基于功能化模板的胶束增强型聚电解质胶囊的研究

论文摘要

基于LBL技术，制备聚电解质微胶囊，由于其制备方便，囊壁厚度、组成、性质的可控性，越来越引起了广大科研人员的兴趣。但是，由于其囊壁的通透性良好，对水溶性物质的高效包埋一直是这个领域的难点。本论文针对这些问题，提出了功能型模板的新概念，这种功能型的模板可以在模板除去后，二次修饰囊壁，改变囊壁的通透性；同时，利用预留于胶囊内部的特殊物质作为驱动力，高效的诱导包埋水溶性物质。首先利用大分子两亲嵌段共聚物PS-b-PAA形成的胶束作为模板控制合成尺寸可控的杂化碳酸钙模板，通过研究在试验条件下钙离子对胶束在碱性环境中的聚集形态，利用TEM得到了直接的关于胶束聚集形态的试验证据，系统的研究发现，在试验条件下胶束可以形成球形的聚电解质的网络状结构，控制合成杂化粒子的形貌。深入的研究发现，这种杂化粒子具有很强的耐酸性，在成功解释它的耐酸性机理后，发现了它的溶解条件。以这种杂化粒子为模板，利用LBL技术，分别采用不同种类的聚电解质（根据组装的中性条件下，聚电解质的电荷密度将其分为强电解质和弱电解质）制备了聚电解质胶囊。激光共聚焦（CLSM），电子扫描显微镜（SEM）和原子力显微镜（DFM）证实了这种胶囊球形良好、分散良好，同时，囊壁厚而致密。显然，大分子胶束被成功的预留于胶囊内部。利用激光共聚焦研究这种胶囊的包埋行为发现，它能够高效包埋水溶性的正电荷物质。对其动力学研究发现，胶囊对正电荷物质的包埋速度具有分子量依赖性，随着分子量的增加，包埋速度降低，但是，对最后的包埋总量影响不大。对其囊壁的结构研究，证实了这种胶囊是有聚电解质层和胶束层组成的双层结构，其中胶束层对其包埋行为的控制具有关键性的作用。对包埋了不同电荷性质、不同分子量物质的聚电解质胶囊在不同pH条件和不同盐离子浓度下的释放研究发现，这种胶囊对不同分子量、不同电荷性质的物质的释放行为有一定的差别。对小分子正电荷物质和中性物质的药物释放率较高，但是载药量较低。当被包埋物带强的正电荷时往往导致胶囊的载药量大大增加，但是也导致胶囊总的药物释放率过低。试验还发现，胶囊对于牛血清蛋白（BSA）具有较好的缓释作用。这种聚电解质胶囊的囊壁的双层结构是影响其包埋物释放速度的关键因素，同时，被包埋物的分子量和电荷性能也强烈的影响了胶囊的释放行为。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.文献综述
• 1.1 微胶囊的制备研究
• 1.1.1 微胶囊的定义及其发展历史
• 1.1.2 微胶囊的应用背景
• 1.1.3 微胶囊的制备方法
• 1.2 LBL技术的聚电解质微胶囊研究现状
• 1.2.1 LBL技术及其在微胶囊领域的应用
• 1.2.2 壁材的种类和设计
• 1.2.2.1 高分子聚电解质作为壁材
• 1.2.2.2 三维结构的聚电解质和超分子复合体作为壁材
• 1.2.2.3 有机/无机纳米粒子微胶囊
• 1.2.3 聚电解质微胶囊模板的种类和制备
• 1.2.3.1 有机粒子模板
• 1.2.3.2 无机粒子模板
• 1.2.3.3 特殊种类的模板
• 1.2.4 聚电解质微胶囊的包埋
• 1.2.4.1 通过调节囊壁或者被包埋物的物理化学性质来实现包埋
• 1.2.4.2 被包埋物直接作为模板实现包埋
• 1.2.4.3 其他包埋方法
• 1.3 现有聚电解质微胶囊研究热点和缺陷
• 2.课题的提出、研究思路与试验方案
• 2.1 课题的提出
• 2.2 研究思路
• 2.3 试验设计
• 第二章 耐酸性杂化碳酸钙微球的制备、成型机理以及耐酸性机理的研究
• 2.1 原料与试剂
• 2.2 试验部分
• 2.2.1 PS-b-PAA临界胶束浓度的测试（CMC）
• 2.2.2 不同粒径微球的制备
• 2.2.3 微球成型机理研究
• 2.2.4 微球耐酸性机理研究
• 2.3.仪器与表征
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 微球的表征
• 2.4.1.1 微球的形貌
• 2.4.1.2 微球的红外光谱
• 2.4.1.3 微球中有机质的含量
• 2.4.1.4 杂化微球的碳酸钙晶型
• 2.4.1.5 微球的粒径分布及其规律
• 2.4.2 杂化微球的成型机理
• 2.4.2.1 PS-b-PAA胶束粒径分布
• 2.4.2.2 钙离子对PS-b-PAA胶束在氨水溶液中的形貌影响
• 2.4.2.3 钙离子对PS-b-PAA胶束在碳酸钠溶液中的形貌影响
• 2.4.2.4 嵌段共聚物对微球成型机理的研究
• 2.4.3 耐酸性机理的研究
• 2.4.3.1 不同处理条件下杂化微球的光学显微镜观察
• 2.4.3.2 不同处理条件下杂化微球的CLSM观察
• 2.4.3.3 不同处理条件下杂化微球红外分析
• 2.4.3.4 不同处理条件下杂化微球的XRD分析
• 2.4.3.5 不同处理条件下杂化微球的粒径分析
• 2.4.3.6 不同处理条件下杂化微球的精细表面形貌
• 2.4.3.7 杂化微球的耐酸性机理
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于新型功能型模板—杂化碳酸钙微球的聚电解质胶囊的研究
• 3.1 原料与试剂
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 胶束增强型聚电解质微胶囊的制备
• 3.2.2 聚电解质微胶囊的结构研究
• 3.2.3 聚电解质微胶囊的功能研究
• 3.3 测试与表征
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 胶束增强型聚电解质微胶囊的制备研究
• 3.4.1.1 强/弱电解质的组装过程跟踪
• 3.4.1.2 聚电解质微胶囊地形貌观察
• 3.4.1.3 聚电解质微胶囊地CLSM观察
• 3.4.1.4 聚电解质微胶囊的精细表面形貌
• 3.4.1.5 聚电解质微胶囊的AFM观察
• 3.4.1.6 强/强聚电解质、弱/弱聚电解质微胶囊的制备及其研究
• 3.4.2 胶束增强型聚电解质胶囊的结构研究
• 3.4.2.1 模拟胶囊内部大分子胶束同囊壁内层的相互作用研究
• 3.4.2.2 聚电解质胶囊的囊壁结构的理论模型
• 3.4.2.3 不同的pH条件下胶囊形貌的研究
• 3.4.2.4 不同的离子浓度下胶囊形貌的研究
• 3.4.2.5 不同的温度条件下胶囊形貌的研究
• 3.4.3 胶束增强型聚电解质微胶囊的功能研究
• 3.4.3.1 胶囊对不同电荷性质的物质的包埋研究
• 3.4.3.2 胶囊对小分子正电荷物质罗丹明B的包埋动力学研究
• 3.4.3.3 被包埋的罗丹明B在胶囊内部的状态研究
• 3.4.3.4 胶囊对正电荷物质溶菌酶的包埋动力学研究
• 3.4.3.5 被包埋的溶菌酶在胶囊内部的状态研究
• 3.4.4 胶囊包埋机理的推测
• 3.4.5 胶囊对两性物质的包埋研究
• 3.5 新概念—功能化模板
• 3.6 本章小结
• 第四章 聚电解质胶囊的包埋释放行为研究
• 4.1 试验方法
• 4.2 仪器与测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 水溶性物质包埋的定性研究
• 4.3.2 水溶性物质包埋的定量研究
• 4.3.3 不同的pH条件下和盐离子浓度下胶囊对被包埋物质的释放研究
• 4.3.3.1 胶囊对罗丹明的释放研究
• 4.3.3.2 胶囊对葡聚糖的释放研究
• 4.3.3.3 胶囊对溶菌酶的释放研究
• 4.3.3.4 胶囊对BSA的释放研究
• 4.4 本章小结
• 全文总结
• 全文主要结论
• 特色与创新
• 参考文献
• 个人简介
• 致谢