模拟体液法仿生制备有机无机杂化微囊及其制备方法 技术领域：
本发明涉及复合材料的制备，特别是一种模拟体液法仿生制备有机无机杂化微囊及其制备方法，具体为模拟体液法仿生制备有机无机杂化材料的方法。
背景技术：
有机无机杂化微囊由于其具有适宜的亲水性、可控的传质特性和优良的物理化学性质，可作为一种多功能材料，广泛应用于药物包埋、固定化酶与细胞、化妆品保质等方面。目前，有机无机杂化载体的制备方法主要有：插入法、原位聚合法、自组装法和溶胶凝胶法等。插入法工艺简单，原料来源丰富低廉，同时由于片层无机物只在一维的厚度方向上处于纳米级，易分散，但片层物插层前的处理比较困难。原位聚合法就是将纳米粒子与单体混合均匀后，在适当条件下引发单体聚合。但高能辐射、等离子体等单体引发方法反应条件剧烈，使杂化载体使用范围有限。自组装法是将处理过的带电荷的基片先后浸入预先制备的带相反电荷的聚电解质溶液和无机物胶粒粒子溶液中，过一段时间由于相反电荷的静电吸引作用，聚电解质、无机纳米粒子将依次组装到基片上，重复此过程可得到多层复合膜，膜的厚度随层数的增加而线性增加，厚度可控。目前来说，溶胶凝胶法是最常见的方法，它可以避免高温处理所引起的相分离，允许掺杂大量的有机物和无机物，易得到高纯度和高均匀的材料，但是前驱物价格昂贵且有毒，酸(或碱)催化剂也限制了其广泛应用。
模拟体液法是溶胶凝胶法的一种，在与体液相似的环境中制备有机无机杂化微囊。动物体内利用体液中溶解的微量钙可形成骨骼、指甲、牙齿等坚硬无机物。研究表明，通过在模拟体液环境中利用生物矿化作用来构建纳米结构无机物层，即由一定的有机物通过静电吸引作用促进和调控无机碳酸钙的沉淀。某些天然或合成的有机物，如silicatein、聚赖氨酸、聚胺类等可在室温火中性PH条件下调控二氧化硅和碳酸钙的快速聚合。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种模拟体液法仿生制备有机无机杂化微囊及其制备方法，制备条件温和，避免了酸碱催化剂、有机溶剂的使用，颗粒大小可控、使用范围更广。该方法制备杂化微球大小均一，稳定性好，可重复性好。
本发明提供的一种模拟体液法仿生制备有机无机杂化微囊是在模拟体液中，以海藻酸钠和壳聚糖为原料制备杂化微囊，海藻酸钠溶液的质量分数为1.0％-3.0％，壳聚糖溶液的质量分数0.5％-1.2％，具体工艺：海藻酸钠的模拟体液溶液与壳聚糖的模拟体液含有Ca2+离子的溶液反应生成羟磷灰石仿生矿化的多糖微囊，在壳聚糖溶液中放置后，用水漂洗。
本发明提供的一种模拟体液法仿生制备的有机无机杂化微囊的制备方法包括以下步骤：
1)配制含模拟体液(I)，具体成份为：134.0mmol/L Na+，5.0mmol/L K+，30～120.0mmol/L Ca2+，3.0mmol/L Mg2+，258.0mmol/L Cl-，0.5mmol/L SO42-。
2)配制模拟体液(II)，具体成份为350.0mmol/L Na+，5.0mmol/L K+，8.4mmol/L HCO3-，148.0mmol/L Cl-，50～200.0mmol/L HPO42-，0.5mmol/L SO42-。
3)将海藻酸钠溶解在模拟体液(II)中，配成质量分数为1.0％-3.0％海藻酸钠溶液。
4)将壳聚糖溶解在模拟体液(I)中，配成质量分数0.5％-1.2％含有Ca2+离子的壳聚糖溶液。
5)在室温下和pH为7的条件下，将海藻酸钠溶液加入壳聚糖溶液中，搅拌，得到直径约为2mm羟磷灰石仿生矿化的多糖微囊小滴。
6)微囊小滴在壳聚糖溶液中保存20-50分钟后拿出，然后放在水里漂洗。
本发明提供了模拟体液法仿生制备的有机无机杂化微囊及其制备方法。有机无机杂化微囊可有效地结合有机材料和无机材料的优点，解决纯有机微囊溶胀泄漏的问题，同时也可提高其机械强度及操作稳定性。制备条件温和，避免了酸碱催化剂、有机溶剂的使用，颗粒大小可控、使用范围更广。该方法制备杂化微球大小均一，稳定性好，可重复性好。本发明适宜具有酶、抗体等生物活性物质的固定化。
【附图说明】
图1为实施例1-3制备的有机无机杂化微囊照片。
图2为有机无机杂化微囊的断面扫描电镜(SEM)照片。
图3为对比例1制备的有机微囊照片。
【具体实施方式】
下面结合实例进一步详述本发明的技术方案。
表1人体血浆和不同模拟体液中溶液的离子浓度(毫摩尔/升)
实施例1
配制含模拟体液(I)，具体成份为：134.0mmol/L Na+，5.0mmol/L K+，30.0mmol/LCa2+，3.0mmol/L Mg2+，258.0mmol/L Cl-，0.5mmol/L SO42-。配制模拟体液(II)，具体成份为350.0mmol/L Na+，5.0mmol/L K+，8.4mmol/L HCO3-，148.0mmol/L Cl-，50.0mmol/LHPO42-，0.5mmol/L SO42-。
将海藻酸钠溶解在模拟体液(II)中，配成含海藻酸钠质量分数为1.0％的溶液。将壳聚糖溶解在含有模拟体液(I)中，配成含壳聚糖质量分数为0.5％的溶液。在室温下，用针管直径为0.5mm的5ml注射器往壳聚糖溶液中滴加配好的海藻酸钠溶液，小液滴在壳聚糖溶于模拟体液(I)中保存20分钟后取出，然后放在蒸馏水里漂洗。所有的步骤都是在室温和pH为7的条件下进行。
实施例2
配制含模拟体液(I)，具体成份为：134.0mmol/L Na+，5.0mmol/L K+，60.0mmol/LCa2+，3.0mmol/L Mg2+，258.0mmol/L Cl-，0.5mmol/L SO42-。配制模拟体液(II)，具体成份为350.0mmol/L Na+，5.0mmol/L K+，8.4mmol/L HCO3-，148.0mmol/L Cl-，100.0mmol/L HPO42-，0.5mmol/L SO42-。
将海藻酸钠溶解在模拟体液(II)中，配成含海藻酸钠质量分数为2.0％的溶液。将壳聚糖溶解在模拟体液(I)中，配成含壳聚糖质量分数为0.8％的溶液。在室温下，用针管直径为0.9mm的5ml注射器往壳聚糖溶液中滴加配好的海藻酸钠溶液，来制备用羟磷灰石仿生矿化的多聚糖微囊。小液滴在在壳聚糖溶于模拟体液(I)中保存30分钟后拿出，然后放在蒸馏水里漂洗。所有的步骤都是在室温和pH为7地条件下进行。
实施例3
配制含模拟体液(I)，具体成份为：134.0mmol/L Na+，5.0mmol/L K+，120.0mmol/LCa2+，3.0mmol/L Mg2+，258.0mmol/L Cl-，0.5mmol/L SO42-。配制模拟体液(II)，具体成份为350.0mmol/L Na+，5.0mmol/L K+，8.4mmol/L HCO3-，148.0mmol/L Cl-，200.0mmol/L HPO42-，0.5mmol/L SO42-。
将海藻酸钠溶解在模拟体液(II)中，配成含海藻酸钠质量分数为3.0％的溶液。将壳聚糖溶解在模拟体液(I)中，配成含壳聚糖质量分数为1.2％的溶液。在室温下，用针管直径为1.5mm的5ml注射器往壳聚糖溶液中滴加配好的海藻酸钠溶液，来制备用羟磷灰石仿生矿化的多聚糖微囊。小滴在壳聚糖溶于模拟体液(I)中保存50分钟后拿出，然后放在蒸馏水里漂洗。所有的步骤都是在室温和pH为7的条件下进行。
对比例1
配制含模拟体液(I)，具体成份为：134.0mmol/L Na+，5.0mmol/L K+，120.0mmol/LCa2+，3.0mmol/L Mg2+，258.0mmol/L Cl-，0.5mmol/L SO42-。配制模拟体液(II)，具体成份为350.0mmol/L Na+，5.0mmol/L K+，8.4mmol/L HCO3-，148.0mmol/L Cl-，0.5mmol/LSO42-。
将海藻酸钠溶解在含模拟体液(II)中(除HPO42-以外其它成份不变)，配成含海藻酸钠质量分数为2.0％的溶液。将壳聚糖溶解在含有模拟体液(I)中，配成含壳聚糖质量分数为0.8％的溶液。在室温下，用针管直径为0.9mm的5ml注射器往壳聚糖溶液中加滴加配好的质量分数为2.0％的海藻酸钠溶液，来制备用羟磷灰石仿生矿化的多聚糖微囊。小液滴在壳聚糖溶于模拟体液(I)保存30分钟后拿出，然后放在蒸馏水里漂洗。所有的步骤都是在室温和pH为7的条件下进行。