专利名称：聚多巴胺微囊和制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料的制备，是一种聚多巴胺微囊和制备方法，具体为生物启 发下制备聚多巴胺微囊和制备方法。
背景技术：
如今微囊越来越多地被用于微反应器、药物载体、细胞和酶的包埋防护以及基因 转染等领域。传统的微囊制备方法主要有三种(1)化学法，是指在液相中发生化学反应成 囊的方法。目前所采用的化学法主要有2种，即界面缩聚法与辐射化学法。虽能得到尺寸 较均一的微囊，但其尺寸往往难以调节。(2)物理化学法，本法在液相中成囊，即在囊芯物 和囊材的混合物中，加入另一种物质或采用其他适当的方法使囊材的溶解度降低而凝聚在 囊心物的周围，形成一个新相析出，故又称为相分离法。其特点是设备简单，高分子材料来 源广泛，适用于多种药物的微囊化，缺点是微囊粘连、聚集，过程可控性差。(3)物理及机械 法，主要是通过微胶囊囊壁材料的物理变化，结合一定的机械加工手段进行微囊制备，可控 性差。(4)层层自组装法，这是一种新兴的方法，可在模板表面通过静电吸附或共价法进行 层层组装，对微囊的壁厚和释放特性实现精确调控。自然界中的蛘类自身可分泌一种蛋白可粘附于船舶、岩石等各种表面。此反应条 件温合，粘附力强。研究表明，在液体粘附蛋白发生交联作用固化过程中多巴的氧化作用起 至关重要作用。多巴胺是一种神经传导物质，用来帮助细胞传送脉冲的化学物质，它与多巴 类似，在弱碱条件下可发生自聚合，具有模仿生物粘合蛋白的功能。多巴胺具有适宜的亲水 性和优良的生物相容性，同时带有多功能基团(氨基和邻苯二酚基，又叫儿茶酚基)。此外， 多巴胺易于涂覆在多种表面，这使得利用多巴胺制备微囊成为可能。这种生物粘合过程制 备微囊，操作简便，避免了酸碱催化剂、有机溶剂的使用，制备条件温和，颗粒尺寸可通过控 制模板的大小控制、适用范围更广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚多巴胺微囊和制备方法。基于生物启发下，以多巴 胺为原料进行微囊的制备。先在模板表面吸附多巴胺，利用多巴胺在弱碱条件下自聚合的 特点，在模板表面形成一层聚多巴胺膜，最后再将模板去除。本发明制备条件温和，制备原 料易得，制备工艺简单易行，通过对多巴胺的浓度和聚合时间来调控膜的厚度也比较容易。本发明提供的一种聚多巴胺微囊是以碳酸钙微粒为模板，多巴胺为原料，按照多 巴胺与碳酸钙模板的质量配比为0.1 1 10 1进行制备而成，工艺步骤含有聚苯乙烯磺酸钠(PSS)的氯化钙溶液与碳酸钠溶液反应制备PSS掺杂的碳酸 钙CaCO3(PSS)胶体微粒；CaCO3与PSS复合，表示为=CaCO3(PSS)。将该微粒用Tris-HCl缓冲溶液溶解分散，并加入多巴胺，在CaCO3 (PSS)微粒表面 吸附多巴胺并使多巴胺自聚合得到核壳结构的微粒；核壳结构的微粒与乙二胺四乙酸二钠(EDTA)溶液搅拌反应，水洗涤，离心分离；
3重复以上过程，除去碳酸钙得到自组装聚多巴胺微囊，水中贮存备用。平均粒径为3_5μπι。本发明提供的一种聚多巴胺微囊的制备方法包括以下步骤1)配制浓度为0.2 0.5Μ的氯化钙溶液，向其中加入聚苯乙烯磺酸钠(PSS)， 使其浓度为2 3mg/mL ；配制和氯化钙等摩尔浓度的碳酸钠溶液，分别过滤后，各取15 25mL氯化钙溶液和等体积的碳酸钠溶液，在1000 1200rpm的转速下将碳酸钠溶液加入氯 化钙溶液中，反应15 30s，静置15 30min，得到含碳酸钙沉淀的分散溶液。2)将所得分散溶液在转速为3000rpm的离心机中离心3min，离心后用水洗，重复 离心-水洗过程二次，后去除上清液，得CaCO3(PSS)微粒。3)配制浓度为0. 01 0. IM的Tris-HCl缓冲溶液，调节其PH为6. 0 10. 0。4)将多巴胺溶解于配制好的Tris-HCl缓冲溶液中，配成0. 2 20mg/mL的溶液。5)用Tris-HCl缓冲溶液洗涤两次CaCO3 (PSS)微粒，粒子浓度为1 % (w/w)，离心， 产物加入步骤4)的多巴胺溶液，使CaCO3 (PSS)重新分散，室温搅拌3 48h;离心分离，重 复用Tris-HCl缓冲溶液洗涤两次。7)用0. 05 0. 5M的EDTA溶液洗涤，3000rpm离心分离，重复3_5次，彻底除去碳
酸钙，去核后得微囊，以水洗涤三次，微囊制备至此完毕。本发明提供了一种聚多巴胺微囊和制备方法。首先制备碳酸钙微粒作为模板，将 多巴胺吸附于模板上，然后将利用多巴胺的自聚合作用，在模板上形成聚多巴胺膜，当聚多 巴胺膜有合适的机械强度后，用乙二胺四乙酸二钠去除碳酸钙内核。本发明制备的微囊，操 作简便，避免了酸碱催化剂、有机溶剂的使用，原料易得，制备工艺简单易行，通过对组装不 同层数而对膜的厚度控制也比较容易，颗粒大小可控，稳定性好，可重复性好，适用范围广。
图1为实施例1制备的多巴胺微球扫描电镜(SEM)照片。图2为实施例2制备的多巴胺微球扫描电镜(SEM)照片。图3为实施例3制备的多巴胺微球扫描电镜(SEM)照片。图4为实施例4制备的多巴胺微球扫描电镜(SEM)照片。图5为对比例1制备的微球扫描电镜(SEM)照片。
具体实施例方式实施例1将30mg的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)溶于15mL过滤后的氯化钙溶液(浓度为0. 2M) 中，向该溶液加入15mL过滤后的0. 2M的碳酸钠溶液，在转速为IOOOrpm的电磁搅拌机中反 应15s，关闭电磁搅拌并静置15min后开启电磁搅拌，将反应溶液搅拌均勻，取5mL加入离 心管中，共取4管。将4管悬浊液在转速为3000rpm的离心机中离心3min后用去离子水水 洗，重复离心_水洗操作二次。配制0. OlM的Tris-HCl缓冲溶液，调节其PH为6. 5，配制2mg/mL的多巴胺溶液。 将多巴胺溶液加入到清洗后的碳酸钙中搅拌48h后，3000rpm 3min离心收集固体粒子，向 每个离心管加入5mL Tris-HCl缓冲溶液，摇晃使粒子重新分散。在转速为3000rpm的离心 机中离心3min，Tris-HCl缓冲溶液洗，重复离心-缓冲液洗二次，后去除上清液。配制0. 05M
4的乙二胺四乙酸二钠(EDTA)溶液，向每只离心管中加入5mL，震荡反应30min，3000rpm离心 3min,去上清液。以上过程重复3-5次，以彻底除去碳酸钙，去核后得微囊，以水洗涤三次， 便可制得粒径为3-5 μ m的聚多巴胺微囊。实施例2将45mg的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)溶于15mL过滤后的氯化钙溶液(浓度为0. 3M) 中，向该溶液加入15mL过滤后的0. 3M的碳酸钠溶液，在转速为IOOOrpm的电磁搅拌机中反 应20s，静置20min后开启电磁搅拌，将反应溶液混合均勻，取5mL加入离心管中，共取4管。 将4管悬浊液在转速为3000rpm的离心机中离心3min后用去离子水洗涤，重复离心-水洗
操作二次。配制0. 02M的Tris-HCl缓冲溶液，调节其pH为7. 5，配制5mg/mL的多巴胺溶液。 将多巴胺溶液加入到清洗后的碳酸钙中搅拌24h后，3000rpm 3min离心收集固体粒子，向 每个离心管加入5mL Tris-HCl缓冲溶液，振荡使粒子重新分散。在转速为3000rpm的离心 机中离心3min，Tris-HCl缓冲溶液洗，重复离心-缓冲液洗二次，后去除上清液。配制0. IM 的乙二胺四乙酸二钠(EDTA)溶液，向每只离心管中加入5mL，振荡反应30min，3000rpm离心 3min,去上清液。以上过程重复3-5次，以彻底除去碳酸钙，去核后得微囊，以水洗涤三次， 从而制得粒径为3-5 μ m的聚多巴胺微囊。(后面几段请照此修改)实施例3将36mg的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)溶于15mL过滤后的氯化钙溶液(浓度为0. 4M) 中，向该溶液加入15mL过滤后的0. 4M的碳酸钠溶液，在转速为IOOOrpm的电磁搅拌机中反 应30s，关闭电磁搅拌并静置25min后开启电磁搅拌，将反应溶液搅拌均勻，取5mL加入离 心管中，共取4管。将4管悬浊液在转速为3000rpm的离心机中离心3min后用去离子水水 洗，重复离心_水洗操作二次。配制0. IM的Tris-HCl缓冲溶液，调节其PH为8. 5，配制8mg/mL的多巴胺溶液。 将多巴胺溶液加入到清洗后的碳酸钙中搅拌8h后，3000rpm 3min离心收集固体粒子，向每 个离心管加入5mL Tris-HCl缓冲溶液，摇晃使粒子重新分散。在转速为3000rpm的离心机 中离心3min，Tris-HCl缓冲溶液洗，重复离心-缓冲液洗二次，后去除上清液。配制0. 2M 的乙二胺四乙酸二钠(EDTA)溶液，向每只离心管中加入5mL，震荡反应30min，3000rpm离心 3min,去上清液。以上过程重复3-5次，以彻底除去碳酸钙，去核后得微囊，以水洗涤三次， 便可制得粒径为3-5 μ m的聚多巴胺微囊。实施例4将42mg的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)溶于15mL过滤后的氯化钙溶液(浓度为0. 5M) 中，向该溶液加入15mL过滤后的0. 5M的碳酸钠溶液，在转速为IOOOrpm的电磁搅拌机中反 应25s，关闭电磁搅拌并静置30min后开启电磁搅拌，将反应溶液搅拌均勻，取5mL加入离 心管中，共取4管。将4管悬浊液在转速为3000rpm的离心机中离心3min后用去离子水水 洗，重复离心_水洗操作二次。配制0. 05M的Tris-HCl缓冲溶液，调节其PH为9. 0，配制10mg/mL的多巴胺溶液。 将多巴胺溶液加入到清洗后的碳酸钙中搅拌6h后，3000rpm 3min离心收集固体粒子，向每 个离心管加入5mL Tris-HCl缓冲溶液，摇晃使粒子重新分散。在转速为3000rpm的离心机 中离心3min，Tris-HCl缓冲溶液洗，重复离心-缓冲液洗二次，后去除上清液。配制0. 5M的乙二胺四乙酸二钠(EDTA)溶液，向每只离心管中加入5mL，震荡反应30min，3000rpm离心 3min,去上清液。以上过程重复3-5次，以彻底除去碳酸钙，去核后得微囊，以水洗涤三次， 便可制得粒径为3-5 μ m的聚多巴胺微囊。对比例1将50mg的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)溶于15mL过滤后的氯化钙溶液(浓度为0. 33M) 中，向该溶液加入15mL过滤后的0. 33M的碳酸钠溶液，在转速为IOOOrpm的电磁搅拌机中 反应30s，关闭电磁搅拌并静置30min后开启电磁搅拌，将反应溶液搅拌均勻，取5mL加入离 心管中，共取4管。将四管悬浊液在转速为3000rpm的离心机中离心3min后用去离子水水 洗，重复离心_水洗操作二次。配制0. OlM的Tris-HCl缓冲溶液，调节其PH为8. 5。将Tris-HCl缓冲溶液加 入到清洗后的碳酸钙中搅拌6h后，3000rpm 3min离心收集固体粒子，向每个离心管加入 5mLTris-HCl缓冲溶液，摇晃使粒子重新分散。在转速为3000rpm的离心机中离心3min， Tris-HCl缓冲溶液洗，重复离心-缓冲液洗二次，后去除上清液。
权利要求
一种聚多巴胺微囊，其特征在于它是以碳酸钙微粒为模板，多巴胺为原料，按照多巴胺与碳酸钙模板的质量配比为0.1∶1～10∶1进行制备而成，工艺步骤含有聚苯乙烯磺酸钠(PSS)的氯化钙溶液与碳酸钠溶液反应制备PSS掺杂的碳酸钙CaCO3(PSS)胶体微粒，CaCO3与PSS复合，表示为CaCO3(PSS)；将该微粒用Tris HCl缓冲溶液溶解分散，并加入多巴胺，在CaCO3(PSS)微粒表面吸附多巴胺并使多巴胺自聚合得到核壳结构的微粒；核壳结构的微粒与乙二胺四乙酸二钠(EDTA)溶液搅拌反应，水洗涤，离心分离；重复以上过程，除去碳酸钙得自组装而成的聚多巴胺微囊。
2.一种聚多巴胺微囊的制备方法，其特征在于它包括以下步骤1)配制浓度为0.2 0. 5M的氯化钙溶液，向其中加入聚苯乙烯磺酸钠(PSS)，使其浓 度为2 3mg/mL ；配制和氯化钙等摩尔浓度的碳酸钠溶液，分别过滤后，各取15 25mL氯 化钙溶液和等体积的碳酸钠溶液，在1000 1200rpm的转速下将碳酸钠溶液加入氯化钙溶 液中，反应15 30s，静置15 30min，得到含碳酸钙沉淀的分散溶液；2)将所得分散溶液在转速为3000rpm的离心机中离心3min，离心后用水洗，重复离 心_水洗过程二次，后去除上清液，得CaCO3 (PSS)微粒；3)配制浓度为0.01 0. IM的Tris-HCl缓冲溶液，调节其PH为6. 0 10. 0 ；4)将多巴胺溶解于配制好的Tris-HCl缓冲溶液中，配成0.2 20mg/mL的溶液；5)用Tris-HCl缓冲溶液洗涤两次CaCO3(PSS)微粒，粒子浓度为(w/w)，离心，产物 加入步骤4)的多巴胺溶液，使CaCO3(PSS)重新分散，室温搅拌3 48h;离心分离，重复用 Tris-HCl缓冲溶液洗涤两次；7)用0. 05 0. 5M的EDTA溶液洗涤，3000rpm离心分离，重复3_5次，彻底除去碳酸钙， 去核后得微囊，以水洗涤三次，制备出微囊。
全文摘要
本发明涉及一种聚多巴胺微囊和制备方法。它是以碳酸钙微粒为模板，多巴胺为原料，按照多巴胺与碳酸钙模板的质量配比为(0.1；1-10∶1)进行制备而成。首先制备碳酸钙微粒作为模板，将多巴胺吸附于模板上，利用多巴胺的自聚合作用，在模板上形成聚多巴胺膜，反应一段时间，当模板上的聚多巴胺膜达到一定厚度后，用乙二胺四乙酸二钠去除碳酸钙内核。本发明制备的微囊，制备工艺简单，操作简便，避免了酸碱催化剂、有机溶剂的使用，原料易得，通过对组装不同层数而对膜的厚度控制也比较容易，颗粒大小可控，稳定性好，可重复性好，适用范围广。
文档编号B01J13/14GK101966441SQ201010275929
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月9日 优先权日2010年9月9日
发明者姜忠义, 张蕾, 石家福 申请人:天津大学