相分離法技術的研究進展-論文

1、相分離法技術的研究進展1.1 引言相分離法，是在含有心材和壁材的混合液中加入另一種物質(zhì)或溶劑，使壁材的溶解度降低，使其包裹著心材從混合液中凝聚出來自溶液中產(chǎn)生一個新相（凝聚相），形成微膠囊的過程12。這種制備微粒的方法成為相分離法，它可分為單凝聚法、復凝聚法、溶劑-非溶劑法和改變溫度法34。相分離技術廣泛應用于生物、醫(yī)藥、食品、化工等領域中，其應用前景廣闊，因此備受關注。1.2 相分離技術的研究狀況1.2.1 相分離技術在醫(yī)藥領域中的研究狀況盧國冬等采用相分離法對水凝膠進行了研究，較全面地介紹了國內(nèi)外多孔水凝膠材料的研究現(xiàn)狀及其在生物醫(yī)藥領域的應用,并對其發(fā)展前景進行了展望。水凝膠以其優(yōu)良的親

2、水和緩釋性能而廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生物、醫(yī)藥領域5，如控制藥物在體內(nèi)的緩慢恒速釋放，以延長給藥時間,獲得穩(wěn)定的血藥濃度；國內(nèi)對多孔水凝膠的研究主要集中于制備工藝,對其作為生物醫(yī)用材料的應用研究還不夠深入。未來多孔水凝膠的研究趨勢是:開發(fā)新型制備方法,優(yōu)化制備工藝 ,以期獲得性能優(yōu)良的產(chǎn)品；探索適合工業(yè)化生產(chǎn)的多孔水凝膠制備工藝,為其走向?qū)嶋H應用提供材料基6。郭輝等采用相分離法對多肽蛋白質(zhì)類藥物微球制備進行研究。隨著生物技術的高速發(fā)展，多肽蛋白質(zhì)類藥物不斷涌現(xiàn)7。這些活性大分子藥物在治療包括腫瘤、心血管疾病、糖尿病、等重大疾病方面具有無可比擬的優(yōu)點，如將大分子藥物通過可生物降解微球系統(tǒng)給藥，不

3、僅能有效防止藥物在體內(nèi)很快降解，還可能靶向送達體內(nèi)有效部位，達到緩釋長效目的8。由英才等用聚乳酸(PLA)為載體材料,以牛血清白蛋白為多肽-蛋白質(zhì)藥物的模型化合物,分別用相分離(PSM)和溶劑萃取法(SEM)制備出了平均5090m的PLA/BSA微球。研究不同載體材料,不同制備方法,不同BSA用量及載體材料中親水性明膠的加入對BSA釋放速度的影響,并對BSA用量與包埋效率的關系進行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):PSM和SEM均能制備出粒徑在5090m的PLA/BSA微球,在本實驗條件下,PSM和SEM的包埋效率分別為94.1%和35.2%,在12d的釋放周期內(nèi),含明膠和不含明膠的PLA/BSA微球的BSA

4、累積釋放量分別為47.0%和84.9%,兩種PLA/BSA微球均具有緩釋功能,明膠的加入使PLA/BSA微球比不含明膠的微球具有更長的釋放周期9。目前在制備多肽蛋白質(zhì)藥物微球給藥系統(tǒng)中依然存在很多問題，有待進一步深入研究。如制備過程中多肽蛋白質(zhì)藥物的半衰期短，多次計量給藥的治療方法給臨床應用帶來諸多不便，若將微球作為注射、直腸給藥、鼻腔給藥的載體，不但可以提高藥物的生物利用度，延長藥物的半衰期，還可以改變藥物的體內(nèi)分布，減少藥物的不良反應。因此以微球為載體的緩釋、控釋制劑的研究具有極其廣闊的應用前景1011。郁曉、任杰等人將可完全生物降解的共聚物作為壁材，以相分離法制備含抗真菌藥物兩性霉素B的

5、微球，研究了不同溶劑/非溶劑、不同分子量共聚物、不同配比共聚物、不同表面活性劑及其不同用量等因素對微球的粒徑大小、分布、藥物包封率和藥物體外釋放等性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，將溶劑相滴入非溶劑相是一種較好的制備微球的操作方法,由此法制備出的微球不僅粒徑很小，成球性好，而且顆粒分散性較好，是一種理想的微球制備操作方法；微球降解速率隨著聚合物中PEG含量的降低而減小，且聚合物中親水PEG鏈段所占比例較大時，藥物微球較先達到釋藥平衡12。趙佩瑾、賈方采用油相分離法13和有機溶劑蒸發(fā)技術，以乙基纖維素、海藻酸鈉材料作為四環(huán)素的釋放載體制備微膠囊緩釋體系，所得的微膠囊產(chǎn)品平均粒徑為500m，載藥量在33%左右

6、，包封率可達80%左右，在16h后藥物體外釋放基本完全，研究制備四環(huán)素微膠囊不僅具有明顯的緩釋功能，而且具有穩(wěn)定性好、包封率較高的優(yōu)點，有望成為一種新的控制釋放體系14 15。1.2.2 相分離技術在食品領域中的研究狀況采用微囊化技術包裹后的維生素不僅可以防止變質(zhì),還可以通過緩釋作用提高其利用率，因此水溶性維生素采用微囊化技術在醫(yī)藥及飼料添加方面具有較高的實用價值16。唐明紅等人采用高分子非溶劑變溫相分離法包被技術對維生素C進行包被，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)該方法能提高維生素C在高溫、高濕儲存環(huán)境中以及高溫、高壓調(diào)質(zhì)，制粒條件下的穩(wěn)定性。試驗結(jié)果得知，通過高分子非溶劑變溫相分離法包被技術包被后的維生素C在溫

7、度為85，相對濕度設定為95%的恒溫、恒濕箱內(nèi)儲存30和60 min后損失分別為0.25%和0.27%，差異不顯著（P>0.05）17。乳酸菌，是對人體具有重要的生理和保健功能的益生菌，研究認為，乳酸菌在腸道中能真正發(fā)揮他們的益生作用的數(shù)量至少在106107cfu/mL以上1819，但乳酸菌制品從生產(chǎn)到運輸、銷售、再被口服經(jīng)上消化道到達腸道的過程中，乳酸菌需經(jīng)受一系列不良環(huán)境的影響，導致到達腸道的活菌數(shù)大量減少，限制了乳酸菌生理作用的發(fā)揮，而微膠囊技術被視為解決這一問題的可行途徑。優(yōu)點：通過微囊化將乳酸菌菌體與外界的不良環(huán)境分開，避免其受損害，有利于儲存和運輸；采用腸溶性壁材后，還能防止

8、胃液的破壞，使其到達腸道遇腸液才溶解，從而使盡可能多的菌體到達腸道并定于腸粘膜上，真正起到保健和治療的作用。將其應用于乳制品如酸奶、奶酪和冷凍乳制品、發(fā)酵乳制品及保健型口服微膠囊菌粉等的生產(chǎn)潛力巨大。缺點：微膠囊技術盡管早已廣泛應用于醫(yī)藥、化工、食品等領域，但在乳酸菌的實際生產(chǎn)中，微囊化的產(chǎn)品卻很少，這是因為乳酸菌微囊化工業(yè)生產(chǎn)仍存在瓶頸，主要體現(xiàn)在微囊化方法、壁材和生產(chǎn)設備三個方面上。目前的微囊化方法盡管有很多種，但是可以應用于乳酸菌的方法卻不多，即使以上介紹的幾種方法可以保持乳酸菌的活性，但應用于工業(yè)生產(chǎn)仍存在著很多困難20張堅、劉鳳云采用相分離法、硫酸鹽法和三氯乙酸法(TCA法),從油菜

9、蜂花粉中提取核酸產(chǎn)品，并對三種提取方法提取的核酸產(chǎn)品進行核酸和蛋白質(zhì)吸收比值分析,發(fā)現(xiàn)DP相分離法得到的核酸產(chǎn)品中核酸的含量比較高；DP相分離法使用的大分子葡聚糖DT500和聚乙二醇6000均為大分子無毒材料,對人體無損害；DP相分離法提取工藝較簡單,無須去除有害殘留物和脫鹽。從而得出相分離法是最優(yōu)的提取方法21。茶油是我國優(yōu)良的木本油脂，氣味清香，富含單不飽和脂肪酸，具有預防冠心病、延緩動脈硬化的功能，但是，由于茶油單產(chǎn)低，價格高生產(chǎn)加工技術落后，影響了油茶生產(chǎn)，王承南等人研究利用凝聚法工藝對茶油進行微膠囊處理，目的是為深度開發(fā)利用茶油產(chǎn)品提供技術依據(jù)22。1.2.3 相分離技術在化工領域中

10、的研究狀況甘氨酸是一種重要的化工中間品，廣泛應用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、飼料等行業(yè)23。它的分離與合成工藝越來越受到關注，胡衛(wèi)國對甘氨酸合成與分離的工藝進行了研究，經(jīng)研究得出甘氨酸總收率大于87%，純度超過98%。利用相分離方法分離出混晶中的甘氨酸，操作簡單，甘氨酸質(zhì)量好24。徐世艾等人簡述了國內(nèi)外順丁橡膠溶液的相分離法發(fā)展概況，在溶液聚合中,溶劑的分離回收是能耗很高的階段。美國馬薩諸塞理工學院Gutwski等利用臨界溶液溫度(LCST)原理,提出了用相分離法來分離順丁橡膠溶液，相分離法與其他分離方法相比耗能低，能耗僅為傳統(tǒng)釜式凝聚的13.4%25。利用相分離法制備的微膠囊、微膠囊化染料26，應用到紡織

11、品上可以賦予紡織品綺麗的外觀、宜人的香氣、保暖的特性、阻燃的功效等等。與發(fā)達國家相比，我國的微膠囊技術及其在紡織品上的應用技術均比較落后，為了提升紡織品的附加值和競爭力，應該重視這項技術的研究、開發(fā)和應用27。氣息整理是紡織品整理的一個方面，采用相分離技術制備微膠囊將香精包覆，制成微膠囊型留香整理劑，再把它整理到織物上，人為控制香味釋放速度使之緩慢釋放，大大延長織物留香時間。程莉萍、彭維建采用相分離法，以PVA為外膜材料，CMC為相分離物，將香精微粒包囊，形成的微膠囊留香整理劑整理織物延長了留香時間,達到長效緩釋效果，織物經(jīng)多次洗滌后仍能保持濃郁清281.2.4 相分離法在環(huán)境工程領域中的研究

12、狀況朱曉燕等人采用兩相厭氧反應器對處理高固體含量的有機廢水進行了研究，兩相厭氧生物處理系統(tǒng)本質(zhì)的特征是相的分離。相分離的實現(xiàn)對于整個處理工藝主要可以帶來兩方面的好處：一是可以提高產(chǎn)UASB中污泥的產(chǎn)甲烷活性；二是可提高整個處理系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和處理效果。兩相厭氧反應器的產(chǎn)酸相通過水解酸化作用能大大降低藻漿中SS 的含量，有效地避免了SS直接對UASB的沖擊。此外，產(chǎn)酸相還能有效地去除藻漿中某些毒物，有利于產(chǎn)甲烷相的運行，提高厭氧消化工藝的處理效果和運行穩(wěn)定性29。馬放等采用生物相分離技術對處理染料廢水進行了研究，生物相分離技可以有效地將大分子有機物降解為小分子有機物，增加后續(xù)好氧處理的可生化性

13、，從而提高處理效率和整個處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使出水CD平均在200mg/L以下，去除率達90%左右。采用生物相分離技術,對染料生產(chǎn)廢水進行二級生化處理,具有運行穩(wěn)定,抗沖擊負荷能力強，運行費用低廉,維護管理簡單的特點30。1.3 相分離技術展望 相分離法是構(gòu)成新的制備微膠囊技術的工藝基礎之一，作為一種新技術將給人們提供許多新型產(chǎn)品，滿足人們各種需求，具有廣闊應用前景。隨著微膠囊技術的迅速發(fā)展，其應用范圍也從最初的藥物包覆和無碳復寫紙擴展到醫(yī)藥、食品、農(nóng)藥、飼料、油墨、粘合劑、化妝品、洗滌劑、感光材料、紡織等行業(yè)，取得較廣泛的應用。尤其是隨著微膠囊技術在生物、醫(yī)學領域的推廣應用，相分離技術被廣泛的

14、應用于動物細胞的大規(guī)模培養(yǎng)、細胞和酶的固定化、藥物的控制釋放、抗癌藥物的篩選以及蛋白質(zhì)等物質(zhì)的分離方面。同時相分離技術在廢水處理方面的應用也具有重大意義，其發(fā)展前景廣闊，將成為重點研究對象。1.4 參考資料：1 王林山.微膠囊技術及其在食品工業(yè)中的應用J.冷飲與速凍食品工業(yè),2004,10(2):4142.2 王璐，許時嬰.香精香料微膠囊化J.食品與發(fā)酵工業(yè)，1999，25(3):5258.3 陶曉杰，楊懷玉，沈長斌.微膠囊技術的研究進展及其在緩蝕劑中的應用J. 腐蝕科學與防護技術,2002,14(6):330331.4 畢殿洲.藥劑學.北京:人民衛(wèi)生出版社.1999.164.5 焦聯(lián)聯(lián).稀土

15、雜化水凝膠的制備及其性能研究D.2007.1113.6盧國冬,燕青芝,宿新泰等.多孔水凝膠研究進展J.化學進展,2007,19(4):486487.7朱姚亮,劉衛(wèi),陳華兵等. 多肽蛋白質(zhì)類藥物離子導入經(jīng)皮給藥的研究進展J.中國新藥雜志,2005,14(12):1395.8 郭輝,黃堅.多肽蛋白質(zhì)類藥物微球制備方法研究進展J.醫(yī)藥報道,2007,26(10):1202.9 由英才,伍國琳,李鑫等.生物降解多肽和蛋白質(zhì)藥物的控制釋放研究J.南開大學學報(自然科學),2002,35(1):99102.10 任杰,宋金星.聚乳酸及其共聚物在緩釋藥物中的研究及應用J.同濟大學學報,2003,31(9):

16、1055.11 沈正榮,朱家蕙,吳蘭亭,等.5-氟尿嘧啶聚乳酸微球制備及體內(nèi)外釋藥特性的研究J.中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,1995,26（27）:306309.12 郁曉,任杰,任天斌等. 兩性霉素B緩釋微球的制備及緩釋性能研究J.中國生物醫(yī)學工程學報,2007,26(3):446450.13 許建明.微膠囊技術對無機鹽改性的研究D.2002.78.14 趙佩瑾,賈方.四環(huán)素的微囊化及性能指標的評價J.中國醫(yī)藥導刊,2008,10(8):1284.15 賈方.徽膠鑫緩蝕劑的制備及性能評價D.2007.1113.16 范國梁,渠榮遴, 周維義等.水溶性維生素微囊包裹研究J. 天津大學學報,1996,29

17、(4):592597.17 唐明紅,郭帥,尹守錚. 高分子非溶劑變溫相分離法包被技術對維生素C穩(wěn)定性的影響J.飼料工業(yè),2010,31(18):4143.18 李祥明,張鈞利,常維山.乳酸菌微膠囊化的研究J.國內(nèi)科技簡報，1998,(12):23.19 宋健，陳磊，李效軍編著.微膠囊化技術及應用M.北京:化學工業(yè)出版社，2004.20 徐致遠,郭本恒,陳衛(wèi).乳酸菌微膠囊技術的研究進展J.乳業(yè)科學與技術,2005,(5):199201.21 張堅,劉鳳云.油菜蜂花粉核酸提取工藝的比較研究J.蜜蜂雜志(月刊),2006,(11):35.22 王承南,鐘海雁,謝碧霞.油茶籽油微膠囊凝聚法工藝技術的研究J.中南林 學院學報,2001,21(4):2829.23 楊華,王光裕.甘氨酸應用生產(chǎn)發(fā)展概況J.化工生產(chǎn)與技術,1996,(3):38.24 胡衛(wèi)國.甘氨酸合成與分離新工藝的研究D.2005.2831.25 徐世艾,馮連芳,王凱.順丁橡膠溶液的分離技術進展J.合成橡膠工業(yè),1997,