高分子方向本科毕业论文淀粉微球的制备、表征及评价

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1、摘要淀粉微球作为一种理想的药物载体,其合成和功能化改性成为人们关注的热点。采用新的制备方法获得具有良好稳定性的淀粉微球,使其载药、释药性能得以改善,对于更深入开展淀粉微球应用性能研究,提高其在现代药物制剂技术中的实际应用价值,拓展其应用领域都有着重要的意义。本文以可溶性淀粉为原料，环氧氯丙烷为交联剂，同时选用Span60作为乳化剂，大豆油为油相，采用反相乳液法合成淀粉微球。研究过程中，重点考虑油水相体积比、乳化剂用量、交联剂种类和用量、淀粉浓度和反响时间等对微球制备的影响，得出最正确的反响条件。以微球的平均粒径和溶胀度为指标,对微球进行表征，并对微球的吸附性能，粒度分布、形貌、红外光谱等进行考

2、查。实验结果说明：在油水相体积比为4:1、乳化剂用量为0.009g/ml油、环氧氯丙烷0.625ml/g淀粉、淀粉质量浓度为4%、反响时间4h的条件下所得的淀粉微球对次甲基蓝的吸附为1.822mg/g，可用作良好的药物载体和吸附剂，溶胀度为339%，平均粒径为37.9m。关键词：淀粉微球；反相乳液交联；吸附性能 ABSTRACTAs an ideal medicine vector, starch micorphere has drawn more and more attention in the study of its synthesisand functional modificati

3、on. People intend to find the right way to synthesis the starch micorphere that has better stability. The improvement of perfermace in loading and releasing of medicine, as well as its application in modern pharmaceutical preprations are very impotantIn this article we use the solube starch as the r

4、aw material, epichlorohydrin as the cosslinker, span60 as the emulsifier and the soybean oil as the oil phase. We use the inverse emulsion to synthesis the starch micorphere. In the course of the study, we put much attention on the volume ratio of the water phase and the oil phase, the amount of the

5、 emulsifier, the amount and the species of the cosslinker, the concentration of the starch and the reaction time. And all the factors effection on the synthesis of the strach in order to find out the best reaction conditions. Use the avreage size and the seelling degree to characterise the starch mi

6、corphere. Moreover test the adsorption, size distribution, appearance,IR of the synthesised strach micorphere.The results show that: In the condition of the the volume ratio of the water phase and the oil phase is 4:1, the amount of the emulsifier is 0.009g of every oil, the amount of the epichloroh

7、ydrin is 0.625ml/g(strach), the strach concentration is 4%and the reaction time is 4h, the adsorption ratio of the synthesised strach micorphere is 1.822mg/g which indicate that it will perfermat good in acting as the medicine vector and adsorbent.Key word: strach micorphere；inverse emulsion crossli

8、nking；adsorption目 录前 言4第一章 文献综述51.1 微球的应用51.1.1 微球在靶向给药中的应用51.1.2 微球在组织工程中的应用51.2 微球的分类61.3 淀粉微球的研究进展61.3.1 淀粉微球61.3.2 淀粉微球的应用71.3.2.1 淀粉微球在医药中的应用71.3.2.2 在其他方面的应用71.3.3 淀粉微球的制备方法71.3.3.1 反相乳液聚合法制备淀粉微球81.3.3.2 两步交联法制备淀粉微球81.3.3.3 悬浮聚合法淀粉微球的制备81.3.3.4 溶剂挥发法81.3.3.5 乳化交联法91.4 反相乳液聚合91.4.1 反相乳液聚合根本概况91

9、.4.1.1 根本概念91.4.1.2 反相乳液聚合研究近况101.4.2 反相乳液聚合体系101.4.2.1 单体101.42.2 乳化剂的选择101.4.2.3 油相的选择111.5 本论文研究的主要内容12第二章 实验局部132.1 实验原料132.2 实验仪器和设备132.3 淀粉微球的制备142.3.1 淀粉溶液的配制142.3.2 乳化阶段142.3.3 交联阶段和后处理142.4 产物的表征与反响的评价142.4.1吸附性能142.4.1.1 次甲基蓝标准曲线的绘制142.4.1.2 淀粉微球吸附性能的测定152.4.2 微球溶胀度测定162.4.3 粒径大小和分布确实定162.

10、4.4 红外光谱测定162.4.5 扫描电镜观测16第三章 结果与讨论173.1 确定各水平因素对吸附量的影响173.1.1 油水比对吸附量的影响173.1.2乳化剂用量对吸附量的影响183.1.3 交联剂用量对吸附量的影响183.1.4 淀粉浓度对淀粉微球对吸附量的影响193.1.5 反响时间对吸附量的影响203.2 影响淀粉微球溶胀度的因素213.2.1 油水两相体积比的影响213.2.2 乳化剂用量的影响223.2.3 交联剂用量的影响233.2.4 淀粉浓度的影响233.2.5 反响时间的影响243.3 影响淀粉微球平均粒径的因素243.3.1油水两相体积比的影响243.3.2 乳化剂

11、用量的影响253.3.3 交联剂用量的影响263.3.4 淀粉浓度的影响263.3.5 反响时间的影响273.4 淀粉微球红外光谱分析283.5 淀粉微球的扫描电镜图像29第四章 结论30参考文献31致 谢33前言前言近十多年以来,微球作为载体应用于药物的靶向传输已引起国内外学者的重视1。微球作为药物载体要求粒径适宜,具有生物相容性,无毒,无免疫原性,有一定的机械强度和稳定性,与药物不发生化学反响。现已开发的微球,有的不可生物降解，易产生基质材料的积累，如聚乙烯酰胺微球，聚苯乙烯微球等;有的易引起机体的免疫反响，生物相容性差，如蛋白质微球等。而淀粉微球不仅符合给药系统的各项要求、取材方便、价格

12、低廉,更重要的是微球的理化性质可以在合成过程中进行控制2。因此,淀粉微球逐渐成为人们研制开发的热点和重点。淀粉微球的制备方法有喷雾枯燥法、沉淀法、溶剂挥发法以及乳化交联法，其中反相乳化交联法应用最广泛并且得到了迅速开展。目前研究者采用反相乳液法制备淀粉微球时大都数都选择环己烷和氯仿混合作油相，而本文选择大豆油作为油相，主要是从以下两方面来考虑的：首先，在性质方面，由于大豆油黏度较大、性质稳定、易乳化，制备出的微球形态比拟圆整；其次，制备出的淀粉微球应用于药物载体上，考虑到大豆油无毒副作用，即使载药后有残留摄入肠道内也不被吸收或消化。由于以上原因，再加上我国淀粉来源充足、价格低廉，具备了研究的优

13、先条件，而现已合成的微球普遍存在机械强度较差、球形结构欠佳等问题，使微球在载药、释药稳定性等方面存在较大的缺陷。因此研究改良或采用新的制备方法获得具有良好稳定性的淀粉微球，使其载药、释药性能得以改善，对于更深入开展淀粉微球应用性研究，提高其在现代药物制剂技术中的实际应用价值，拓展其应用领域都有着重要的意义16。第一章第一章 文献综述文献综述1.1 微球的应用微球(microspheres)是一种用适宜高分子材料为载体包裹或吸附药物而制成的球形或类球形微粒，一般制备成混悬剂供注射或口服用。它是近十年来开展的新型给药体系，它既能保护药物免遭破坏，又与某些细胞组织有特殊亲和性，能被器官组织的网状内皮

14、系统(RES)所内吞(吞噬、胞饮)或被细胞融合，集中于靶区逐步扩散释出药物或被溶酶体中的酶降解而释出药物。因此，微球在临床治疗上应用为被动靶向(passive target)制剂。微球在靶向给药中的应用作为靶向给药系统的载体是微球在临床上的重要应用之一，也是近几年来国内外学者研究的热点之一。采用生物活性材料制成的药物微球，可以提高药物的稳定性，实现药物的控释或缓释，从而提高了药物的疗效并且减少了药物对正常组织的毒副作用。根据微球基质材料的不同，一般可以分为两大类:一类是不可降解微球，如己基纤维素、玻璃等;另一类为可降解微球，如明胶、白蛋白、淀粉和葡聚糖等。可降解药物微球在降解的过程中体积不断缩

15、小，可以进入更细小的血管，同时药物缓慢释放，起到了药泵的作用，药物的疗效可以得到大大的提高。因此近几年来，可降解类药物微球的研究受到医务工作者和材料学者的广泛重视。微球在组织工程中的应用目前常用的修复骨缺损的方法如自体骨移植、异体骨移植、人工合成替代物等都在不同程度上存在着一定的缺陷，如供体来源有限、形状难以加工设计以及存在免疫排斥反响和移植部位病变等问题。随着近几年来有关于组织工程的研究为解决以上种种问题提供了一种全新的方法，且为实现人工器官的真正替换成为可能。其中组织工程研究的重点之一就是寻找和制备作为细胞移植与引导新骨生长的支架材料。生物活性微球由于具有较大的比外表积有利于细胞的粘附而可

16、以作为组织工程中的支架材料。生物活性玻璃bioactiveglasses在植入人体后能够较快的与周围骨组织产生化学结合，并且能够激发生骨细胞的活性，因此已广泛的应用于骨修复和骨细胞培养之中，但对用于三维骨细胞培养的生物玻璃微球的研究直到近几年来才受到越来越多的重视。1.2 微球的分类根据微球制备所用高分子载体材料不同，微球又可分为天然高分子微球(如淀粉微球，白蛋白微球等)和合成聚合物微球(如聚乳酸微球、聚烷基氰基丙烯酸酯毫微球等)二类。其中，由于淀粉微球具有独特生物降解性、生物相容性、降解速度可调节、无毒、无免疫原性、贮存稳定、来源充足和价格低廉等优点，因而逐渐成为人们研究开发的热点和重点。1

17、.3 淀粉微球的研究进展1.3.1 淀粉微球近10多年来, 微球作为载体应用于药物的靶向传输已引起国内外学者的重视。选择无毒、易生物降解、原料易得的可溶性淀粉制备的微球, 作为一可降解性、理化及生物稳定性和极低的毒性。但是采用以往制备方法得到的微球存在机械强度较差,球形结构欠佳等问题, 使微球在载药、释药稳定性、等性能方面存在缺陷, 如进入机体后微球的溶胀破裂使所载药物短时间内突然大量释放, 从而引起机体内血药水平陡然升高, 产生毒副反响。淀粉微球是天然淀粉的一种人造衍生物之一,在众多的控释制剂中具有独特的优点：具有微孔结构，易吸附药物；在生物体内具有一定的可变形性。作为药物载体,淀粉微球经酶

18、降解时,微球在骨架崩解前其载药能力可保持相当长时间,且降解速度可以调节。淀粉微球还具有良好的生物相容性,可生物降解、无毒、无免疫原性而且原料来源广泛、价格低廉，其综合性能优于合成高分子材料和脂质体、蛋白质等早期的药物载体。因此，淀粉微球有望成为口服定位给药系统尤其是口服结肠定位给药系统(OCDDS) 的理想药物载体。1.3.2 淀粉微球的应用1.3.2.1 淀粉微球在医药中的应用药物载体系统主要用于载运活性分子如细胞毒制剂和各种酶至恶性肿瘤组织和人体器官，然后在靶器官内控制释放。因此有可能利用药物载体系统来减少药物的不良反响，改善药物的某些物理性质，提高药物的选择性，从而提高药物的治疗指数。淀

19、粉微球作为药物载体的优点是：生物降解性，生物相容性，降解速度可调节，无毒，无免疫原性，贮存稳定，淀粉来源充足，价格低廉，与药物之间相互无影响及符合给药系统的其他各项要求。淀粉微球已经尝试将其作为靶向制剂的药物载体应用在鼻腔给药系统18、动脉栓塞技术14、放射性治疗14、免疫分析19等领域。资料分析说明, 虽然有多种淀粉微球的合成方法及载药的临床试验报道, 但多集中于单纯的微球合成及对药物释放个案的应用研究领域。淀粉微球有中性微球和离子微球两类，中性微球主要包括丙烯酰化淀粉微球、西烯酯化微球、磁性淀粉微球；离子淀粉微球主要包括阳离子淀粉微球、阴离子淀粉微球。中性微球每克微球包埋 0.4g 药物，

20、在包埋过程中药物成分受到较大的影响。对一些需要缓慢释放的离子型物不能定量吸附；离子微球每克微球吸附 0.8g 药物，能吸附带相反电荷的离子型药物，特别对一些需缓慢释放的药。可以定量吸附，而且吸附速度快，吸附量大。1.3.2.2 在其他方面的应用由于淀粉微球具有多种活性基团,因此除可作为药物载体外,通过修饰官能团或改性还可作为平安无毒的工业吸附剂,在废水处理、负载金属催化剂、色谱别离、分子印记、固相萃取、模拟酶催化和生物传感器等诸多领域获得应用。1.3.3 淀粉微球的制备方法淀粉微球是天然淀粉的衍生物，它是在引发剂的作用下使淀粉与交联剂进行适度交联得到的球形交联淀粉, 常用的交联剂有环氧氯丙烷、

21、表氯醇、双丙烯酰胺、对苯二甲酰氯、偏磷酸盐、乙二酸盐等12。淀粉微球与一般交联淀粉的显著区别为淀粉微球有一定的粒径及粒径分布要求。淀粉微球的制备方法有反相乳液聚合法、两步交联法、悬浮聚合法、溶剂挥发法以及乳化交联法等.1.3.3.1 反相乳液聚合法制备淀粉微球以可溶性淀粉为原料，N,N- 亚甲基双丙烯酰胺(MBAA) 和环氧氯丙烷(ECH)为交联剂，在过硫酸铵(APS) 的引发下，制得淀粉微球。反相乳液聚合法得到的淀粉微球具有立体网状结构、较高骨架强度、可生物降解性,所得微球因其比外表积大、吸附性强、力学性能好、反响活性大及可回收等特点，在高分子吸附、生物医用、固载催化剂等方面有着广泛的应用前

22、景。因而反相乳液法是应用最为广泛的制备淀粉微球的方法，并且得到迅速的开展。1.3.3.2 两步交联法制备淀粉微球先在过硫酸铵(AP)和亚硫酸氢钠(SB)的引发下，以N,N- 亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为预交联剂，与可溶性淀粉交联聚合, 再以环氧氯丙烷(ECH)为交联剂进行二次交联固化，得到粒径分布均一、外表粗糙多孔的淀粉微球。通过此法制备的淀粉微球，除可用作药物载体外，亦可通过对其官能团的修饰或改性后，用作平安无毒吸附剂，有望在废水处理、负载催化剂、分子印记、模拟酶催化等领域获得应用。1.3.3.3 悬浮聚合法淀粉微球的制备悬浮聚合法是一种高分子微球的传统制备方法。以二乙烯基苯为交联剂,正十

23、八醇为致孔剂，在过氧化苯甲酰引发下悬浮聚合玉米淀粉,制备烯二乙烯基交联淀粉微球。该法的优点在于单体之间交联聚合形成具有较高的力学性能、优良的耐溶剂性的微球，但是孔隙少，比外表和吸附能力有限。1.3.3.4 溶剂挥发法这是制备微球的一种方法，简单的过程就是，先配置适宜浓度的高分子溶液，然后将高分子溶液在连续相乳化，逐渐挥发掉溶剂后就得到高分子微球了。如果高分子溶液是油相，就要用水溶液做连续相，比拟多的溶剂油氯仿，乙酸乙酯，水溶液中加SDS等外表活性剂，用超声，或者剧烈搅拌乳化，室温下搅拌，挥发溶剂。水溶高分子那么反之，用油相做连续相。1.3.3.5 乳化交联法淀粉的醇羟基与具有二元或多元官能团的

24、化学试剂形成二醚键或二酯键使两个或两个以上的淀粉分子之间“架桥在一起，呈多维空间网状结构的反响，称为交联反响。交联剂的种类很多，常用于制备交联淀粉的交联剂有环氧氯丙烷、甲醛、三氯氧磷、三偏或三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等。环氧氯丙烷和甲醛的反响为醚化，三氯氧磷和三偏或三聚磷酸钠或六偏磷酸钠的反响为酯化。淀粉与其它分子之间也可以交联，如淀粉与纤维交联，可制成抗水交联剂。淀粉交联后，平均分子量明显增加，淀粉颗粒中的直链淀粉和支链淀粉分子是由氢键作用而形成颗粒结构，再加上新的交联化学键，可增强保持颗粒结构的氢键，紧密程度进一步加强，颗粒的坚韧，导致受到糊化时颗粒的膨胀受到限制，限制程度与交联量有关,因此交

25、联剂有时又称为抑制剂，交联淀粉又称为抑制淀粉。环氧氯丙烷分子中具有活泼的环氧基和氯基，是一种交联效果极好的交联剂。由于反响条件温和，易于控制，是经常选用的交联剂。环氧氯丙烷交联速度很慢，选用较高的反响温度和碱性可明显加速淀粉与环氧氯丙烷的反响速率。1.4 反相乳液聚合1.4.1 反相乳液聚合根本概况1.4.1.1 根本概念传统的乳液是由亲油性单体为分散相，水位连续相，在亲水性乳化剂作用下，形成水包油O/W型单体液滴和单体溶胀胶束的乳化体系。反相乳液是由水溶性单体溶于水中的液体作分散相，在亲油性乳化剂作用下，用非极性烃类溶剂作连续相，形成油包水W/O型的单体液滴和单体溶胀胶束的乳化体系。该类乳化

26、体系与传统乳液在组成和体系的相结构上恰成镜式对照，故而被称为反相乳液。在反相乳液中，使水溶性单体进行聚合制备聚合物的过程叫反相乳液聚合。反相乳液聚合的最终产物通常是亲水性聚合物粒子在连续油相中的胶体分散体系。这种聚合方法有许多好处，与溶液聚合相比，由于反响位置的分隔化，它把水溶性单体的高聚合速率和高聚合度联系在一起。这种聚合方法制备的反相胶乳粒子，很容易反转并溶解于水中，便于很多领域的应用。1.4.1.2 反相乳液聚合研究近况与传统乳液聚合相比，反相乳液聚合研究要少得多。除了一些生产技术的专利外，对根本原理的研究从广泛性和深度来说都还不够。反相乳液聚合这一开拓性的工作是由美国里海大学 Vand

27、erhoff 等人于 20 世纪 60 年代初用对乙烯苯磺酸钠在甲苯介质中的聚合开始研究。几十年来，特别是近十年来，对一些水溶性单体进行了反相乳液聚合机理的研究。1.4.2 反相乳液聚合体系1.4.2.1 单体反相乳液聚合所用的单体都是水溶性的，非常难溶于非极性的烃类溶剂中。曾经用于反相乳液聚合研究和制备产品的单体有丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸及其钠盐、乙烯根本磺酸钠、N乙烯基甲酰胺、丙烯酸硫醚、N乙烯吡咯烷酮、乙烯苯甲基氯化钠、甲基丙烯酸二氨基乙酯的季铵盐、氨基醚丙烯酸氯化氢等。由于单体的分子结构和性质差异比拟大，采用不同类型和性质的乳化剂形成反相乳液的稳定性及反响机理差异较大，重现性不太好

28、，给理论研究带来了一定困难。1.42.2 乳化剂的选择反相乳液体系是油包水型W/O ，按其胶体体系对乳化剂的选择原理，必须选用亲油性乳化剂，即亲水亲油平衡值HLB较小的乳化剂，一般 HLB值在 36 左右，由于某些单体的离子性和酸度对乳化剂的影响，选用乳化剂的 HLB 值有时可能到达 89 左右。乳化剂的用量在一定范围内影响乳胶粒子的大小和稳定性。由于不同油相与外表活性剂之间化学匹配不同，乳化剂的用量可在较大范围内变化，一般占油相的 1%10%，在反相乳液聚合中，一旦单体体系和介质确定，要想制得稳定性好的胶体，乳化剂种类的选择是极其重要的。反相乳液采用的乳化剂通常为非离子型，如烷基酸聚氧乙烯醚

29、、脂肪酸聚氧乙烯醚酯、司盘Span系列的山梨醇酯；烷基酚、脂肪醇分别与环氧乙烷的加成物。对不同的单体体系，为了提高其反相乳液的稳定性，常用几种不同的 HLB 值的乳化剂组成复合乳化体系。1.4.2.3 油相的选择反相乳液聚合体系中用非极性介质作连续相，可选择任何不与水互溶的有机惰性液体，分散介质的性质，特别是介电常数、溶解度参数和对所选的外表活性剂的溶解能力，对反相乳液聚合过程有着非常显著的影响。与常规聚合体系不同的是，油相或连续相介质可以在很广泛的范围内选择，它与乳化剂可以组成多种匹配关系。现有微球制备研究主要集中在交联剂和油相的选择上，其中交联剂主要有环氧氯丙烷、对苯二甲酰氯、三氯氧磷等；

30、而油相的选择主要有两类，一类为混合油即有机溶剂如甲苯、氯仿、环己烷等与矿物油按一定比例混合而成；另一类为纯植物油如大豆油、蓖麻油等。使用大豆油和混合油所制得的微球均呈白色粉末状，流动性好，外观无显著差异。但在光学显微镜和扫描显微镜下可看出大豆油所制得的微球外表有更多空穴，可能更有利于载药，提高包封率。油相与水相分散相介质的比例及油相的黏度，也是影响稳定性的重要因素。当油/水相的比例较大时，可防止粒子之间的黏并，根据经验，采用油/水=13/1，适合的油水比在 1.6 左右，增大体系的黏度，可提高乳液的稳定性，参加一些增稠剂，除提高连续相的黏度外，都会在不同程度上改变油、水、外表活性剂之间的界面作

31、用力和相平衡，它的影响是多方面的。不同的单体体系，不同的烃类介质、乳化体系、引发体系，对反相乳液聚合的稳定性、聚合动力学、乳胶粒子的大小、分布及结构都有明显的影响。1.5 本论文研究的主要内容本论文旨在研究用反相乳液聚合制备淀粉微球的方法及微球的性能。现已合成的微球普遍存在机械强度较差、球形结构欠佳等问题,使微球在载药、释药稳定性等方面存在较大的缺陷，而用该方法获得的淀粉微球具有良好稳定性，其载药、释药性能得到改善,对于更深入开展淀粉微球应用性研究,提高其在现代药物制剂技术中的实际应用价值,拓展其应用领域都有着重要的意义。本论文采用反相乳液聚合法,以环氧氯丙烷为交联剂,在 Span60 乳化剂

32、的作用下,得到具有立体网状结构、较高骨架强度、可生物降解性的淀粉微球,主要考察了油水相体积比、乳化剂用量、交联剂种类和用量、淀粉浓度和反响时间，对次甲基蓝的吸附量的影响以及对微球平均粒径和溶胀度的影响，并找出最正确的实验条件。第二章实验局部第二章实验局部2.1 实验原料可溶性淀粉分析纯沈阳新兴试剂厂氢氧化钠分析纯沈阳市新西试剂厂无水乙醇分析纯沈阳市新西试剂厂丙酮分析纯天津市富宇精细化工Span60化学纯沈阳市新西试剂厂环氧氯丙烷分析纯沈阳市新西试剂厂次甲基蓝分析纯北京化工厂金龙鱼牌大豆油市售可溶性淀粉分析纯沈阳新兴试剂厂2.2 实验仪器和设备数字显示转速电动搅拌器JB90-S上海标本模型厂离心

33、机TGL-16G上海安亭科学仪器厂电热恒温水浴锅HH-S巩义市英峪予华仪器厂电子天平JA2003 N上海精密科学仪器真空枯燥箱DZF-6050上海恒科技傅立叶变换红外光谱仪Spectrum One-B美国铂金埃尔默仪器(PE)台式离心机TGL-16G上海安亭科学仪器厂可见光分光光度计721 型上海第三分析仪器厂多头磁力搅拌器HJ-6巩义市英峪予华仪器厂扫描电镜ZSM-6460LV日本 JEOL 公司三口烧瓶250ml常规玻璃仪器2.3 淀粉微球的制备淀粉溶液的配制取一定量的可溶性淀粉，参加蒸馏水，调匀，用2 mol/L NaOH 溶液调pH 值到12，放到多头磁力搅拌器上加热搅拌，糊化30mi

34、n至透明，冷却待用。糊化温度控制在85以内。乳化阶段在三口烧瓶中参加一定量的大豆油然后参加Span60，放入恒温水浴装置中加热至60 使Span60 完全溶解，在搅拌速度305r/min下，将配制好的淀粉溶液缓慢参加约一小时 。交联阶段和后处理：当淀粉溶液滴加完毕，在搅拌速度305r/min下，将液珠分散。30min后，参加环氧氯丙烷，在60条件下，反响一段时间。然后离心别离，分去油相，再用乙醇洗涤五次，每次用20ml，每次离心洗涤15min，最后用丙酮1.5ml2ml将产品覆盖，于枯燥箱中进行枯燥。2.4 产物的表征与反响的评价吸附性能.1 次甲基蓝标准曲线的绘制准确称取次甲基蓝粉末0.00

35、1、0.002、0.003、0.004、0.005 g，溶解后移入1000 mL 的容量瓶中，并用蒸馏水定容至刻度得浓度为0.001、0.002、0.003、0.004、0.005 g/L 的次甲基蓝溶液。用蒸馏水为空白调零，在664.5 nm 波长下,用1 cm比色皿测定吸光度。将测定的结果作亚甲基蓝浓度与吸光度曲线(如图)，以最小二乘法进行线性回归，得到亚甲基蓝浓度(C)与吸光度(A)的关系为：A=191.83C+0.0224相关系数 R2=0.9916，说明亚甲基蓝浓度标准工作曲线在测定范围内线性关系良好。图1亚甲基蓝标准曲线.2 淀粉微球吸附性能的测定取完全枯燥后的淀粉微球0.100g

36、 ,参加到510-5mol/L次甲基蓝溶液10mL ,充分搅拌吸附1h，抽滤，用721型分光光度计测滤液的吸光度。通过次甲基蓝的标准曲线计算出微球的吸附量。将测出的吸光度代到公式A=191.83C+0.0224中，计算出经淀粉微球吸附后次甲基蓝的浓度。计算过程如下：A=191.83C1+0.0224M1=(C1-C2)10B=M1/M2A滤液的吸光度；C1吸附后的次甲基蓝浓度(g/L)；C2吸附前的次甲基蓝浓度(g/L)；M1被吸附的次甲基蓝质量(mg)；M2淀粉微球的质量g ；B吸附量(mg/g)。微球溶胀度测定称取样品0.5g 置于100mL 烧杯中,参加蒸馏水25mL, 放入恒温水浴中,

37、稍加搅拌,在8285 溶胀2min, 取出冷却至室温。倾去上层清液,用滤纸吸去样品外表多余水分后迅速称重,得湿重m1(g)。将样品在105 下枯燥后称重,得干重m2(g)。溶胀度(%) 按下式计算:溶胀度=m1/m2100%粒径大小和分布确实定以水作溶剂，将适量淀粉微球分散于小烧杯中，用超声波分散5min，使淀粉微球分散均匀后，将其倒入粒度分析仪的大烧杯中测定淀粉微球的粒径和粒度分布。2.4.4 红外光谱测定将淀粉、淀粉聚合物微球样品制成KBr 压片,进行红外吸收测量,记录4004000cm- 1范围的红外光谱图,分析其差异和变化。2.4.5 扫描电镜观测将微球真空镀金制样后用扫描电镜观测形貌

38、、大小及分布状况。比拟差异和变化。第三章第三章 结果与讨论结果与讨论3.1 确定各水平因素对吸附量的影响通过查阅资料15-19及实验探索阶段结果可知，反相乳液法制备淀粉微球过程中，影响淀粉微球吸附量、平均粒径和溶胀度的因素很多，固定其他条件，依次改变油水相体积比、乳化剂用量、交联剂种类和用量、淀粉浓度和反响时间，考察其对次甲基蓝的吸附量的影响以及对微球平均粒径和溶胀度的影响。3.1.1 油水比对吸附量的影响当其他条件不变时，油水比对吸附量的影响如图 3.1 所示,淀粉微球对次甲基蓝的吸附量随油相的用量先增大而后减小,油水比为 4:1 时，其吸附量最大(每克淀粉微球对次甲基蓝的吸附量为 1.82

39、2mg/g) 。在反相微乳液体系中,油水比太小会使颗粒在聚合过程中发生碰撞而得不到规那么的球体；油水比过大不仅会降低设备利用率、增大能耗，而且在相同的交联剂用量的情况下，会使交联剂的浓度降低，从而淀粉得不到很好的交联。图3.1 油水比对吸附量的影响注：交联剂用量0.5ml，乳化剂 0.9g ，淀粉浓度4%，反响时间4h乳化剂用量对吸附量的影响用 Span60 作为乳化剂，其用量对淀粉微球吸附性能的影响如图 3.2 所示，可见当乳化剂用量在 0.61.0 g 范围内时，随着乳化剂用量的增大，淀粉微球对次甲基蓝的吸附量先增大后减小，在乳化剂用量为 0.9 g 时所得的淀粉微球对次甲基蓝的吸附量最大

40、，到达 1.822mg/g 淀粉 。这是因为乳化剂用量过少，不能形成稳定的 W/O 乳状液，合成的淀粉微球对次甲基蓝的吸附量较低；乳化剂用量过大，可能使局部乳化剂黏附在乳滴外表，使淀粉微球的平均粒径偏大，降低了淀粉微球对次甲基蓝的吸附能力。图3.2乳化剂对吸附量的影响注：交联剂用量0.5ml，油水比4:1，淀粉浓度4%，反响时间4h交联剂用量对吸附量的影响交联剂用量对淀粉微球吸附次甲基蓝的量的影响如下列图3.3所示。图3.3 交联剂用量对吸附量的影响注：乳化剂用量0.9g，油水比4:1，淀粉浓度4%，反响时间4h如图3.3所示，当乳化剂用量为0.9g，油水比固定在4:1，淀粉浓度4%，反响时间

41、4h时，淀粉微球对次甲基蓝的吸附量随交联剂用量的增大先增大而后减小。有图中可以看出，在交联剂用量为0.5 mL 时淀粉微球对次甲基蓝的吸附量最大每克淀粉微球对次甲基蓝的吸附量为1.822mg/g 。交联剂的作用是将淀粉分子交联成球，其用量直接影响淀粉微球内部的网络结构，从而影响微球的吸附性。研究说明：当交联剂的用量过大时反响体系不稳定易结块，合成的微球虽然吸附速度快但吸附量下降；交联剂用量过小，淀粉得不到很好的交联也会使吸附量下降。淀粉浓度对淀粉微球对吸附量的影响当只改变淀粉浓度时，淀粉微球对次甲基蓝溶液吸附量的影响如下列图3.4所示。图3.4 淀粉浓度对吸附量的影响注:乳化剂用量0.9g，油

42、水比4:1，交联剂用量0.5ml，反响时间4h由图 3.4 可见，当其他因素不变时，随着淀粉浓度的增大，淀粉微球对次甲基蓝的吸附量呈先增大后减小的趋势。从图中可看出：在淀粉浓度为 4%时淀粉微球对次甲基蓝的吸附量最大每克淀粉微球对次甲基蓝的吸附量为1.822mg/g 。造成这种现象的原因是淀粉溶液作为水相在外表活性剂的作用下分散在油相中形成微乳液体系。当其浓度过高时，淀粉溶液因太黏稠而得不到很好的分散，不能形成微乳液体系。溶液浓度太低，淀粉链之间又不能很好地进行交联反响。反响时间对吸附量的影响反响时间对次甲基蓝溶液吸附量的影响如下列图3.5所示。图3.5 反响时间对吸附量的影响注：乳化剂用量0

43、.9g，油水比4:1，交联剂用量0.5ml，淀粉浓度 4%自由基引发聚合反响中, 反响时间通常取引发剂半衰期的 23 倍。图 3.5说明, 在反响的初期, 随反响时间的增加, 淀粉微球的吸附量急剧增加, 在 4h后趋于缓和。这是因为在反响时间较短时，交联时间不充分，淀粉不能很好的交联成球，所以吸附量较低；当反响时间到达一定阶段，反响进行得很充分，交联状况不再改变，故而吸附量变化不大，趋于稳定。3.2 影响淀粉微球溶胀度的因素油水两相体积比的影响由图 3.6 可看出，随着油水比的增大，溶胀度呈减小趋势，但变化的范围不大。这是因为油水比增大，水相液滴被分散的越来越小，故微球的溶胀度小。图3.6 油

44、水比对溶胀度的影响注：交联剂用量0.5ml，乳化剂 0.9g ，淀粉浓度4%，反响时间4h乳化剂用量的影响如图 3.7 所示，随着乳化剂用量的增加，淀粉微球的溶胀度先增加后减小。这是由于乳化剂用量较小时，不易形成稳定的乳化液体系，生成的微球吸附图3.7 乳化剂用量对溶胀度的的影响注：交联剂用量0.5ml， 油水比4:1 ，淀粉浓度4%，反响时间4h性能较差。反之，当乳化剂用量过高时，乳化剂黏附在液滴外表，影响淀粉微球的溶胀，从而使得溶胀度降低。交联剂用量的影响如下列图 3.8 所示，溶胀度随交联剂用量的增加而减小。这是因为交联剂用量少时,淀粉分子交联不充分，所以溶胀度高；而当交联剂用量增加时，

45、交联程度也增加，微球刚性增大，故溶胀度变低。图3.8 交联剂用量对溶胀度的影响注：乳化剂用量0.9g，油水比4:1，淀粉浓度4%，反响时间4h淀粉浓度的影响如图 3.9 所示,微球的溶胀度随淀粉溶液浓度的增加而减小。这是由于，当淀粉溶液浓度较低时，所得淀粉微球粒径较小，因此微球的溶胀度较大。但是淀粉溶液的浓度也不易过低，过低浓度的溶液将会导致淀粉微球的产率较低。图3.9 淀粉浓度对溶胀度的影响注：乳化剂用量0.9g，油水比4:1，交联剂用量0.5ml，反响时间4h 反响时间的影响如图 3.10 所示，随反响时间的增大溶胀度明显降低。这是因为在反响初期，交联度较小，因而溶胀度大。随着反响时间的增

46、加，交联度不断增大，微球刚性增加，故溶胀度降低。图 3.10 反响时间对溶胀度的影响注：乳化剂用量0.9g，油水比4:1，交联剂用量0.5ml，淀粉浓度 4%3.3 影响淀粉微球平均粒径的因素油水两相体积比的影响从图 3.11 中可以看出：随着油水体积比例的增大，微球的平均粒径减小，尤其当油水体积比大于 4:1 时，微球粒径明显降低。这主要是因为当油水比逐步地增大时，水相液滴被分散的越来越小，已经具有乳液法的特点，因此粒径越来越小。图 3.11 油水两相体积比对淀粉微球平均粒径的影响注：交联剂用量0.5ml，乳化剂 0.9g ，淀粉浓度4%，反响时间4h乳化剂用量的影响图3.12说明,随着乳化

47、剂用量增加,微球平均粒径减小。乳化剂用量过少,不能形成稳定的反相乳液体系,油相中的小液滴聚集而形成较大的液滴,导致微球粒径偏大。图 3.12 乳化剂对淀粉微球平均粒径的影响注：交联剂用量0.5ml，油水比4:1 ，淀粉浓度4%，反响时间4h 交联剂用量的影响图 3.13 交联剂对淀粉微球平均粒径的影响注：乳化剂用量0.9g，油水比4:1，淀粉浓度4%，反响时间4h如图3.13所示，随着交联剂用量增加，微球的平均粒径显著增大。这是因为交联剂的作用是将淀粉交联成球,所以它的用量直接影响成球进程。假设交联剂用量过小，那么淀粉分子交联不充分，所得微球粒径和产量都会下降；假设是交联剂用量过多，那么会导致

48、均聚物的竞聚率增大，产物中夹杂较多均聚物，使产品的粒度分布变宽淀粉浓度的影响图3.14说明，随着淀粉溶液中淀粉质量分数的增加，淀粉微球的平均粒径增加。通常分散在微胶束内的淀粉分子数目越少,就越有利于淀粉交联反响形成粒径小的微粒,但是淀粉质量分数过低会使微球产量下降。图 3.14 淀粉浓度对淀粉微球平均粒径的影响注：乳化剂用量0.9g，油水比4:1，交联剂用量0.5ml，反响时间4h 反响时间的影响如上图 3.15 所示，随着反响时间的增长，淀粉微球的平均粒径也在增大，到一定程度后趋于稳定, 这说明随着反响的进行，微球的交联度逐渐增大，然后逐渐趋于稳态，因而粒径变化趋于平缓。图3.15 反响时间

49、对微球平均粒径的影响注：乳化剂用量0.9g，油水比4:1，交联剂用量0.5ml，淀粉浓度 4%3.4 淀粉微球红外光谱分析由图3.16、图3.17可知,两条谱线在3 400cm-1处都出现强而宽的OH伸缩振动吸收带,说明在交联前后官能团OH都存在。图3.16中2927 cm-1处归属于淀粉葡萄糖单元中的CH伸缩的吸收峰,随着长碳链的引入向高波数方向移动。图3.17中，1 000 1 160 cm-1处振动光谱峰形发生了变化,峰强度增加,是由环氧氯丙烷与淀粉交联过程中形成醚键引起的。图 3.16 可溶性淀粉的红外光谱图图3.17 淀粉微球的红外光谱图3.5 淀粉微球的扫描电镜图像图3.18 淀粉

50、微球扫描电镜图片 由图3.18可以看出，本实验合成的淀粉微球具有明显的立体网状结构，较高的骨架强度，但是粒子的分散性不好，大面积的连接成块。这可能是由于在合成过程中搅拌速度不够，亦或是后处理过程中枯燥不充分引起的，还有待进一步的研究。第四章第四章 结论结论本论文对反相乳液法制备淀粉微球的方法进行了研究，并得到以下结论：(1).实验说明，合成淀粉微球的最正确工艺条件为：油水相体积比4:1、乳化可溶性淀粉剂用量为0.009/ml油、环氧氯丙烷0.625ml/g淀粉、淀粉浓度为4%、反响时间4h。这时所得的淀粉微球吸附性能为1.822mg/g，溶胀度为339%，平均粒径为37.9m。通过实验知：交联

51、剂用量、乳化剂用量、油水相体积比、淀粉浓度及反响时间等因素均对微球的平均粒径和溶胀度有影响。其中交联剂用量和油水比对平均粒径和溶胀度的影响较大。(2).由红外光谱图分析可知：1000 1160 cm-1处振动光谱峰形发生了变化,峰强度增加,这就说明在该反响中，环氧氯丙烷确实与淀粉发生了交联，形成了醚键。(3).由扫描电镜图片分析可知，合物的微球具有明显的立体网状结构，较高的骨架强度和稳定性，但是微球的分散性不高，粘结成块。(4).淀粉微球的合成工艺条件简单且易于控制，反响时间短，反响条件温和，重现性好，与其他吸附剂相比具有明显的本钱优势。参考文献参考文献1马素德,郭焱,李仲谨等. 淀粉微球的用

52、途及开展建议J.化工新型材料,2003,31 (10):628.2 曾凡彬,陆彬,杨红等.盐酸川芎嗪肺靶向微球理化性质的研究J.中国医药工业杂志,1998,29(8):354359.3詹国平,黄可龙,张法旺. 阴离子淀粉微球的制备研究J.化工新型材料,2005,33 (6):4446.4 钱斯日古楞,王红英等. 磁性淀粉复合微球的制备及其性质J.大连轻工业学院学报, 2003,22(3): 191193.5 董岩,张群正,李小玲等.淀粉微球的反相乳液法合成及其吸附性能研究J.食品科技,2007,(11):5962.6 张燕萍.变性淀粉制造与应用(第2 版)M.北京:化学工业出版社,2007:1

53、51154.7刘海峰,薛屏等.反相悬浮聚合技术的研究进展与应用J.应用化工,2005,34 (8) : 460465.8Hamdi G., Ponchel G.,Duchene D.An original method for studying in vitro the enzymatic degradationof cross-linked starch microspheresJ.Journal of Contr- olled Release,1998,55:193201.9Lena PereswetoffMorath. Microspheres as nasal drug deliver

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55、容敏智等.交联壳聚糖树脂对Ni(II)的吸附行为研究J.化学学报,2005,63(18):1753175813 于九皋,田汝川,刘延奇等.阴离子型淀粉微球的合成及性能研究J.高等学校化学学报,1994,15(4):61661914苏秀琴,孟祥文等.药物微球的根底研究与临床应用J.山西医科大学学报，1999， 30(3):286287.15孙庆元,于英梅,倪长军,周德,赵略等.反相微乳法合成淀粉微球的研究J.大连轻工业学院学报,2007,26(1):58.16王海峰,李仲谨,蔡京荣,赵阳等.反相乳液聚合法制备淀粉聚合物微球的研究J.化工新型材料,2021,36(3):8486.17徐忠,伟宁,李

56、强,刘艳艳等.反相微乳法制备玉米淀粉微球的工艺研究J.食品科技,2021,34(5):259262.18韩敏,苏秀霞,黄新炜,李靖等.反向悬浮聚合法制备载药淀粉微球的研究J.应用化工,2021,38(1):1115.19王磊,李仲谨,赵新法,赖晓娟等.药物载体淀粉微球的制备及表征J.精细化工， 2007,24(1):8690.20苏秀霞,李仲谨,马素德,白国强等.载药淀粉微球合成条件的研究J.应用化工， 2003,32(4):3335.21李仲谨,刘节根等.阴离子淀粉微球的合成及吸附性能研究J.食品科技，2021，34(2):234237.22赵新法,李仲谨,蔡京荣,肖浩江,余丽丽,朱雷等.载

57、药淀粉微球的反相乳液法合成及吸附性能研究J.2006,21(4):3335.23Ghania Hamdi, Gilles Ponchel, Dominique Duchene致致 谢谢本论文是在刘兆丽老师的悉心指导和亲切关心下完成的。从论文的选题、试验的实施、实验数据的处理以及论文的撰写等各个方面，都倾注了大量心血，花费了很多精力。论文工作的点滴进步都离不开导师的精心指导和全力支持。导师严谨的治学态度、渊博的专业知识、科学的思维方法令我终身难忘。在此，谨向敬爱的恩师表示最衷心的感谢！本论文得以顺利完成还要感谢曾给予无私帮助的应用化学教研室的全体教师，在此表示诚挚的谢意。感谢同学们对我的热心帮助和支持！ 感谢我的家人对我默默的关心、理解、支持和帮助！在此我向曾经关心、支持、帮助过我的老师、同学以及家人再次表示衷心的感谢！