β-环糊精聚合物微球的制备、吸附及解吸行为的研究

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本研究以β-环糊精(β-CD)为原料,环氧氯丙烷(ECH)为交联剂,司班-80和吐温-20为复乳化剂,在反相乳液聚合体系中制备β-环糊精聚合物(β-CDP)微球。以β-CDP微球的产率和平均粒径回归综合得分为指标,先单因素筛选后采用正交试验优化了β-CDP微球制备工艺,从而考察了n(ECH):n(β-CD),乳化剂用量,煤油用量,乳化温度,反应时间等工艺因素对综合得分的影响。用X-射线能谱仪、扫描电镜(SEM)、激光粒度测试仪、红外光谱仪(IR)、X-射线衍射仪(XRD)、综合热分析仪等仪器对制备的β-CDP微球进行了表征。   以自制的β-CDP微球吸附对硝基苯酚(p-NP),研究吸附动力学特性及在不同温度下的静态等温吸附方程、热力学。利用IR、XRD、综合热重分析仪对吸附p-NP前后的β-CDP微球进行对比表征。   采用响应曲面法(RSM),优化丁香油β-环糊精聚合物微球固体香精的制备工艺;研究了丁香油β-CDP微球固体香精的缓释性能;利用IR、XRD和综合热分析仪对香精微球进行了表征。   以芦丁为模型药物,采用共沉淀法制备芦丁β-CDP微球缓释药物,采用正交设计法优化了制备工艺,并考察其在磷酸缓冲液(pbs)中的缓释性能。利用IR、XRD和综合热分析仪对芦丁β-CDP载药微球进行了表征。   最终得出以下结论:   (1)β-CDP微球合成的最优工艺条件是:β-CD6g、蒸馏水10mL、氢氧化钠4g、ECH6.85g、乳化剂0.8g、煤油60mL、乳化温度70℃、乳化时间6h、搅拌速度800r/min。影响因素大小顺序为:n(ECH):n(β-CD)>煤油的用量>乳化剂用量>乳化时间>乳化温度。且最佳工艺下制备的微球产率为70.31%、平均粒径为99.12μm。β-CDP微球在水中的平均溶胀率为262.2%;β-CDP微球的β-CD含量约为60.6%;β-CDP微球表面比较光滑圆整,粒径分布图呈正态分布。IR分析表明,β-CD与交联剂有明显的交联;XRD分析表明,β-CDP微球的X-衍射图谱呈现“A”型,表明已基本呈现无定形聚集态,其结晶度为6.19%左右;TG分析表明,β-CDP微球在283.6℃开始失重,具有较好的热稳定性,色谱可涂性强。   (2)β-CDP微球对p-NP的吸附行为能较好符合一级吸动力方程和二级动力学方程。这说明β-CDP微球吸附p-NP过程中物理因素和化学的因素都存在,且吸附过程同时受液膜扩散和颗粒内扩散过程控制。在研究的浓度范围内,吸附行为能较好符合Langmuir等温方程和Freundlich等温方程。且吸附过程中△H是负值,说明吸附过程是放热过程;△G是负值,说明吸附是自发的;△S是负值,表明吸附是焓推动作用。解吸附实验表明:β-CDP微球吸附p-NP后能被乙醇解吸附,解析1h后基本达到平衡,而且解吸附率为98.9%。   (3)丁香油β-CDP香精微球的最佳制备工艺条件是:丁香油1mL、β-CDP微球1.82g、包合温度38.7℃、包合时间1.9h。经验证最佳工艺条件下制备的香精微球的包封率为93.8%,载香量0.541g/g,收得率为94.8%。丁香油β-CDP香精微球缓释是微球表面的释放阶段进入孔内释放阶段的过程,且整个过程缓慢。   (4)芦丁β-CDP载药微球的最佳制备工艺条件是:β-CDP微球1g,芦丁0.03g,蒸馏水30mL,载药时间3h,载药温度60℃。按优化工艺参数制得的载药微球的总载药量为2.45%,包封率为81.67%。IR、DSC、TG和XRD分析表明芦丁进入到β-CDP微球的内部,没有生成新的官能团,芦丁以无定形的状态分散在聚合物载体中对载药微球的晶型没有造成较大影响,且产物芦丁β-CDP载药微球具有良好的热稳定性。芦丁β-CDP载药微球缓释数据与Higuchi模型方程和Korsmeyer-Peppas模型方程合度较高,由释放指数n>0.89判断芦丁从β-CDP微球结构中的释放速率主要取决于β-CDP微球的结构。
其他文献
植物在生长发育过程中,会遭受不同的生物和非生物胁迫,例如病虫害、干旱、伤害、低温,以及高盐等。作物在遭受逆境胁迫时,其正常生长发育会受到影响,作物质量和产率都会有所下降,