響應(yīng)性微膠囊

1、微膠囊技術(shù)層層自組裝微膠囊 的制備及其應(yīng)用1（一）概述A.基本概念微膠囊：指一種具有聚合物壁殼的微型包覆體。微膠囊化：制備微膠囊的過程稱為微膠囊化。微膠囊化技術(shù)：指將固體、液體或氣體包埋在微小而密封的膠囊中，使其只有在特定條件下才會(huì)以控制速率釋放的技術(shù)。其中，被包埋的物質(zhì)稱為芯材，包括香精香料、酸化劑、甜味劑、色素、酯類、維生素、礦物質(zhì)、酶、微生物、氣體以及其他各種添加劑。包埋芯材實(shí)現(xiàn)微膠囊化的物質(zhì)稱為壁材。2微膠囊技術(shù)中常用的壁材種類碳水化合物變性淀粉、麥芽糊精、玉米糖漿、環(huán)糊精、蔗糖、乳糖、茁霉多糖、纖維素、膠體、葡聚糖蛋白質(zhì)明膠、大豆蛋白、乳清蛋白、酪蛋白酸鈉、谷蛋白、肽、麥醇溶蛋白、血

2、紅蛋白、雞蛋清蛋白脂類石蠟、蜂蠟、硬脂酸甘油三酯、單甘酯、甘油二酯、油、脂肪、氫化油、卵磷脂3B.微膠囊的結(jié)構(gòu)形狀 微膠囊粒子有多種形狀，例如球形、粒形、谷粒形、腎形、絮狀、塊狀，也有豇豆形和無定形等。囊芯材料的結(jié)構(gòu)能夠影響制品的形狀，液體囊芯形成的微膠囊多為球形。微膠囊可以包埋一種或多種物質(zhì)芯材，可形成單核、多核、多核無定形微膠囊；囊壁町以是單層、多層和不同壁層，可以形成微膠囊簇和復(fù)合微膠囊。4常見的微膠囊的形狀和結(jié)構(gòu)示意圖5 LBL自組裝的核心是將離子化的基材依次浸入聚陰離子和聚陽離子溶液中，通過電性不同的離子結(jié)合成離子對(duì)，從而形成沉積膜。（二）層層自組裝微膠囊的制備6 20世紀(jì)90年代初

3、， 等采用可被去除的膠體顆粒作為模板，通過LBL技術(shù)，將聚電解質(zhì)沉積到膠體微粒上，然后除去作為模板的膠體顆粒，制備出了一類新結(jié)構(gòu)的聚合物中空微膠囊，從而將LBL技術(shù)由二維空間擴(kuò)展到三維空間。聚電解質(zhì)微膠囊制備示意圖7微膠囊的傳統(tǒng)制備技術(shù) 根據(jù)囊壁形成的原理，微膠囊的傳統(tǒng)制備技術(shù)大體上可以分為三類： 利用反應(yīng)生成囊壁的化學(xué)方法； 利用相分離形成囊壁的物理化學(xué)方法； 利用機(jī)械或其他物理作用形成囊壁的物理方法。8基于靜電和氫鍵作用的LBL微膠囊的交聯(lián) LBL組裝微膠囊的新制備方法9 基于共價(jià)鍵作用的LBL自組裝微膠囊 a.依賴聚合物層與層之間的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行組裝 將側(cè)基分別帶有疊氮基團(tuán)和炔基基團(tuán)的PA

4、A在SiO2表面進(jìn)行LBL組裝，去核后得到微膠囊。該微膠囊的尺寸可隨pH的變化而變化。組裝需在pH=3.5的鹽溶液中進(jìn)行，以防止PAA單元去質(zhì)子化后分子鏈間的靜電排斥作用阻礙組裝的進(jìn)行。10 b.有機(jī)溶劑體系中的LBL組裝 以氨基化的SiO2粒子為模板，通過氨基與環(huán)氧基的反應(yīng)把PAH和聚甲基丙烯酸甲酯環(huán)氧丙酯（PGMA）層層組裝在粒子表面。11c.大分子和小分子的交替組裝 該共價(jià)組裝體系利用多官能度的小分子來實(shí)現(xiàn)官能團(tuán)的反轉(zhuǎn)，從而達(dá)到交替組裝的目的。 以GA介導(dǎo)PAH在碳酸錳粒子表面的組裝，可獲得GA交聯(lián)的PAH單組分微膠囊。12 基于堿基對(duì)作用的LBL組裝微膠囊13基于主客體作用的LBL自組

5、裝微膠囊 主客體作用是超分子自組裝中常用的一種驅(qū)動(dòng)力，其中基于環(huán)糊精的主客體作用的研究比較多。14（三）響應(yīng)性聚電解質(zhì)微膠囊 pH響應(yīng) 離子強(qiáng)度響應(yīng) 溶劑極性響應(yīng) 溫度響應(yīng) 電荷響應(yīng) 光、磁和超聲響應(yīng)響應(yīng)性15pH響應(yīng) 這種HSA/磷脂微膠囊在pH7.4時(shí)，大分子探針不能進(jìn)入。在低pH條件下，HSA構(gòu)象的變化導(dǎo)致微膠囊壁的磷脂雙分子層變的更加無序，從而增加了滲透性能。人血清白蛋白（HSA）/磷脂微膠囊的pH響應(yīng)滲透性16電荷響應(yīng) 某些具有特殊結(jié)構(gòu)的微膠囊具有電荷響應(yīng)，即可以依據(jù)分子所帶電荷的性質(zhì)進(jìn)行篩分。內(nèi)含聚電解質(zhì)微膠囊的制備示意圖17（四）微膠囊的應(yīng)用 如今，微膠囊技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)學(xué)、藥物、獸

6、藥、農(nóng)藥、染料、涂料、食品、日用化工品等諸多方面得到了廣泛應(yīng)用。應(yīng)用微膠囊技術(shù)的目的主要有3點(diǎn)：改變液體的分散狀態(tài)，降低其揮發(fā)性，克服液體與周圍材料的熱力學(xué)不兼容性；核物質(zhì)與周圍介質(zhì)之間或核物質(zhì)顆粒之間的絕緣采用擴(kuò)散或殼體破壞的方法延緩被包裹物質(zhì)向介質(zhì)的釋放。18 醫(yī)藥中的應(yīng)用 在醫(yī)藥中研制出近百種藥物微膠囊化制劑，有65%的控制藥物是利用微膠囊技術(shù)生產(chǎn)的。藥物經(jīng)微囊化以后，可防止其在空氣中分解，減少對(duì)人體臟器的刺激，通過控制釋放（即緩釋），可減少服藥量，減少藥效。 農(nóng)藥中的應(yīng)用 隨著農(nóng)藥加工技術(shù)的進(jìn)步以及環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格，微囊化農(nóng)藥制劑以其能夠延長藥效期，提高藥效，降低揮發(fā)損失，以及隱蔽難聞氣味、降低對(duì)人畜的毒性和刺激等優(yōu)點(diǎn)而受到重視。在各方面中的應(yīng)用19 香料中的應(yīng)用 采用微膠囊技術(shù)將液體香精用天然或合成高分子化合物作壁形材料微囊化而制得固態(tài)的微囊香精。這種香精克服了液態(tài)香精易揮發(fā)的缺點(diǎn)，因而可以用于許多不宜使用液態(tài)香精的場(chǎng)合，進(jìn)一步擴(kuò)大了香料的使用范圍，并因此開發(fā)出許多新穎的香味制品。 顏料、染料中的應(yīng)用 在顏料粒子表面形成一層或多層改性包覆膜，可提高顏料在分散介質(zhì)中的潤濕性和分散性。不同的顏料，通過選擇不同的包覆材料，可制得具有良好著色力、光澤度及耐光、耐熱、耐溶