作者简介:何荣军(1978 - ) ,男,浙江工业大学生物与环境工程学院 讲师,硕士。E2mail :hrjun zjut. edu.cn 通信作者:孙培龙 收稿日期:2009 - 11 - 20第26卷第2期 2 0 1 0年3月Vol. 26 ,No. 2 Mar . 2 0 1 0海藻酸钠/壳聚糖微胶囊的制备及其应用研究进展 Progress in preparation of sodium alginate 壳聚糖;微胶囊;制备;控制释放Abstract :Reviewed the physical and chemical properties of sodium al2ginate and chitosan , the methods of sodium alginate chitosan ; microcapsules; preparation ;controlled release海藻酸钠/聚赖氨酸(APA)微胶囊是目前研究最多、 最成熟的一种微胶囊,但由于聚赖氨酸价格昂贵,生物相容性差,限制了APA微胶囊的应用。壳聚糖与聚赖氨酸结构相似,但壳聚糖在生物相容性和资源上有明显优势,逐渐成为聚赖氨酸的理想替代材料。本文着重对海藻酸钠和壳聚糖这两种天然聚电解质材料制备微胶囊的原理、 方法、 影响因素和应用背景进行介绍,总结海藻酸钠/壳聚糖微胶囊(ACA)的研究方法,为进一步开发利用提供参考。1 海藻酸钠和壳聚糖的理化性质1. 1 海藻酸钠海藻酸钠(sodium alginate)是从海藻中提取的一种天然多糖类化合物,无臭无味,易溶于水,不溶于乙醇、 乙醚、 氯仿和酸(p H 海藻酸钠/壳聚糖(AC)微胶囊海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠(ACA)微胶囊;海藻酸钠黏度越高,壳聚糖分子量越大,微胶珠/囊的通透性越低。邢楠等41对海藻酸钙-壳聚糖微胶囊的牛血清白蛋白(BSA)双向通透性能进行了定量和定性的初步研究,考察了微胶囊的组成成分及海藻酸钠、 壳聚糖的溶液浓度对BSA通透性能的影响。结果表明:海藻酸钙/壳聚糖微胶囊在p H1. 52. 0时通透性减弱,p H 6. 8时通透性增强,且海藻酸钙微胶囊通透性大于海藻酸钙/壳聚糖微胶囊;海藻酸钙/壳聚糖微胶囊中壳聚糖浓度越小,通透性越好;海藻酸钠浓度的影响不显著。2. 4 海藻酸钠/壳聚糖微胶囊的控制释放壁材的性质决定了微胶囊化产品对环境的耐受性,试验证明海藻酸钠属于肠溶性壁材,故海藻酸钠/壳聚糖微胶囊具有一定的耐酸性和肠溶性,可以对包埋物进行控制释放。蒋爱民等42以海藻酸钠为壁材,制备嗜酸乳杆菌微胶囊,产品具有较好的耐酸性和肠溶性。陈洪兴等43以海藻酸钠/壳聚糖为壁材,制备双歧杆菌微胶囊,并对其耐胃酸性、 常温贮存稳定性和低温贮存稳定性进行观察,与未包埋的菌液进行比较均有显著提高。赵武奇等44研究了壳聚糖/海藻酸钠微球对红景天苷的控制释放,将制备的微球放入模拟胃液中释放2 h ,再放入模拟小肠液释放8 h ,得出了缓释效果最佳的微球制备工艺条件。Vandenberg等45对海藻酸钠/壳聚糖微胶囊在生产过程和模拟胃/肠液中影响蛋白质释放的一些理化因素进行了研究。张峻等46对壳聚糖/海藻酸钠包理法制备葡萄多酚微胶囊的工艺进行研究,考察微胶囊在模拟胃液和肠液环境中的控制释放效果。结果表明:在p H6. 0的条件下制备的微胶囊比p H 5. 0时制备的微胶囊对葡萄多酚具有更好的控释效果;被包埋物分子量越大,持续释放时间越长。Silva等47用内源乳化法制备了壳聚糖/海藻酸钠微球,包封亲脂性标记物,壳聚糖作为外层涂膜,可以增加机械强度和微球在模拟肠液中的稳定性。标记物在模拟胃环境中释放很少,转移到模拟肠液中迅速释放,无壳聚糖涂层的微球释放更彻底,可能是由于标记物黏附到壳聚糖涂层上,具有较慢释放速率的涂层微球更适合作为油溶性药物的运输载体。3 应用与展望海藻酸钠/壳聚糖生物微胶囊作为一个优良的缓释给药系统,具有良好的生物相容性和机械强度,原料易得、 价格便宜,制备工艺简单且可工业化生产而倍受国内外学者关注。目前,海藻酸钠/壳聚糖微胶囊的应用研究已经涉及药物控制释放、 动植物细胞培养、 细胞和酶的固定化以及生化物质分离等领域,成为医学、 生物、 材料、 制药、 食品等多学科的研究热点,具有广泛的应用前景。虽然随着对海藻酸钠、 壳聚糖这类天然高分子多糖以及由它们制备的凝胶和溶液各方面性质的进一步认识,条件温和且易于规模化生产的制备技术、 专项仪器设备的成功开发,海藻酸钠/壳聚糖微胶囊的研究取得了一定进展。但仍需通过对微囊化方法不断改进,对各种制备参数进行优化,力求制备出粒径更小且分布均匀、 球形规整、 表面光洁、 生产量更大并能更好保持包埋物活性的海藻酸钠/壳聚糖微胶囊。目前,通过对制备方法的不断改进,已经制备出了性能较为满意的微胶囊,可望通过进一步努力,将微胶囊产品产业化。861第26卷第2期何荣军等:海藻酸钠/壳聚糖微胶囊的制备及其应用研究进展 参考文献1 魏靖明,张志斌,冯华林,等.海藻酸钠作为药物载体材料的研究进展J .化工新型材料,2007 ,35(8) :2022.2 王孝华.海藻酸钠的提取及应用J .重庆工学院学报(自然科学版) ,2007 ,21(5) :124128.3 刘袖洞,于炜婷,王为,等.海藻酸钠和壳聚糖聚电解质微胶囊及其生物医学应用J .化学进展,2008 ,20(1) :126139.4 周毅,左秀锦,戴小敏,等.壳聚糖载药微胶囊研究进展J .大连大学学报,2003 ,24(4) :4549.5 余婷婷.壳聚糖的药物制剂学进展J .广东药学院学报,2001 ,17(1) :2628.6 薛伟明,于炜婷,刘袖洞,等.载细胞海藻酸钠/壳聚糖微胶囊的化学破囊方法研究J .高等学校化学学报,2004 (25) :1 3421346.7 李沙,侯新朴.海藻酸钠-壳聚糖微囊成型机理及其对大分子药物的载药、 释药研究J .药学学报,2003 ,38(5) :380383.8 Antonio J Ribeiro , Catarina Silva , Domingos Ferreira C , et al.Chitosan2reinforced alginate microspheres obtained through the e2mulsification/ internal gelation techniqueJ . European Journal ofPharmaceutical Sciences ,2005(25) :3140.9 Matsumoto S , Kobayashi H , Takashima Y. Production of mono2dispersed capsulesJ . J. Microencapsul. , 1986(3) :25.10 Koch S , Schwinger C , Rainov N G, et al. Alginate encapsula2tion of genetically engineered mammalian cells: comparison ofproduction devices , methods and microcapsule characteristicsJ . J. Microencapsul. , 2003 ,20(3) :302.11 Brandenberger H , Widmer F. A new multinozzle encapsulation/immobilisation system to produce uniform beads of alginateJ .J. Biotechnol. , 1998 ,63(1) :73.12 Pajic2Lijakovic I , Nedovic V , Bugarski B. Nonlinear dynamicsof brewing yeast cell growth in alginate micro2beadsJ . Materi2als Science Forum , 2006(518) :519.13 Knezevic Z, Bobic S , Milutinovic A , et al. Alginate2immobilizedlipase by electrostatic extrusion for the purpose of palm oil hy2drolysis in lecithin/ isooctane systemJ . Process Biochemistry ,2002 , 38(3) :313.14 Ma Xiaojun ,Xie Weiyang , Wu Wei , et al. An electrode withmulti2nozzlesinthehigh2voltagegenerator P :CN ,200710158289. X,2009 - 1 - 28.15 Senuma Y, Lowe C , Zweifel Y, et al. Alginate hydrogel micro2spheres and microcapsules prepared by spinning disk atomizationJ .Biochemistry and Biotechnology ,2000(67) :616622.16 张杰.蛋白类药物海藻酸盐微胶囊的制备及体外释放行为的研究D.辽宁:大连理工大学,2007 :1161.17 李胜. 2榄香烯ACA微胶囊的制备与性能研究(内源乳化) D.辽宁:中科院大连化学物理研究所,2004 :183.18 Chan L W , Lee H Y, Heng P W S. Production of alginate mi2crospheres by internal gelation using an emulsification methodJ . International Journal of Pharmaceutics ,2002 (242) :259262.19 Poncelet D , Babakb V , Dulieua C ,et al. A physico2chemical ap2proach to production of alginate beads by emulsification2internalionotropic gelationJ . Colloids and Surfaces ,1999 (155) :171176.20 王康,何志敏.海藻酸微胶囊的制备及在药物控释中的研究进展J .化学工程,2002 ,30(1) :4854. .21 王 娜,朱启忠,任延刚,等.壳聚糖-海藻酸钠微胶囊固定化木聚糖酶的研究J .安徽农业科学,2009 ,37(16) :7 3187 319 ,7325.22 付加雷,宋长征,张更林.干扰素- tau微囊的制备工艺优化J .中国生化药物杂志,2007 ,28(6) :378381.23 陶呈斐,妇瑶,丁燕飞,等.酮咯酸氨丁三醇海藻酸钠-壳聚糖微囊的制备J .中国医药工业杂志,2006 ,37(6) :401403.24 熊何健,马玉婵,吴国宏.茶多酚的提取及微胶囊化工艺研究J .食品科学,2005 ,26(10) :137140.25 李强,吴彩娥.壳聚糖/海藻酸钠制备八角茴香油微胶囊的研究J .农业机械学报,2007 ,38(1) :9699.26 程超,李伟,范恩涛.鸭跖草黄酮类物质微胶囊化及其释放性能研究J .食品科技,2007(7) :136137.27 王家