般产品的粒径在40um左右。
由于可变因素更多,空气悬浮法的操作也比喷雾干燥法复杂得多。
特别是传统的空气悬浮法。
操作时要根据芯材的相对密度、颗粒大小及强度选择风压,还要根据囊材料液的喷雾速率、料液浓度等因素选择风压。
以保证物料悬浮并能在干燥过程中上下浮动。
囊材溶液的浓度不能过大,但要能保证形成一定厚度的膜;选择喷雾速率时,既要控制粒子不至于因为囊材溶液一次涂布太多而下沉,以致沾在筛板上,又要控制颗粒之间不能粘连。
1.2化学法化学反应法制备微胶囊的工艺,主要是利用单体发生聚合反应,形成高分子壁材将芯材包裹。
根据原料和聚合方式的不同,可以把化学法分为界面聚合法、界面配位法、原位聚合法和锐孔—凝固浴法。
(1)界面聚合法界面聚合法,系在分散相(水相)与连续相(有机相)的界面上发生单体的缩聚反应。
在界面聚合法制备微胶囊的工艺中,参加聚合反应的单体有两种,一种是水溶性的,另一种是油溶性的。
溶解性能不同的两种单体分别位于芯材液滴的内部和外部,并在芯材液滴的表面上反应形成聚合物薄膜。
对反应单体的纯度要求不高,但单体必须具有较高的活性,能够进行缩聚反应。
界面聚合根据反映原理又可以分为界面加成聚合和界面缩合聚合。
有实例记载天门酰胺酶微胶囊的制备,所得的微胶囊的平均粒径为20um。
(2)原位聚合法原位聚合法是一种和界面聚合法密切相关的微胶囊化技术。
在原位聚合法制备微胶囊的过程中,并不是把聚合反应单体分别加到芯材液滴和悬浮介质中,而是把反应性单体(或其可溶性预聚体)与催化剂全部加入分散介质(或连续相)中,芯材物质为分散相。
实现原位聚合法的必要条件是:单体是可溶的,而聚合物是不可溶的,所以聚合反应在分散相芯材上发生。
反应开始,单体先发生预聚,然后预聚体聚合,当预聚体聚合尺寸逐步增大后,沉积在芯材物质的表面。
由于交联及聚合的不断进行,最终形成芯材物质的微胶囊外壳。
与界面聚合法相比,可用于该法的单体范围很广。
均聚物、共聚物、接枝共聚物和嵌段共聚物均可用来组成囊壁。
(3)锐孔—凝固浴法锐孔—凝固浴法是将化学法和物理机械法相结合的一种微胶囊方法。
以可溶性聚合物为壁材,将聚合物配成溶液,以此溶液包裹芯材并呈球状液滴进入凝固浴中,使聚合物沉淀或交联固化成为壁膜制得微胶囊。
锐孔—凝固浴法主要应用于非水溶性的固体粉末以及疏水性液体的微胶囊化,如药物、维生素等。
1.3物理化学法本法在液相中成囊,即在芯材(如细胞)和囊材(如海藻酸钠)的混合物中,加入另一种物质或采用其他适当的方法使囊材溶解度降低而凝聚在芯材物质的周围,形成一个新相。
根据形成新相的方法不同。
可分为相分离法、粉末床法及干燥浴法(复乳包裹法)。
(1)相分离法(凝聚法)相分离法是在芯材与囊材的混合溶液中,加入非溶剂或不良溶剂、凝聚剂、凝聚诱导剂,或通过改变温度或pH使聚合物的溶解度降低,从溶液中凝聚出来,沉积在被包裹的芯材表面形成微胶囊的方法。
根据分散介质以及芯材在水中溶解性的不同,可以将相分离法分为水相分离法和油相分离法。
对水不溶性(或水溶性较差)固体或液体进行微胶囊化的相分离方法称为水相分离法。
对水溶性固体或液体进行微胶囊化的相分离方法称为油相分离法。
(2)干燥浴法(复乳包裹法)干燥浴法是通过将芯材分散到壁材的溶液中,再除去连续相的溶剂而实现微胶囊的。
一般来说,制备水溶性芯材的微胶囊是比较困难的。
界面聚合反应能用于水溶性芯材的微胶囊化,但是必须对单体先进行改性才能进行微胶囊化。
通过油相相分离方法可制备油包水型乳状液的水溶性芯材的微胶囊,工艺上尚存在许多问题,难以获得干燥的粉末产品。
采取千燥浴法制备微胶囊则具有上述方法所没有的优点。
此方法可以制备得到粒径大小为75~180um 的成品。
(3)粉末床法粉末床法的基本要点是,球状液滴的外层沾有被弄湿的粉末,从而使清晰且固定的相分离持久存在。
在实际的微胶囊化操作中,由于液滴是从粉末层的上方落下来的,故将此法命名为“粉末床法”。
采用该方法制得的微胶囊为毫米级的较大颗粒。
经常使用的是粉末型无机化合物。
由这种粉末床法形成的微胶囊具有凹凸不平的表面。
相分离法或界面聚合法所制备的发黏或潮湿的微胶囊,经过粉末床法可改善干燥效果。
(4)熔化分散冷凝法该法是利用蜡作为壁材制备微胶囊。
当蜡受热时,会软化并熔化变成液态,可将芯材分散在液态蜡中,形成分散体系。
当体系冷却时,蜡就围绕着芯材形成固态壁膜,形成了微胶囊。
该方法制备的微胶囊直径是毫米级别的,大小在3~5mm左右。
(5)囊芯交换法对于水溶性、高极性和低沸点的芯材来说,其微胶囊化是非常困难的。
囊芯交换法就是先通过凝聚法用明胶和阿拉伯胶将易包覆的非极性溶剂进行微胶囊化,然后在囊壁尚保持高渗透性的情况下,用极性溶剂逐步地置换囊中的非极性溶剂。
在交换过程中,采用了中等极性的溶剂。
在交换完成之后,明胶—阿拉伯胶囊壁变成非渗透性。
综上所述,各种制备微胶囊的方法均有自己突出的优势和不足,在具体使用过程中需要根据材料的性质和实验室现有的条件进行制备方法的选择,但是,这是建立在对这种制备方法的原理、优劣性能充分了解的基础上的。
三类特殊结构微胶囊简介对于一些具有特殊结构或特殊性能微胶囊,则需要结合其性质,采取更加特殊的制备方式,常见的有:(1)人工器官微胶囊以微胶囊作为免疫隔离装置,采用微囊化技术对异体活性组织或细胞进行包封,制备微囊化人工器官。
由于芯材是具有生命的活性物质,故在制备过程中从囊材原料的选择,到成型工艺的选择以及加工过程中个参数(如温度、P H)的控制,乃至最后成品的封装及运输均有相对比较严格的要求。
此部分会在后续章节中单独讨论。
(2)脂质体胶囊双亲性脂质由于其一端亲水,一端亲油的特殊结构,分散在水中自然形成闭合多层囊泡,每层均为磷脂的双分子层,囊泡中央和隔层之间被水相隔开。
利用这一性质,可以人工制备自组装胶状微粒,形成大小从20nm到几十微米的球形、椭球形的囊泡。
由于其囊材的特殊性,也决定了其制备方法的不同。
脂质体的形成机理在于:将脂质分散于水溶液中,一旦其浓度达到临界胶团浓度就会发生聚集。
聚集态结构随脂质分子浓度的增加而改变,从胶团到囊泡以及最后在高浓度下可以转变为反相胶团。
当达到平衡态时,体系中的脂质单分子和聚集形式的脂质分子之间处于一种动态平衡。
这是它们能够以物理聚集的方式而非化学相互作用自组装形成双分子层结构的基础。
其常用的制备方法有:a)薄膜法:即将脂质及脂溶性药物混合溶于适量的三氯甲烷或其他有机溶剂中,然后通入氮气或减压旋转去除有机溶剂,使脂质在器壁形成薄膜,加入含有水溶性药物的缓冲液,室温下放置3min使脂质水化,在高于相变温度(T m)的条件下振摇分散脂质,类脂膜碎片吸水膨胀,弯曲封闭则可形成多层脂质体(MLV),其粒径范围约1~5um。
b)逆向蒸发法:本法是基于超声处理过程中“反相胶团”的形成,使溶有芯材的小液滴分散在有机溶剂中。
而磷脂单分子层定向在界面上起稳定作用。
有机溶剂的慢慢去除则使得这些反相胶团转变成凝胶态。
这一步骤中的关键点就是凝胶态的坍塌以及部分反相胶团的崩溃。
多余的磷脂转而促进在残余的胶团周围形成双层,即形成囊泡。
其大小在200~1000nm之间,平均粒径为460nm。
还有其他的制备方式如复乳法、注入法、超临界流体法,这些方法中有的不适合用于药物的载体,有的设备复杂,实验室条件无法达到。