以碳酸钙微球为核心NaCS-PDMDAAC生物微胶囊的制备

摘要

聚阴离子纤维素硫酸钠(NaCS)-聚阳离子二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)胶囊体系是聚电解质生物胶囊的典型代表。该胶囊体系具有物理化学性质稳定、生物相容性好、截留性能好等优点，但传统的NaCS-PDMDAAC的制备方法主要为液滴法，尺寸一般为1mm以上，且多数超过2mm，限制了其在微观方面的应用。本文从制备模板核心出发，利用层层自组装法制备得到微米级的粒径均一的中空NaCS-PDMDAAC生物微胶囊，主要研究内容如下：
　　 首先，以羧甲基纤维素钠(CMC)为晶体生长调控剂控制CaCO3粒子的合成，考察了CMC浓度、搅拌速度、沉积反应温度、沉积反应时间对CaCO3粒子形貌的影响，实验表明在CMC浓度为0.5g/L、搅拌速度为400rpm、沉积反应温度为室温、沉积反应时间为30min的实验条件下可得到表面光滑粒径均一的碳酸钙微球。
　　 进而，采用扫描电子显微镜、粒度分析仪、X射线衍射、热重分析仪、Zeta电位分析仪对合成的碳酸钙微球的形貌与内部结构、粒径分布、晶型、CMC含量、表面电位进行了表征。实验结果表明，合成的碳酸钙微球为表面光滑无突起、内部结构严实的球文石型粒子，粒径分布主要在6-8μm之间，粒径较为均一，单分散性好，微球内部CMC含量为5.12％；表面电位为-37.3mV，并有较好稳定性，可作为层层自组装微胶囊制备过程中的模板核心。
　　 然后，以碳酸钙微球为核心，以聚阴离子电解质NaCS和聚阳离子电解质PDMDAAC为壁材，利用层层自组装法得到了外包NaCS-PDMDAAC复合膜、内有CaCO3核心的核壳结构粒子。采用扫描电子显微镜对核壳结构粒子形貌进行表征，证实了该粒子的核壳结构，并采用热重分析仪对核壳结构中复合膜的含量进行了表征。
　　 最后，在膜过滤装置中采用EDTA-Na将核壳粒子中的核心去除，得到微米尺寸的中空NaCS-PDMDAAC生物微胶囊，采用扫描电子显微镜对其尺寸形貌进行了表征，用大肠杆菌裂解液的扩散实验经聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)测定了微胶囊的截留分子量(MWCO)为50kDa。