摘 要

本文首先利用气-液剪切微流控技术制备单分散性的壳聚糖微胶囊，然后将壳聚糖微胶囊浸泡于环糊精溶液中，通过三维视频显微镜和扫描电子显微镜（SEM）研究壳聚糖微胶囊的形貌变化和溶胀行为，并分析了环糊精对微胶囊囊壁的作用机理。结果表明，由于环糊精与十二烷基硫酸钠之间存在主客体包络作用，因此环糊精对壳聚糖微胶囊的囊壁具有破坏作用。同时，在酸性条件下，微胶囊会发生胀大；在碱性条件下，微胶囊不仅会出现收缩，而且会变透明。

以水杨酸钠为模型药物，制备了包覆水杨酸钠的壳聚糖微胶囊，采用紫外可见分光光度计跟踪测试，得到了壳聚糖微胶囊的药物释放曲线，详细研究了环糊精浸泡液的pH值、浓度以及环糊精的种类对壳聚糖微胶囊的药物释放性能的影响。研究结果表明，环糊精浸泡液的pH值越大、浓度越高，越能够促进微胶囊的药物释放。相比于β-环糊精，α-环糊精可以提高微胶囊的药物释放速率。这说明环糊精能够通过主客体相互作用来调控壳聚糖微胶囊的药物释放行为，所得结果对于壳聚糖微胶囊的药物控释具有重要的理论意义。

关键词 ：壳聚糖 微胶囊 环糊精 主客体作用 药物释放

Abstract

In this paper, monodisperse chitosan microcapsules were prepared by gas-liquid shear microfluidic technology. The surface morphology change and swelling behaviors of chitosan microcapsules in cyclodextrin (CD) solution were characterized by three-dimension optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). The interaction mechanism of CD on microcapsule wall was analyzed. The results showed that CD had a disruption effect of on the chitosan microcapsule wall, due to the host-guest interaction between CD and sodium dodecyl sulfate. The chitosan microcapsules swelled in the acidic condition. Under the alkaline condition, the chitosan microcapsules shrinked and became transparent.

Using sodium salicylate as model drug, the drug release property of the chitosan microcapsules was studied in CD solution. The drug release curves of the chitosan microcapsules were obtained by the tracking analysis of UV visible spectrophotometer. The CD effects on the chitosan microcapsule’s drug releasing properties were studied in detail, such as CD types, pH value and concentration of CD solution. The results showed that the higher pH value and concentration of CD solution promoted the drug release of chitosan microcapsules. Comparing with the β-CD, the drug release rate of microcapsules can be improved by α-CD. This work provided a proof that CD could control the drug release behavior of chitosan microcapsules through the host-guest interaction, which had an important theoretical significance for the drug controlled-release of chitosan microcapsules.

Key words: chitosan microcapsule cyclodextrin host-guest interaction drug release

目 录

第一章 绪论 1

1.1 微胶囊 1

1.1.1 微胶囊的结构形态 1

1.1.2 微胶囊的制备方法 1

1.1.3 微胶囊的壁材 2

1.1.4 微胶囊的应用 3

1.2 壳聚糖 4

1.2.1 壳聚糖的理化性质 4

1.2.2 壳聚糖的应用 4

1.2.3 壳聚糖微胶囊 5

1.3 环糊精 5

1.3.1 环糊精的理化性质 5

1.3.2 环糊精的应用 6

1.4 研究内容及创新点 7

第二章 实验部分 8

2.1 实验试剂与设备 8

2.2 实验内容 9

2.2.1 原料的准备 9

2.2.2 自制微流控装置 9

2.2.3 微流控装置制备壳聚糖微胶囊 9

2.2.4 研究环糊精对微胶囊表面形貌的影响 10

2.2.5 研究环糊精对微胶囊药物释放的影响 11

2.3 测试与表征 11

2.3.1 扫描电子显微镜（SEM）表征 11

2.3.2 三维视频显微镜下观察 11

2.3.3 紫外可见分光光度计测试 12

第三章 结果与讨论 13

3.1 载药壳聚糖微胶囊 13

3.2 扫描电子显微镜（SEM）对微胶囊的表征结果 13

3.3 环糊精对微胶囊表面形貌的影响 14

3.3.1 不同pH的环糊精对壳聚糖微胶囊表面形貌的影响 14

3.3.2 不同浓度的环糊精对壳聚糖微胶囊表面形貌的影响 17

3.3.3 不同种类的环糊精对壳聚糖微胶囊表面形貌的影响 17

3.4 环糊精对壳聚糖微胶囊作用的机理分析 18

3.5 环糊精对微胶囊药物释放情况的影响 18

3.5.1 水杨酸钠标准曲线的绘制： 18

3.5.2 壳聚糖微胶囊在蒸馏水中的药物释放 19

3.5.3 不同pH的环糊精对壳聚糖微胶囊药物释放速率的影响 20

3.5.4 不同浓度的环糊精对壳聚糖微胶囊药物释放速率的影响 21

3.5.5 不同种类的环糊精对壳聚糖微胶囊药物释放的影响 22

第四章 结论 23

参考文献 24

致谢 27

第一章 绪论

1.1微胶囊

1.1.1微胶囊的结构形态

微胶囊是一种球形小囊，通常具有聚合物外壳，其中被包裹的物质称为芯材，包裹芯材的聚合物外壳称为壁材^[1][2],其大小一般在几微米至几百微米的范围内。微胶囊的研究开始较早，在上世纪30年代即兴起，在70年代中期开始得到了迅猛地发展。所得到的微胶囊根据制备方法的不同，其形状也多种多样。壁材也可以是单层、双层和多层等等。微胶囊的形态可以分为单核微胶囊、多核微胶囊、多壁微胶囊、不规则微胶囊、微胶囊簇等^[3]。

图1.1微胶囊的几种结构形态

1.1.2微胶囊的制备方法

从微胶囊制备技术发展至今，其经历了由传统制备技术向现代新型技术的转变。传统的微胶囊制备方法根据微胶囊的性质、囊壁的形成机理和反应的条件可分为化学法（界面聚合法^[4]、乳液聚合法^[5]）；物理法（空气悬浮法、喷雾干燥^[6]）；物理化学法（相分离法、干燥浴法）等三大类，其中应用最广的方法为凝聚法、界面聚合法、原位聚合法^[7]。传统的微胶囊制备方法如图1.2所示：

图1.2 传统微胶囊制备方法的分类