微胶囊制备及研究进展综述
微胶囊相变储能材料研究及应用进展评述

化。该法成本低廉 , 工艺简单, 易于大规模工业化生 产。 锐孔法是因聚合物的固化导致微胶囊囊壁的形 成 , 即先将线形聚合物溶解形成溶液 , 聚合物固化时 迅速沉淀析出形成囊壁。 复凝聚法适用于对非水溶性的固体粉末或液体 进行包囊。实现复凝聚的必要条件是 2 种聚合物离 子的电荷相反, 数量恰好相等。以明胶与阿拉伯胶 为例, 将明胶溶液的 pH 值自等电点以上调至等电 点以下 , 使之带电 , 而阿拉伯胶仍带负电 , 由于电荷 互相吸引交联, 形成正、 负离子络合物, 溶解度降低 而凝聚成囊。复凝聚法是经典的微胶囊化方法, 操 作简单。 溶剂挥发法也称为液中干燥法 , 将壳材料与芯 材料混合物以微滴状态分散到介质中, 挥发性的分 散介质迅速从液滴中蒸发或者被萃取形成囊壳。再 通过加热、 减压、 搅拌、 溶剂萃取、 冷却或冻结的手段 将囊壳中的溶剂除去。笔者所在实验室采用三氯甲 烷作为分散挥发相溶剂 , 制备了以聚苯乙烯为壁材、 以 CaCl2 6H 2 O 为芯材的微胶囊相变材料[ 10] 。
相变材料主要利用其在相变过程中吸收或放出 的热能, 在物相变化过程中与外界环境进行能量交 换( 从外界环境吸收热量或向外界环境放出热量 ) , 从而达到能量利用和控制环境温度的目的。 相变材料按照结构可以分为无机相变材料和有 机相变材料, 无机相变材料主要包括结晶水合盐类、 熔融盐类、 金属及其合金和氟化物等。其中最典型 的是结晶水合盐类 , 其具有较大的熔解热和固定的 熔点。 有 代 表 性 的 结 晶 水 合 盐 有: Na2 SO4 10H 2 O 、 CaCl2 6H 2 O 、 Na 2 S 2 O 3 5H 2 O 、 Mg Cl2 6H 2 O 等 , 这类相变材料存在着过冷和相分离的问 题。高级脂肪烃类、 醇类、 芳香烃类、 芳香酮类、 酰胺 类、 氟利昂类等是常用的有机相变材料 , 高分子类相 变材料包括聚烯烃类、 聚多元醇类、 聚烯醇类、 聚烯 酸类、 聚酰胺类等。石蜡是应用比较广泛的有机类 相变材料, 可 用通式 Cn H 2 n + 2 表示 , 选择不同 碳原 子数的石蜡, 可获得不同相变温度 , 相变潜热大约在 160~ 270 kJ/ kg 。石蜡作为相变材料 , 无过 冷及析 出现象、 性能稳定、 无毒、 无腐蚀性、 价格便宜, 但是 其导热系数小、 密度小、 单位体积储热能力差、 相变 过程中体积变化较大。 微胶囊相变材料与普通相变材料相比增大了传 热面积, 防止了相变材料与周围环境的反应, 有效控 制相转变时材料的体积变化, 提高了相变材料的使 用效率, 同时微胶囊相变材料便于封装 , 可以降低相 90 新技术新工艺!
碳纳米管微胶囊制备与应用进展

碳纳米管微胶囊制备与应用进展介绍了碳纳米管(CNTs)微胶囊的组成及特性,探讨了CNTs微胶囊的制备方法、影响因素以及在复合材料自修复、相变材料改性、缓释和贮能材料改性等方面的应用,并总结了CNTs微胶囊研究存在的问题与不足,提出了未来可能的研究方向。
标签:微胶囊;碳纳米管;分散;应用;进展碳纳米管(CNTs)因具有优良的力学性能、耐腐蚀性、导电性和传热性等特点,而备受科技工作者的关注。
具有高比表面积和表面能的CNTs极易团聚,影响了其在复合材料中性能的最大发挥。
如何将CNTs均匀分散于聚合物基体中以提高其在聚合物中的分散性,是CNTs复合材料的研究难点和重点。
目前提高CNTs分散的方法主要是在超声波辅助下,对CNTs采用表面功能化、分散剂分散和微胶囊化等方法,其中,微胶囊化法倍受关注。
微胶囊是由芯材和壳材2部分组成的。
CNTs微胶囊化是将CNTs充分分散作为芯材,用特定聚合物作为壳材进行包覆而成的。
该微胶囊可作为预分散CNTs 用于聚合物的增强。
CNTs微胶囊化不仅可以解决CNTs在复合材料中的分散问题,也可将其用于通用微胶囊技术中,保护芯材,提高微胶囊的热导率和热稳定性,如,加入CNTs可抑制相变材料的过冷和相分离,提高其热稳定性;通过提升通用微胶囊的电化学性能,用于生物传感器和生物催化;CNTs也可提高聚合物壳材的机械强度,通过控制微胶囊破裂释放可挥发性成分的释放速度,用于复合材料的自修复或留香。
随着学科的交叉渗透及微胶囊技术的迅速发展,CNTs 微胶囊在复合材料自修复、相变控制和缓释材料等方面有着进一步研究及应用的广阔前景。
Ts微胶囊的制备方法微胶囊的性能与芯材及壁材的物理化学性质、囊壁形成机理和成囊条件等有关。
目前微胶囊制备方法以层层自组装(LbL)、界面聚合法和原位聚合法的应用相对最广。
CNTs微胶囊化的关键在于包覆芯材CNTs的聚合物选择,有时还需使壳材固化成膜,壳材膜表面张力应小于芯材的表面张力。
微胶囊技术的研究进展及在食品行业中的应用

微胶囊技术的研究进展及在食品行业中的应用摘要:文章介绍了微胶囊的基本组成,总结了得到微胶囊的方式,并且对微胶囊技术在食品方面的应用做了阐述,提出微胶囊技术目前所遇到的问题,并展望了微胶囊技术的广阔应用前景。
关键词:微胶囊;微胶囊技术;食品应用微胶囊技术是一种已获得世界最高组织认可的新型技术,而且是21世纪重点研究开发的、可在食品行业中广泛应用的加工技术。
微胶囊技术指的是将芯材(添加剂、油脂等)与乳化剂进行结合,再与适宜的壁材进行组合得到理想的微胶囊的一种新型技术[1]。
目前,微胶囊技术已较为成熟,因其工艺、设备、材料的不断完善,使其在食品方面的应用更为广泛。
1 微胶囊的制备1.1 微胶囊的组成结构微胶囊相当于一种微型容器,外面是壁材,里面是芯材。
用不同的芯材和乳化剂进行结合,再与壁材进行结合所得到的微胶囊结构形态各不相同。
典型的微胶囊结构形态见图1[2]。
图1 典型的微胶囊结构形态Fig.1The typical microcapsule structure and morphology1.1.1 壁材在制备微胶囊时,选用合适的壁材是重中之重,能够决定是否制备出的微胶囊包埋率和稳定性都非常好。
理想壁材的主要特点是:芯材可以嵌入,而不影响其功能和含量;良好的成膜性能;良好的分散、乳化性能;无刺激性气味;有一定的强度和可塑性;使芯材在一定条件下可释放;有合适的粘度、溶解性和渗透性;无毒、价格适宜且易得到等。
一般情况下,用两种以及多种壁材进行包埋才能满足以上所有的特点。
除了必要的芯材和壁材外,有些微胶囊的制备需要添加适量的乳化剂来提高芯材的包埋率[3]。
乳化剂是制备微胶囊重要的物质之一,既有亲水性,又有亲油性,加入乳化剂防止油滴的聚集出现了油水界面。
例如,油脂先与乳化剂进行乳化,再用壁材包埋来得到微胶囊。
1.1.2 芯材微胶囊中通常用壁材包裹着的就是芯材,它通常由一种或者两种及以上的物质组成。
芯材的溶解度和壁材的溶解度必须不同,若是亲水性的芯材,则应该用亲水的壁材进行包埋;若是亲脂性的芯材,则最好选择疏水性的壁材来进行包埋[4]。
微胶囊加工技术论文(2)

微胶囊加工技术论文(2)微胶囊加工技术论文篇二微胶囊技术的功能特性及耐高温型微胶囊的研究现状摘要:微胶囊技术是近年来应用较为广泛的生产技术,通过对食品成分的微胶囊化,可以有效保护其功能成分,增加产品的稳定性。
本文综述了微胶囊技术的特点,功能,以及在食品工业中的应用,同时指出了微胶囊制备技术今后的发展趋势和前景。
关键词:微胶囊功能应用食品工业随着人们生活水平的提高,食品工业飞速发展,微胶囊技术越来越受到人们的青睐。
微胶囊技术就是指利用高分子材料,将固体,液体,气体物质包裹起来,形成具有半透性或密封囊膜的,粒子处于2-1000μm范围内的技术[1]。
微胶囊内部包埋的物质称为芯材,外部包囊的囊膜称为壁材[2]。
微胶囊自问世以来,得到了快速的发展,已越来越多的应用于医药、材料、日化、农业方面,尤其是在食品行业,许多由于技术屏障而难以利用的产品,通过微胶囊技术便得以实现,使原有产品的品质得到了大大的提高,与人们的生活息息相关[3]。
1. 微胶囊的功能与作用微胶囊的功能作用很多,很多产品利用微胶囊技术,其潜力可以得到大大提高。
总的来说,微胶囊的作用有如下几个方面:1.1 改变物质的质量、体积、状态和性能液体物质或者气态物质由于自身物理性质的决定,在运输、应用、保存方面有较大的限制。
但是若能将其制成微胶囊产品,便可以改变其物理状态,由自由流动的液体、气体等物质变成固态,便可以有效解决上述问题,提高在保藏、运输方面的优势[4]。
1.2 控制芯材释放微胶囊产品最大的特点就是控制芯材释放[5]。
因为微胶囊是具有半透性或全封闭式囊膜的微小粒子,因此在其中包裹的芯材,其释放能够得到一定的控制。
可以通过渗透原理,选择合适的壁材或合适的制备方法制造出以设计好的释放速度释放芯材物质的微胶囊,利用这一特点,可以很好的调节目标物质的释放速度和释放方式[6]。
如在医药行业中使用某种药品时,若想在一定时间内慢慢释放出药物,就可以采用微胶囊技术,用具有一定半透性作用的材料为壁材,所制备出的微胶囊制剂就会在进入人体后以一定的速度释放出药物,以达到调节控制药物释放的作用,这样便可以制备出高质量、具有一定控释作用的药品,增大了药物的应用空间[7]。
微胶囊的研制与应用进展

2 1 超临界流体技术制备微胶囊 超临界流体是一 . 种 温度 和压力 处 于临界 点 以上 的无 气 液界 面 区别且 兼 具液体性质和气体性质的物质相态。其具有特殊的溶 解 度 、 调变 的密 度 、 低 的黏度 和较 高 的传 质 速率 等 易 较 性 质 。特别是 近 几 年 和绿 色 化 学 紧 密 相 连 , 目前 受 到
收稿 日期 :0 20 -6 2 1 -10
按照传统的微胶囊分类方法 , 即根据涂层方法进 行分类 , 可以将微胶囊 的制备方法分为化学法、 相分离 法和物理法 , 传统 的微胶囊制备方法有溶剂蒸发法、 凝 聚法 、 面聚合 法 和 喷 雾 干燥 法 等 。这 些方 法 通 常 都 界 使用 有机 溶剂 , 因而 存 在有 机 溶 剂 在 产 品 中 的 残 留 和 污染 问题 , 且许 多方 法 的操 作 温度 相对 较 高 , 大多 热 对 敏性物质 , 如药物和生物制品等并不适用 。超临界流 体 微胶囊 化技 术就 不存 在这 样 的问题 。 2 2 溶剂 蒸发 法制 备微胶 囊 溶 剂蒸 发 法 , 称 干燥 . 又 浴 法 、 溶剂 法 、 液 固化 法 等 , 般 在 该 法 中用 作 微 脱 乳 一 胶囊 化介 质 的是水 或者 是挥 发性 油 。溶 剂蒸 发 法 既不 需 要提 高温 度 , 不需 要 相 分 离 剂 , W/ 也 从 O乳 液 液 滴 中相分 离形 成聚合 物壳 , 备 出微 胶 囊 , 可 以将 微胶 制 它 囊 的粒径尺寸控制在纳米范围内。 采用溶剂蒸发法制备微胶囊主要包括 4 个基本步 骤 : ①芯材料的结合 ; ②液滴形成 ; ③溶剂脱 除; 微 ④ 胶囊 的干 燥 与 回收 。
微型胶囊实验方法与制备研究

第一章绪论1.1 微胶囊简介1.1.1 微胶囊定义微胶囊是一种由聚合物壁壳所包覆的封闭微小容器,容器里面封存的是固体、液体甚至是气体。
外层包覆材料通常称为囊壁或壁材,里层被包覆的材料称为囊芯或芯材。
常见的微胶囊粒径处于微米级别,直径一般为1~500μm,壁厚在0.1~10μm范围内变化,芯材含量(囊芯在微胶囊总质量中所占的比例)为20~95%不等。
随着微胶囊技术的发展,目前已经合成纳米级别的微胶囊。
微胶囊的外部形态一般为球形,也可以呈现非球形的多态形状,通常取决于芯材的种类和形状。
当芯材为液体或气体时,形成的微胶囊大多为球形。
选择不同的芯材和壁材,采用不同的制备方法所获得的微胶囊的结构也会出现不同。
微胶囊有多种分类方法:从芯材看,可分为单核和复核微胶囊;从壁材结构看,可分为单层膜和多层膜微胶囊;从壁材组成看,可分为无机膜和有机膜微胶囊;从壁材透过性看,又可分为不透和半透微胶囊,半透微胶囊通常称为缓释微胶囊[1]。
图1.1是常见微胶囊的形态结构示意图。
图1.1 常见微胶囊的形态结构示意图Fig.1.1 The common structures of microcapsule1.1.2 微胶囊原材料的选择(1)壁材的选择微胶囊的壁材决定了微胶囊产品的性能和应用,不同材料的囊芯和不同的应用领域对微胶囊囊壁材料的要求大不相同。
微胶囊囊壁材料的选择范围非常广泛,许多无机材料和有机材料都可适用,但最常用的为高分子材料。
它的选取原则为:①壁材渗透性能应该满足使用的要求;②壁材固化以后使微胶囊具有一定的强度及可塑性;具有要求的粘度、熔点、玻璃化温度、成膜性、稳定性、渗透性、吸湿性、电性能、可聚合性、溶解性、相容性等;③壁材不与芯材反应,不与芯材互溶,水溶性芯材要选择油溶性的壁材,反之亦然[2]。
常用的微胶囊囊壁材料有明胶、琼脂、紫胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素、聚酯、聚脲等[3]。
(2)芯材的选择微胶囊的芯材可以是固体、液体、气体、以及三者的混合物。
纳米微胶囊技术在功能食品中的应用研究进展
纳米微胶囊技术在功能食品中的应用研究进展一、本文概述随着科技的不断发展,纳米技术在各个领域的应用日益广泛,其中纳米微胶囊技术在功能食品领域的应用也逐渐引起人们的关注。
纳米微胶囊技术,作为一种先进的纳米级封装技术,能够将活性成分、营养素或其他功能物质封装在微小的胶囊中,从而保护其免受外界环境的破坏,提高其在食品中的稳定性和生物利用率。
本文将对纳米微胶囊技术在功能食品中的应用研究进展进行综述,旨在探讨该技术在提高食品营养价值、改善食品口感、延长食品保质期等方面的潜在作用,以及目前面临的技术挑战和未来的发展趋势。
本文将介绍纳米微胶囊技术的基本原理和制备方法,包括常见的物理法、化学法以及生物法等。
随后,将重点综述纳米微胶囊技术在功能食品中的应用实例,如营养强化食品、功能性饮料、保健食品等,并探讨其在提高食品营养价值、改善食品口感、延长食品保质期等方面的实际应用效果。
还将对纳米微胶囊技术在功能食品应用中所涉及的安全性问题进行探讨,包括纳米材料的安全性评价、纳米胶囊在食品中的释放行为及其对食品稳定性的影响等。
本文将对纳米微胶囊技术在功能食品领域的应用前景进行展望,分析其在提高食品品质、促进食品工业发展等方面的潜在价值,同时提出未来研究的方向和重点,以期为相关领域的科研工作者和食品企业提供参考和借鉴。
二、纳米微胶囊技术的制备方法纳米微胶囊技术的制备方法多种多样,每一种方法都有其独特的优点和适用范围。
以下是几种常用的纳米微胶囊制备方法:界面聚合法:此方法通常是在两种不相溶的液体界面处,通过聚合反应形成微胶囊的壁材。
通过控制反应条件,可以实现纳米级别的微胶囊制备。
界面聚合法具有制备过程简单、易于工业化生产的优点,因此在功能食品领域应用广泛。
喷雾干燥法:喷雾干燥法是将含有壁材和芯材的溶液通过喷雾器雾化成小液滴,然后在热风中迅速干燥,形成微胶囊。
这种方法制备的微胶囊具有良好的流动性和稳定性,适合大规模生产。
然而,喷雾干燥法可能会导致芯材的损失,因此在制备过程中需要严格控制操作条件。
石蜡相变微胶囊研究进展
石蜡相变微胶 囊研究进展
熊 伟 -朱金华 李志生 文庆珍
( 海军工程大学理学院 武汉 1 40 3 293 3部队 青岛 3 0 3 2 2 260 ) 6 0 3
摘要 : 介绍了石蜡相变材料物相变化的特点 , 阐述 了石蜡微胶囊制备的主要方 法。 对石蜡微胶囊在能量利 用与热交换 、 温度控制和军事领域的应 用进行 了综述。分析了石蜡微胶囊在研究和应用 中存在的问题及解决
(2 "80 和低温相变材料 ( ~10 两类 ; 10- 5 ℃) ' 0 2 ℃) 按 照相 变形 式 、 变 过程 可 以分 成 固一 相 固相变 、 固 液 相变 和 固一 相变 及液 一 相变 四大类 【 考虑 气 气 l J 。
.
合法合成微胶囊时 , 囊芯在搅拌作用下被分散成 细粒 , 在形成的分散体系中以分散相状态存在。 孙浩 等 [ 用原 位 聚合 法 以切 片石 蜡和脲 醛 3 】 采
蜡为 内相 的膝醛树脂微胶囊 , 研究表明 , 形成具 有适宜大小的内相液滴是制备具有相变潜热高 、
粒径较细的徽胶囊的基础。
收 稿 日期 :0 00.0 2 1.52 作者简介 : 熊伟 (9 6)男, 18 - , 硕士生
Emal in w i8 0 2@1 6 o — i xog e00 7 4 2 . m : c
胶 体 与 聚 合 物
第 2 卷 8
12 界面聚 合法 . 界 面 聚 合 法 ( tr ca p l r ai ) 两 i ef i oy i t n 的 n a l me z o
特 点是 使 用 两 种 带有 相 反 电荷 的水 溶 性 高分 子 电解 质 做 膜 材 料 , 当两 种 胶 体 溶 液混 合 时 , 由于
肉味香精纳米微胶囊制备技术研究进展
的报道[ 。纳米 微胶囊 技术 是对传 统微 胶囊技 术 的改 1 ]
进, 传统 的微 胶囊技 术 已广 泛用 于食 品香精 工业 中 , 因
使 其免受 外界 不 良因素如 光 、 氧气 、 度 、 度 、 温 湿 酸碱度
收 稿 E期 :0 2 0 — 1 l 21— 4 6 基 金 项 目 : 东 省 高 等 学 校 大 学 生 创 新 实 验 项 目( 1 4 10 1 ; 州市 重大 民生 攻 关 项 目( 0 1 -0 1 ) 广 东 省 省 部 产 学 研 基 地 广 13 7 0 1 )广 2 1YZ0O 6 ; 建 设 专 项 ( 0 9 0 00 0 0 ; 恺农 业工 程 学 院 引进 优 秀人 才 科 研 启 动 项 目( 3 oo ) 20] 9202)仲 3 G26 3 4
此, 纳米 微胶 囊技术 在香 精 工业 ( 其是 肉味 香 精 ) 尤 的
开 发应用 前景将 更加 的广 阔 。
2 肉味香 精 纳 米 微 胶囊 制 备 的作 用
结合 肉味香精 的 物化 特性 和 纳 米 微 胶囊 的特 点 , 肉味香精 的纳 米 微 胶 囊 化 的 研 究 作 用 主 要 由 以下 几
Ab ta t Th e t f v r o a o t rm ir e c p u a i n i i h a d n w o d t c n l g me g d s r c : e m a l o fn n me e c o n a s 1 t sa h g n e f o e h o o y e r e a o
( l g fLi h n u t y a d Fo d S i n e h n k iUn v r i fAg iu t r l Co l e o g tI d s r n o ce c ,Z o g a e i e st o r c lu a y
微胶囊的研究现状
微胶囊的研究现状摘要本文综述了微胶囊研究进展中实现的突破,分析应用中存在的问题,研究微胶囊的修复机理、合成方法、影响因素,探究微胶囊的类型与在各个层面上的应用并展望其广阔的应用前景,分析当前研究中存在的问题,为微胶囊在更多领域的发展注入新的内容和活力,提供全新的机遇。
关键词微胶囊;自修复;影响因素前言微胶囊技术是指将某一目的物(芯或内相)用各种天然的或合成的高分子化合物连续薄膜完全包覆起来,而对目的物的原有化学性质丝毫未损的一项技术应用。
微胶囊合成受到表面活性剂等因素的影响。
在诸多领域均有着重要的作用。
众多科研人员从反应机理的综合性应用方向入手研究微胶囊。
White[1]等在2001 年首先提出利用微胶囊技术将修复剂包封在高分子膜内制成自修复微胶囊。
万健等[2]利用掺加修复微胶囊来实现混凝土的自修复,对其性能进行了实验研究,并评价了自修复的效果。
1 微胶囊的制备微胶囊自修复技术通过在拌制混凝土时加入内含液态修复剂的微胶囊来实现。
根据微胶囊造粒原理的不同,可将造粒方法归为三类。
物理方法包括喷雾干燥法、喷雾凝冻法、静电结合法等;化学方法包括界面聚合法、原位聚合法、分子包囊法和辐射包囊法等。
物理化学方法包括水相分离法、油相分离法、复相乳液法等;微胶囊的影响因素包括表面活性剂的影响、乳化剂的影响、芯材的影响。
伲卓[3]研究表明表面活性剂加入量与表面张力和界面张力大小成反比,随张力减小,芯材液滴分散程度更好,形成的胶囊颗粒度也更小。
赵鹏[4]研究表明采用一步原位聚合法合成以脲醛树脂为囊壁,以桐油为囊芯的自修复微胶囊,当乳化剂用量超过12 %后,随着乳化剂用量的增加,乳化稳定作用以及界面张力基本没有变化,因此微胶囊粒径减小的趋势不太明显。
张姚等[5]采用PV A 为乳化剂,保持其他条件不变,探讨芯壁比(MDPO∶MIPDI)对微胶囊表面形貌的影响,结果当芯材量过多时,微胶囊在干燥及抽真空过程中会出现破损,无法观测到规则的胶囊形状.当芯材量过少时,微胶囊表面会出现大量凹陷,可能是由于壁材浓度过大导致反应过于剧烈致使表面褶皱不规整。
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微胶囊制备及研究进展综述(标题具体一点)摘要:近年来,微胶囊技术在生物医药、化工、食品等行业得到了应用和发展。
微胶囊制备的新工艺、微胶囊性能分析的新方法、微胶囊形貌结构和孔结构的表征方法等,都取得了一定的成就。
本文综述了微胶囊的结构和性能方面研究的新进展。
关键词:微胶囊;制备;研究进展;综述引言:微胶囊是利用天然或合成的高分子材料为囊材将囊芯物(固态、液态、气态)包裹而成的微小容器。
微胶囊技术从应用于无碳复写纸开始,至今已普及至包括医药、农药、香料、涂料、食品、化妆品等不同领域。
近年来,随着学科的交叉,微胶囊技术应用、制备、结构与性能研究有了很大的发展。
如微囊化的胰岛能够保持活力并能在有糖尿病的动物体内长时期不断分泌胰岛素;临床上已将包裹的活性炭进行体外循环,对肾衰竭或肝功能失调的病人解毒;将风味物包埋在纳米粒中,再将其与部分水溶性配料或风味物质共同包在微球中,可以实现多组分包埋和连续的控制释放等等。
特别地,膜乳化法和微通道法使得单分散乳液制备和单分散微胶囊合成得以实现,促进微胶囊在生物医药、微细加工和电子材料等高新技术领域具有广泛的应用前景。
本文综述了微胶囊的结构和性能研究方面的新进展,对微囊的科学研究和应用研究具有一定意义。
(参考文献的引用要标注。
)1微胶囊的制备方法(该节没有新意,是科普知识)大致可分为3类:聚合反应法、相分离法、物理及机械法。
聚合反应法包括界面聚合法、原位聚合法和悬浮胶联法;相分离法包括水相相分离法和油相相分离法;物理及机械法包括熔化分散冷凝法、喷雾干燥法、溶剂或溶液萃取法等。
1.1界面聚合法界面聚合法制备微胶囊的原理是通过适宜的乳化剂形成油包水(或水包油)乳液,使水溶性(或油溶性)反应物的水溶液(或油溶液)分散进入油相(或水相),在油包水(或水包油)乳液中加入非水溶性(或水溶性)反应物以引发聚合,在液滴表面形成聚合物膜,这样含水微胶囊(或含油微胶囊)就会从水相(或油相)中分离。
将该方法制备出的微囊化乳酸菌产品用于乳酸发酵,其活菌含量会随发酵时间的延长而恢复。
藤原正弘等人改进了此方法,称复乳状液法,具体过程是将乳酸菌液与添加了聚甘油脂肪酸酯的氢化油脂混合形成W/O型乳状液,再分散于含增稠稳定剂黄原胶的乳酸钙溶液中,最终形成W/O/W型双重乳状液,将此乳状液逐滴加到低甲氧基果胶之类的成模液中,制成内部流动的微胶囊化产品,由于在菌体与外水相之间有一层固化的油脂膜作为屏障,使得产品在低pH值的条件下稳定性更高。
在界面聚合法中,尽管微胶囊的强度与使用的交联剂浓度成正比,但由于交联剂都有一定的毒性,会对乳酸菌的活性造成损害,所以很难得到广泛的认可。
复乳状液法操作复杂,且在双重乳状液形成过程中外水相与内水相极易混溶,故产品得率低。
1.2相分离法相分离法又称凝聚法,是将芯材料乳化或分散在溶有壁材的连续相中,然后采用某种方法(如加入聚合物的非溶剂、降低温度、或加入与芯材料相互溶解的第二种聚合物)使壁材溶解度降低并从连续相中分离出来,形成黏稠的液相(不是沉淀),包裹在芯材料上形成微胶囊。
根据包囊材料在水中溶解度的不同,可将相分离法分为水相相分离法和油相相分离法。
用相分离技术制备微胶囊时最常用的聚合物材料有明胶、琼脂、阿拉伯胶和乙基纤维素等。
SheuTY等人用油相相分离法制得的乳酸菌微胶囊,其乳酸菌的防冻能力提高了20%~50%。
相分离法操作复杂,在大规模工业化生产中应用很困难,特别是用油相相分离法制备油包水型水溶液微胶囊时尚存在许多工艺上的困难,且难以获得干燥的粉末产品。
1.3挤压法挤压法是最传统、最普通的方法,其中以海藻酸钠作为材料的固定化应用最多。
周剑忠等将乳酸菌与0.6%的海藻酸钠溶液混合后滴到1%的CaCl2溶液中固化,所得产品在低温和60℃条件下贮藏,乳酸菌的活菌数分别较未固定化产品提高了2个数量级和1个数量级。
但由于菌体分散于凝胶中,打断了凝胶网络的均匀结构,小分子物质容易通过壁材,因此不能很好地阻隔胃液,产品不具有耐胃酸性。
刘丽英等以海藻酸钠为壁材、CaCl2,为固化液制备微胶囊,当海藻酸钠浓度为2%和3%、固化液CaCl2浓度为2%和3%时,乳酸菌的包被产率和包被效率均在90%以上,但干燥对微胶囊化乳酸菌的存活率有很大影响。
近年来,部分学者将乳酸菌菌液与海藻酸钠在固化液中固化,在制得的胶粒中加入聚赖氨酸或壳聚糖与海藻酸钠络合成膜,这样制得的微胶囊耐胃酸性较好,可在模拟胃液中存放90min,比未包裹的乳酸菌提高了4个数量级,并且这种微胶囊在模拟肠液中溶解性较好。
挤压法使用的材料除海藻酸钠外,还有明胶、卡拉胶、果胶、邻苯二甲酸醋酸纤维素和石蜡油,一种或两种材料联用。
挤压法操作简单,成本低,能保持较高的菌体密度和活性,但很难获得干燥的粉末产品。
1.4喷雾干燥法喷雾干燥法是用单一工序将溶液、乳液、悬浮液或浆状液加工成粉状干燥制品的一种干燥方法。
喷雾干燥法使用的微胶囊化材料主要有液体石蜡、醋酸纤维素、柠檬油和羟基化糊精,其中柠檬油和羟基化糊精最常见,主要是由于使用该材料时干燥温度仅为38~65℃,比液体石蜡和醋酸纤维素的干燥温度(130℃)低得多,提高了乳酸菌的存活率。
魏华等采用喷雾干燥法对保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌进行了微胶囊化,发现活菌的保存期显著延长。
喷雾干燥法干燥速率快,时间短,物料温度较低,产品的分散性和溶解性好,生产过程简单,适用于连续化生产,但产品存在乳酸菌分散不均匀及制备过程中死亡率高的问题。
2 微胶囊的形态与结构2.1微胶囊的粒径及分布(归纳提炼在制备微囊粒径方面的新技术,研究分布的新方法)近10年来,纳米微球与纳米给药技术在医药中的应用不断成熟。
利用嵌段或接枝式共聚物能自组形成胶束形成现象,对位于核部的嵌段进行交联,可制备纳米微球,同时有研究显示在不加入任何乳化剂的条件下制得的直径为20nm的聚(4 乙烯基吡啶)(P4VP)凝胶微球,它稳定的机理不同于嵌段共聚物交联形成的微球。
超声乳化—化学交联方法制备的粒径为60~100nm负载丝裂霉素的白蛋白纳米微球,为静脉注射的靶向制剂的研制奠定了基础。
微胶囊粒径及其分布的有效控制一直是研究的热点。
Ma等采用SPG膜乳化法成功合成出单分散性良好的苯乙烯乳液液滴,进而采用悬浮聚合法得到了粒径单分散微胶囊。
利用膜孔径为2.8 m的SPG膜制备的载溶酶菌微囊呈圆球状,粒径均一,CV值为14.04%,而机械搅拌法制得的微球表面粗糙,粒径均一度差,CV值为76.54%。
采用膜乳化技术,将亲水性膜修饰成疏水性膜制得的载胰岛素壳聚糖微球粒径与膜孔径之间的关系表明粒径与膜孔径之间存在较好的线性关系,因此可通过选择适当孔径的膜制备出所需粒径的微球。
微通道装置是最近几年出现的制备尺寸均一可控微球的有效方法。
采用T型微通道装置(油相通道直径350 m,水相通道直径65 m,两通道接口处直径16 m)进行乳化,再结合戊二醛交联制备了几十到几百微米均一可控的壳聚糖微胶囊。
T型微通道装置尺寸固定,因此在一定条件下制得的微球尺寸均一,重复性好。
这为进一步研究多通道微流控装置或多个并列的T型微通道装置制备微球奠定了基础。
通过硅板材料表面的微通道MC乳化法制备了平均直径3~100 m,有良好单分散性的聚合物微球。
微通道乳化法利用表面张力促使微小液滴形成,液滴尺寸取决于微通道的结构。
用多种规格的硅板合成了一系列具有不同粒径尺寸和良好单分散性的聚二乙烯基苯微胶囊样品,研究了微胶囊粒径尺寸与微通道规格之间的关系,为胶囊粒径尺寸设计奠定了基础。
2.2微胶囊的表观结构(为何研究表观结构,能结合一些典型的图片说明)微胶囊由于成囊工艺、囊材、芯材的不同使得微囊表观形貌差异很大。
用β环糊精包裹玫瑰香精的固体包合物是菱形片状结构,而在包裹薰衣草时显微镜观察是针状晶体。
乙基纤维素(EC)、醋酸纤维(CAB)、聚甲基异丁烯酸酯(PMMA)包裹杀虫剂,用扫描电镜(SEM)观察EC微球表面粗糙多孔,CAB微球有微小的孔洞,PMMA微球表面光滑。
有的芯材是晶体结构,它会使微囊表面有褶皱,例如,三酰甘油微胶囊。
在成囊工艺上使用适量的水可以得到分离很好的球形粒子,其原因一方面可能与粒子在反应溶液中的分散稳定性或者粒子的沉淀机理有关,另一方面水调整了聚合体系反应溶液的极性。
液中干燥法制备蜂胶乙基纤维素微球,由于囊材及囊芯在内相有良好的溶解,制得的微囊表面光滑并有微孔,圆整度较好。
近年来有研究者利用海藻酸钠壳聚糖海藻酸钠(ACA)微胶囊,实现了微生物、哺乳动物细胞的包封。
利用XPS表面分析技术,分析ACA与APA微胶囊膜的表面化学组成,结果显示ACA微胶囊表面带负电荷的含C基团与带正电荷的含N基团的相对百分含量分别为30.6%与60.4%,而APA微胶囊分别为42.3%与30.0%。
因此,ACA微胶囊表面比APA带更多的正电荷,更有利于蛋白质吸附与细胞粘附。
2.3微胶囊的内部结构及研究方法(要提炼以下的方法,列表说明。
方法,特点(能观察到的信息),优缺点,应用)2.3.1 原子力显微镜分析技术原子力显微镜(AFM)观察样品时不需表面喷金的处理过程,可以直接观察样品表面的形态,所以应用AFM观察到的样品更接近自然状态。
用AFM观察石英片上的聚电解质多层膜(CHI/ALG)和(PD/PSS),发现(PD/PSS)表面光滑,平均粗糙度 1.88nm,但膜上有许多裂缝,最长达1nm,而(CHI/ALG)的膜没有明显裂痕。
因此,Babazadeh选择(CHI/ALG)作为壳层来达到延缓芯材释放的目的。
首次用AFM观察口腔微生物变形链球菌,在自然状态和液相下清晰地观察到了菌体细胞表面的超微结构以及缺陷型菌株的二维和三维图像。
2.3.2 红外光谱分析技术物质的红外谱图包含丰富的结构信息,集中表现了各种化学键的振动形式在微胶囊研究上,可用红外光谱技术分析囊材和芯材的相互作用以及微胶囊的表面结构。
用傅立叶红外光谱仪对胺基聚丙烯酰胺磁性微球的表面功能团进行分析,红外谱图显示NH2吸收峰完整,磁流体与单体聚合完全形成囊材。
用戊二醛(GA)交联羟甲基壳聚糖(OCMC),将芯材PM包裹进后,PM的1480/cm(芳香C=C)和1284/cmC N伸缩振动都没有明显变化,证明PM和OCMC没有发生化学反应。
2.3.3 X射线晶体衍射技术X射线晶体衍射技术(XRD分析技术)LX射线晶体衍射技术可以分析晶体结构的芯材。
胰岛素在临床上治疗糖尿病,双乳液和固体粉末法制得的胰岛素微囊在体外均显示了很好的缓释性,XRD技术分析得到,胰岛素在微囊内部是晶体结构用高熔点的三酰甘油作为包囊材料,采用温度可控的膜乳化技术制备均一大小的固态脂质微球(SLMC),XRD的衍射峰可以清晰地观察到三酰甘油在293K下作为包囊材料是结晶化的,而且可以看出三酰甘油是β型结晶,而SLMC是а型结晶,Masato和Masahiro分析认为该相变是由于快速冷却到室温所造成的。