一种单分散壳聚糖微球的制备方法和所用装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及单分散微球的制备方法，特别是一种利用微流体原理量产单分散壳聚糖微球的方法。本发明还涉及利用该方法制备微球的装置。
【背景技术】
[0002]以高分子聚合物，特别是以壳聚糖为材料制备的微球，生物、医学和其它学科中得到越来越广泛的应用。壳聚糖微球常用于包埋药物、酶、细胞和微生物的载体。壳聚糖微球能够形成物理屏障对包埋物起到保护作用，如抵抗机械力对细胞损伤、增强细胞对外界不良环境胁迫的抵抗、防止酶变性等；生物相容性好，可以使细胞在包埋基质中自由生长，并且增强细胞代谢活性；包埋于微球中的微生物可更容易的被分离、分析和观察，如可以利用流式细胞仪对被包埋的微生物进行分选等；壳聚糖微球也可以改善包埋于其中的物质的性质，如延长其保存期、调控释放速率、屏蔽气味挥发作用等；另外还可以利用微球材料本身所具有的多种功能基团，连接具有生物活性的配基如抗体、酶等，用于生物化学分析等。
[0003]目前制备壳聚糖微球的方法均具有一定的局限性，如挤压法能制备粒度较大的微球但难制备小粒径微球；微流体法能制备直径较小的微球，但制备量少且管道易堵；膜乳化法存在对设备要求较高，制备工艺成本较高等问题。粒径均一的单分散微球的制备，尤其是要求制备条件简单温和的微球制备(如细胞包埋)，在技术上还有待于进一步改善。
【发明内容】
[0004]为了克服均一壳聚糖微球制备中的以上问题，本发明目的在于提供能够一种粒径均一可控的高通量的壳聚糖微球制备方法。
[0005]本发明的目的还在于提供一种制备上述粒径均一可控的高通量的制备装置。
[0006]为了实现本发明的目的，本发明提供了一种单分散壳聚糖微球的制备方法，包括以下步骤:配制分散相溶液、连续相溶液和凝固浴溶液，使分散相和连续相在毛细管中汇合，毛细管中分散相与连续相的流动方向相同，控制分散相和连续相的流速和粘度，获得粒径相对均一的单分散壳聚糖液滴，所述液滴通过固化得到单分散壳聚糖微球。
[0007]更具体地，该方法还包括以下步骤:
[0008](I)分散相溶液的配制:以粘度为70cps的壳聚糖为材料，配制壳聚糖质量百分比为1.5%?6.0 %之间的壳聚糖水溶液；
[0009](2)连续相溶液的配制:选用石蜡油或植物油；
[0010](3)凝固浴溶液的配制:配制浓度为10%三聚磷酸钠溶液；
[0011](4)调整分散相和连续相的流速:控制分散相的流速为0.4?0.6ml/h，连续相的流速为 60-80ml/h ；
[0012](5)单分散壳聚糖液滴的形成:步骤(I)配制的分散相溶液和步骤(2)配制的连续相溶液在毛细管中汇合后，控制分散相和连续相的流速和粘度，获得粒径相对均一的单分散壳聚糖液滴；
[0013](6)液滴固化成微球:收集步骤⑷所得的液滴于步骤(3)配制好的凝固浴溶液中，固化反应后，得到单分散壳聚糖微球。
[0014]其中，步骤⑵中所述连续相溶液，优选为在石蜡油或植物油中添加表面活性剂，更为优选的是选用司盘80为表面活性剂，司盘80的质量百分比为I %。
[0015]步骤(3)中的凝固浴溶液，优选为10%三聚磷酸钠溶液。
[0016]步骤(4)中分散相流速优选为为0.5ml/h，连续相流速为70ml/h。
[0017]步骤(5)中的毛细管优选为玻璃毛细管，内径为500 μπι。
[0018]本发明进一步提供了上述制备方法所用的装置，包括舱盖，分散相分流微管，连续相进料管，反应微管，套筒，产物收集池，出样管，分散相进料管，隔板，排液口，套筒之间的内部腔室通过隔板的孔洞实现内部通联；分散相分馏微管与反应微管穿入隔板并与隔板密闭联接，分散相分馏微管与反应微管的内径和数量相同，位置排列一一对应，管口之间留有空隙。
[0019]优选的，所述分散相分流微管的数量为80?100个。
[0020]作为另一种优选，所述分散相分流微管的长度分别为5cm，内径为300?1000 μ m ；
反应微管的长度为8厘米。
[0021]上述装置制备单分散壳聚糖微球的原理如下:
[0022]利用恒流栗分别控制分散相和连续相，玻璃管作为连续相的流入通道，针头作为分散相的流入通道，针头位于玻璃管中轴处，分散相流入与连续相流动方向相同。当通入连续相和分散相，连续相从针头周围流过，共流两相在其之间的表面张力，连续相对分散相的粘滞拽力和作为分散相的粘性聚合物自身的粘弹性应力作用下，形成分散相微流，在末端周期性断裂形成大小均一的微滴，固化后形成单分散性聚合物微球。液滴的大小受针头孔径，连续相流速，分散相流速，以及两相间的界面张力影响，这就大大减少了微球制备对其它施加外力实验装备的要求，简化了实验装置，以一种更简便、制备条件更温和更有效的途径制备均一微球。此种方法制备的微球适合于在温和条件对细胞、微生物和酶等进行包埋，也可用于药物的包埋以进行药物的输送、药物控释。
【附图说明】
[0023]图1为实施例1制备的壳聚糖微液滴的光学显微图片，标尺为100 μm ；
[0024]图2为实施例1制备的壳聚糖微球的光学显微图片，标尺为100 μ m ；
[0025]图3为本发明的壳聚糖微球制备装置示意图，图中I舱盖，2分散相分流微管，3连续相进料管，4反应微管，5套筒，6产物收集池，7出样管，8分散相进料管，9套筒，10套筒，11隔板，12套筒，13排液口，14隔板。
【具体实施方式】
[0026]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明相关内容。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，而且，在阅读了本发明的内容之后，本领域的相关技术人员与本发明相比做出的等价形式的各种改动和修改，同样落入本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0027]实施例1
[0028]配制浓度