相分离法技术的研究进展-论文

1、相分离法技术的研究进展1.1 引言相分离法，是在含有心材和壁材的混合液中加入另一种物质或溶剂，使壁材的溶解度降低，使其包裹着心材从混合液中凝聚出来自溶液中产生一个新相（凝聚相），形成微胶囊的过程12。这种制备微粒的方法成为相分离法，它可分为单凝聚法、复凝聚法、溶剂-非溶剂法和改变温度法34。相分离技术广泛应用于生物、医药、食品、化工等领域中，其应用前景广阔，因此备受关注。1.2 相分离技术的研究状况相分离技术在医药领域中的研究状况卢国冬等采用相分离法对水凝胶进行了研究，较全面地介绍了国内外多孔水凝胶材料的研究现状及其在生物医药领域的应用,并对其发展前景进行了展望。水凝胶以其优良的亲水和缓释性能

2、而广泛应用于工农业生产及生物、医药领域5，如控制药物在体内的缓慢恒速释放，以延长给药时间,获得稳定的血药浓度；国内对多孔水凝胶的研究主要集中于制备工艺,对其作为生物医用材料的应用研究还不够深入。未来多孔水凝胶的研究趋势是:开发新型制备方法,优化制备工艺 ,以期获得性能优良的产品；探索适合工业化生产的多孔水凝胶制备工艺,为其走向实际应用提供材料基6。郭辉等采用相分离法对多肽蛋白质类药物微球制备进行研究。随着生物技术的高速发展，多肽蛋白质类药物不断涌现7。这些活性大分子药物在治疗包括肿瘤、心血管疾病、糖尿病、等重大疾病方面具有无可比拟的优点，如将大分子药物通过可生物降解微球系统给药，不仅能有效防止

3、药物在体内很快降解，还可能靶向送达体内有效部位，达到缓释长效目的8。由英才等用聚乳酸(PLA)为载体材料,以牛血清白蛋白为多肽-蛋白质药物的模型化合物,分别用相分离(PSM)和溶剂萃取法(SEM)制备出了平均5090m的PLA/BSA微球。研究不同载体材料,不同制备方法,不同BSA用量及载体材料中亲水性明胶的加入对BSA释放速度的影响,并对BSA用量与包埋效率的关系进行了研究,结果发现:PSM和SEM均能制备出粒径在5090m的PLA/BSA微球,在本实验条件下,PSM和SEM的包埋效率分别为94.1%和35.2%,在12d的释放周期内,含明胶和不含明胶的PLA/BSA微球的BSA累积释放量分

4、别为47.0%和84.9%,两种PLA/BSA微球均具有缓释功能,明胶的加入使PLA/BSA微球比不含明胶的微球具有更长的释放周期9。目前在制备多肽蛋白质药物微球给药系统中依然存在很多问题，有待进一步深入研究。如制备过程中多肽蛋白质药物的半衰期短，多次计量给药的治疗方法给临床应用带来诸多不便，若将微球作为注射、直肠给药、鼻腔给药的载体，不但可以提高药物的生物利用度，延长药物的半衰期，还可以改变药物的体内分布，减少药物的不良反应。因此以微球为载体的缓释、控释制剂的研究具有极其广阔的应用前景1011。郁晓、任杰等人将可完全生物降解的共聚物作为壁材，以相分离法制备含抗真菌药物两性霉素B的微球，研究了

5、不同溶剂/非溶剂、不同分子量共聚物、不同配比共聚物、不同表面活性剂及其不同用量等因素对微球的粒径大小、分布、药物包封率和药物体外释放等性能的影响。研究发现，将溶剂相滴入非溶剂相是一种较好的制备微球的操作方法,由此法制备出的微球不仅粒径很小，成球性好，而且颗粒分散性较好，是一种理想的微球制备操作方法；微球降解速率随着聚合物中PEG含量的降低而减小，且聚合物中亲水PEG链段所占比例较大时，药物微球较先达到释药平衡12。赵佩瑾、贾方采用油相分离法13和有机溶剂蒸发技术，以乙基纤维素、海藻酸钠材料作为四环素的释放载体制备微胶囊缓释体系，所得的微胶囊产品平均粒径为500m，载药量在33%左右，包封率可达

6、80%左右，在16h后药物体外释放基本完全，研究制备四环素微胶囊不仅具有明显的缓释功能，而且具有稳定性好、包封率较高的优点，有望成为一种新的控制释放体系14 15。 相分离技术在食品领域中的研究状况采用微囊化技术包裹后的维生素不仅可以防止变质,还可以通过缓释作用提高其利用率，因此水溶性维生素采用微囊化技术在医药及饲料添加方面具有较高的实用价值16。唐明红等人采用高分子非溶剂变温相分离法包被技术对维生素C进行包被，经研究发现该方法能提高维生素C在高温、高湿储存环境中以及高温、高压调质，制粒条件下的稳定性。试验结果得知，通过高分子非溶剂变温相分离法包被技术包被后的维生素C在温度为85，相对湿度设定

7、为95%的恒温、恒湿箱内储存30和60 min后损失分别为0.25%和0.27%，差异不显著（P0.05）17。乳酸菌，是对人体具有重要的生理和保健功能的益生菌，研究认为，乳酸菌在肠道中能真正发挥他们的益生作用的数量至少在106107cfu/mL以上1819，但乳酸菌制品从生产到运输、销售、再被口服经上消化道到达肠道的过程中，乳酸菌需经受一系列不良环境的影响，导致到达肠道的活菌数大量减少，限制了乳酸菌生理作用的发挥，而微胶囊技术被视为解决这一问题的可行途径。优点：通过微囊化将乳酸菌菌体与外界的不良环境分开，避免其受损害，有利于储存和运输；采用肠溶性壁材后，还能防止胃液的破坏，使其到达肠道遇肠液

8、才溶解，从而使尽可能多的菌体到达肠道并定于肠粘膜上，真正起到保健和治疗的作用。将其应用于乳制品如酸奶、奶酪和冷冻乳制品、发酵乳制品及保健型口服微胶囊菌粉等的生产潜力巨大。缺点：微胶囊技术尽管早已广泛应用于医药、化工、食品等领域，但在乳酸菌的实际生产中，微囊化的产品却很少，这是因为乳酸菌微囊化工业生产仍存在瓶颈，主要体现在微囊化方法、壁材和生产设备三个方面上。目前的微囊化方法尽管有很多种，但是可以应用于乳酸菌的方法却不多，即使以上介绍的几种方法可以保持乳酸菌的活性，但应用于工业生产仍存在着很多困难20张坚、刘凤云采用相分离法、硫酸盐法和三氯乙酸法(TCA法),从油菜蜂花粉中提取核酸产品，并对三种

9、提取方法提取的核酸产品进行核酸和蛋白质吸收比值分析,发现DP相分离法得到的核酸产品中核酸的含量最高；DP相分离法使用的大分子葡聚糖DT500和聚乙二醇6000均为大分子无毒材料,对人体无损害；DP相分离法提取工艺较简单,无须去除有害残留物和脱盐。从而得出相分离法是最优的提取方法21。茶油是我国优良的木本油脂，气味清香，富含单不饱和脂肪酸，具有预防冠心病、延缓动脉硬化的功能，但是，由于茶油单产低，价格高生产加工技术落后，影响了油茶生产，王承南等人研究利用凝聚法工艺对茶油进行微胶囊处理，目的是为深度开发利用茶油产品提供技术依据22。 相分离技术在化工领域中的研究状况甘氨酸是一种重要的化工中间品，广

10、泛应用于农药、医药、饲料等行业23。它的分离与合成工艺越来越受到关注，胡卫国对甘氨酸合成与分离的工艺进行了研究，经研究得出甘氨酸总收率大于87%，纯度超过98%。利用相分离方法分离出混晶中的甘氨酸，操作简单，甘氨酸质量好24。徐世艾等人简述了国内外顺丁橡胶溶液的相分离法发展概况，在溶液聚合中,溶剂的分离回收是能耗很高的阶段。美国马萨诸塞理工学院Gutowski等利用临界溶液温度(LCST)原理,提出了用相分离法来分离顺丁橡胶溶液，相分离法与其他分离方法相比耗能低，能耗仅为传统釜式凝聚的13.4%25。利用相分离法制备的微胶囊、微胶囊化染料26，应用到纺织品上可以赋予纺织品绮丽的外观、宜人的香气

11、、保暖的特性、阻燃的功效等等。与发达国家相比，我国的微胶囊技术及其在纺织品上的应用技术均比较落后，为了提升纺织品的附加值和竞争力，应该重视这项技术的研究、开发和应用27。气息整理是纺织品整理的一个方面，采用相分离技术制备微胶囊将香精包覆，制成微胶囊型留香整理剂，再把它整理到织物上，人为控制香味释放速度使之缓慢释放，大大延长织物留香时间。程莉萍、彭维建采用相分离法，以PVA为外膜材料，CMC为相分离物，将香精微粒包囊，形成的微胶囊留香整理剂整理织物延长了留香时间,达到长效缓释效果，织物经多次洗涤后仍能保持浓郁清28相分离法在环境工程领域中的研究状况朱晓燕等人采用两相厌氧反应器对处理高固体含量的有

12、机废水进行了研究，两相厌氧生物处理系统本质的特征是相的分离。相分离的实现对于整个处理工艺主要可以带来两方面的好处：一是可以提高产UASB中污泥的产甲烷活性；二是可提高整个处理系统运行的稳定性和处理效果。两相厌氧反应器的产酸相通过水解酸化作用能大大降低藻浆中SS 的含量，有效地避免了SS直接对UASB的冲击。此外，产酸相还能有效地去除藻浆中某些毒物，有利于产甲烷相的运行，提高厌氧消化工艺的处理效果和运行稳定性29。马放等采用生物相分离技术对处理染料废水进行了研究，生物相分离技可以有效地将大分子有机物降解为小分子有机物，增加后续好氧处理的可生化性，从而提高处理效率和整个处理系统的稳定性，使出水CO

13、D平均在200mg/L以下，去除率达90%左右。采用生物相分离技术,对染料生产废水进行二级生化处理,具有运行稳定,抗冲击负荷能力强，运行费用低廉,维护管理简单的特点30。1.3 相分离技术展望 相分离法是构成新的制备微胶囊技术的工艺基础之一，作为一种新技术将给人们提供许多新型产品，满足人们各种需求，具有广阔应用前景。随着微胶囊技术的迅速发展，其应用范围也从最初的药物包覆和无碳复写纸扩展到医药、食品、农药、饲料、油墨、粘合剂、化妆品、洗涤剂、感光材料、纺织等行业，取得较广泛的应用。尤其是随着微胶囊技术在生物、医学领域的推广应用，相分离技术被广泛的应用于动物细胞的大规模培养、细胞和酶的固定化、药物

14、的控制释放、抗癌药物的筛选以及蛋白质等物质的分离方面。同时相分离技术在废水处理方面的应用也具有重大意义，其发展前景广阔，将成为重点研究对象。1.4 参考资料：1 王林山.微胶囊技术及其在食品工业中的应用J.冷饮与速冻食品工业,2004,10(2):4142.2 王璐，许时婴.香精香料微胶囊化J.食品与发酵工业，1999，25(3):5258.3 陶晓杰，杨怀玉，沈长斌.微胶囊技术的研究进展及其在缓蚀剂中的应用J. 腐蚀科学与防护技术,2002,14(6):330331.4 毕殿洲.药剂学.北京:人民卫生出版社.1999.164.5 焦联联.稀土杂化水凝胶的制备及其性能研究D.2007.1113

15、.6卢国冬,燕青芝,宿新泰等.多孔水凝胶研究进展J.化学进展,2007,19(4):486487.7朱姚亮,刘卫,陈华兵等. 多肽蛋白质类药物离子导入经皮给药的研究进展J.中国新药杂志,2005,14(12):1395.8 郭辉,黄坚.多肽蛋白质类药物微球制备方法研究进展J.医药报道,2007,26(10):1202.9 由英才,伍国琳,李鑫等.生物降解多肽和蛋白质药物的控制释放研究J.南开大学学报(自然科学),2002,35(1):99102.10 任杰,宋金星.聚乳酸及其共聚物在缓释药物中的研究及应用J.同济大学学报,2003,31(9):1055.11 沈正荣,朱家蕙,吴兰亭,等.5-氟

16、尿嘧啶聚乳酸微球制备及体内外释药特性的研究J.中国医药工业杂志,1995,26（27）:306309.12 郁晓,任杰,任天斌等. 两性霉素B缓释微球的制备及缓释性能研究J.中国生物医学工程学报,2007,26(3):446450.13 许建明.微胶囊技术对无机盐改性的研究D.2002.78.14 赵佩瑾,贾方.四环素的微囊化及性能指标的评价J.中国医药导刊,2008,10(8):1284.15 贾方.徽胶鑫缓蚀剂的制备及性能评价D.2007.1113.16 范国梁,渠荣遴, 周维义等.水溶性维生素微囊包裹研究J. 天津大学学报,1996,29(4):592597.17 唐明红,郭帅,尹守铮.

17、 高分子非溶剂变温相分离法包被技术对维生素C稳定性的影响J.饲料工业,2010,31(18):4143.18 李祥明,张钧利,常维山.乳酸菌微胶囊化的研究J.国内科技简报，1998,(12):23.19 宋健，陈磊，李效军编著.微胶囊化技术及应用M.北京:化学工业出版社，2004.20 徐致远,郭本恒,陈卫.乳酸菌微胶囊技术的研究进展J.乳业科学与技术,2005,(5):199201.21 张坚,刘凤云.油菜蜂花粉核酸提取工艺的比较研究J.蜜蜂杂志(月刊),2006,(11):35.22 王承南,钟海雁,谢碧霞.油茶籽油微胶囊凝聚法工艺技术的研究J.中南林 学院学报,2001,21(4):2829.23 杨华,王光裕.甘氨酸应用生产发展概况J.化工生产与技术,1996,(3):38.24 胡卫国.甘氨酸合成与分离新工艺的研究D.2005.2831.25 徐世艾,冯连芳,王凯.顺丁橡胶溶液的分离技术进展J.合成橡胶工业,1997,20