專利名稱：聚多巴胺微囊和制備方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料的制備，是一種聚多巴胺微囊和制備方法，具體為生物啟 發下制備聚多巴胺微囊和制備方法。
背景技術：
如今微囊越來越多地被用于微反應器、藥物載體、細胞和酶的包埋防護以及基因 轉染等領域。傳統的微囊制備方法主要有三種(1)化學法，是指在液相中發生化學反應成 囊的方法。目前所采用的化學法主要有2種，即界面縮聚法與輻射化學法。雖能得到尺寸 較均一的微囊，但其尺寸往往難以調節。(2)物理化學法，本法在液相中成囊，即在囊芯物 和囊材的混合物中，加入另一種物質或采用其他適當的方法使囊材的溶解度降低而凝聚在 囊心物的周圍，形成一個新相析出，故又稱為相分離法。其特點是設備簡單，高分子材料來 源廣泛，適用于多種藥物的微囊化，缺點是微囊粘連、聚集，過程可控性差。(3)物理及機械 法，主要是通過微膠囊囊壁材料的物理變化，結合一定的機械加工手段進行微囊制備，可控 性差。(4)層層自組裝法，這是一種新興的方法，可在模板表面通過靜電吸附或共價法進行 層層組裝，對微囊的壁厚和釋放特性實現精確調控。自然界中的蛘類自身可分泌一種蛋白可粘附于船舶、巖石等各種表面。此反應條 件溫合，粘附力強。研究表明，在液體粘附蛋白發生交聯作用固化過程中多巴的氧化作用起 至關重要作用。多巴胺是一種神經傳導物質，用來幫助細胞傳送脈沖的化學物質，它與多巴 類似，在弱堿條件下可發生自聚合，具有模仿生物粘合蛋白的功能。多巴胺具有適宜的親水 性和優良的生物相容性，同時帶有多功能基團(氨基和鄰苯二酚基，又叫兒茶酚基)。此外， 多巴胺易于涂覆在多種表面，這使得利用多巴胺制備微囊成為可能。這種生物粘合過程制 備微囊，操作簡便，避免了酸堿催化劑、有機溶劑的使用，制備條件溫和，顆粒尺寸可通過控 制模板的大小控制、適用范圍更廣。
發明內容
本發明的目的在于提供一種聚多巴胺微囊和制備方法。基于生物啟發下，以多巴 胺為原料進行微囊的制備。先在模板表面吸附多巴胺，利用多巴胺在弱堿條件下自聚合的 特點，在模板表面形成一層聚多巴胺膜，最后再將模板去除。本發明制備條件溫和，制備原 料易得，制備工藝簡單易行，通過對多巴胺的濃度和聚合時間來調控膜的厚度也比較容易。本發明提供的一種聚多巴胺微囊是以碳酸鈣微粒為模板，多巴胺為原料，按照多 巴胺與碳酸鈣模板的質量配比為0.1 1 10 1進行制備而成，工藝步驟含有聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)的氯化鈣溶液與碳酸鈉溶液反應制備PSS摻雜的碳酸 鈣CaCO3(PSS)膠體微粒；CaCO3與PSS復合，表示為=CaCO3(PSS)。將該微粒用Tris-HCl緩沖溶液溶解分散，并加入多巴胺，在CaCO3 (PSS)微粒表面 吸附多巴胺并使多巴胺自聚合得到核殼結構的微粒；核殼結構的微粒與乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)溶液攪拌反應，水洗滌，離心分離；
3重復以上過程，除去碳酸鈣得到自組裝聚多巴胺微囊，水中貯存備用。平均粒徑為3_5μπι。本發明提供的一種聚多巴胺微囊的制備方法包括以下步驟1)配制濃度為0.2 0.5Μ的氯化鈣溶液，向其中加入聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)， 使其濃度為2 3mg/mL ；配制和氯化鈣等摩爾濃度的碳酸鈉溶液，分別過濾后，各取15 25mL氯化鈣溶液和等體積的碳酸鈉溶液，在1000 1200rpm的轉速下將碳酸鈉溶液加入氯 化鈣溶液中，反應15 30s，靜置15 30min，得到含碳酸鈣沉淀的分散溶液。2)將所得分散溶液在轉速為3000rpm的離心機中離心3min，離心后用水洗，重復 離心-水洗過程二次，后去除上清液，得CaCO3(PSS)微粒。3)配制濃度為0. 01 0. IM的Tris-HCl緩沖溶液，調節其PH為6. 0 10. 0。4)將多巴胺溶解于配制好的Tris-HCl緩沖溶液中，配成0. 2 20mg/mL的溶液。5)用Tris-HCl緩沖溶液洗滌兩次CaCO3 (PSS)微粒，粒子濃度為1 % (w/w)，離心， 產物加入步驟4)的多巴胺溶液，使CaCO3 (PSS)重新分散，室溫攪拌3 48h;離心分離，重 復用Tris-HCl緩沖溶液洗滌兩次。7)用0. 05 0. 5M的EDTA溶液洗滌，3000rpm離心分離，重復3_5次，徹底除去碳
酸鈣，去核后得微囊，以水洗滌三次，微囊制備至此完畢。本發明提供了一種聚多巴胺微囊和制備方法。首先制備碳酸鈣微粒作為模板，將 多巴胺吸附于模板上，然后將利用多巴胺的自聚合作用，在模板上形成聚多巴胺膜，當聚多 巴胺膜有合適的機械強度后，用乙二胺四乙酸二鈉去除碳酸鈣內核。本發明制備的微囊，操 作簡便，避免了酸堿催化劑、有機溶劑的使用，原料易得，制備工藝簡單易行，通過對組裝不 同層數而對膜的厚度控制也比較容易，顆粒大小可控，穩定性好，可重復性好，適用范圍廣。
圖1為實施例1制備的多巴胺微球掃描電鏡(SEM)照片。圖2為實施例2制備的多巴胺微球掃描電鏡(SEM)照片。圖3為實施例3制備的多巴胺微球掃描電鏡(SEM)照片。圖4為實施例4制備的多巴胺微球掃描電鏡(SEM)照片。圖5為對比例1制備的微球掃描電鏡(SEM)照片。
具體實施例方式實施例1將30mg的聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)溶于15mL過濾后的氯化鈣溶液(濃度為0. 2M) 中，向該溶液加入15mL過濾后的0. 2M的碳酸鈉溶液，在轉速為IOOOrpm的電磁攪拌機中反 應15s，關閉電磁攪拌并靜置15min后開啟電磁攪拌，將反應溶液攪拌均勻，取5mL加入離 心管中，共取4管。將4管懸濁液在轉速為3000rpm的離心機中離心3min后用去離子水水 洗，重復離心_水洗操作二次。配制0. OlM的Tris-HCl緩沖溶液，調節其PH為6. 5，配制2mg/mL的多巴胺溶液。 將多巴胺溶液加入到清洗后的碳酸鈣中攪拌48h后，3000rpm 3min離心收集固體粒子，向 每個離心管加入5mL Tris-HCl緩沖溶液，搖晃使粒子重新分散。在轉速為3000rpm的離心 機中離心3min，Tris-HCl緩沖溶液洗，重復離心-緩沖液洗二次，后去除上清液。配制0. 05M
4的乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)溶液，向每只離心管中加入5mL，震蕩反應30min，3000rpm離心 3min,去上清液。以上過程重復3-5次，以徹底除去碳酸鈣，去核后得微囊，以水洗滌三次， 便可制得粒徑為3-5 μ m的聚多巴胺微囊。實施例2將45mg的聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)溶于15mL過濾后的氯化鈣溶液(濃度為0. 3M) 中，向該溶液加入15mL過濾后的0. 3M的碳酸鈉溶液，在轉速為IOOOrpm的電磁攪拌機中反 應20s，靜置20min后開啟電磁攪拌，將反應溶液混合均勻，取5mL加入離心管中，共取4管。 將4管懸濁液在轉速為3000rpm的離心機中離心3min后用去離子水洗滌，重復離心-水洗
操作二次。配制0. 02M的Tris-HCl緩沖溶液，調節其pH為7. 5，配制5mg/mL的多巴胺溶液。 將多巴胺溶液加入到清洗后的碳酸鈣中攪拌24h后，3000rpm 3min離心收集固體粒子，向 每個離心管加入5mL Tris-HCl緩沖溶液，振蕩使粒子重新分散。在轉速為3000rpm的離心 機中離心3min，Tris-HCl緩沖溶液洗，重復離心-緩沖液洗二次，后去除上清液。配制0. IM 的乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)溶液，向每只離心管中加入5mL，振蕩反應30min，3000rpm離心 3min,去上清液。以上過程重復3-5次，以徹底除去碳酸鈣，去核后得微囊，以水洗滌三次， 從而制得粒徑為3-5 μ m的聚多巴胺微囊。(后面幾段請照此修改)實施例3將36mg的聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)溶于15mL過濾后的氯化鈣溶液(濃度為0. 4M) 中，向該溶液加入15mL過濾后的0. 4M的碳酸鈉溶液，在轉速為IOOOrpm的電磁攪拌機中反 應30s，關閉電磁攪拌并靜置25min后開啟電磁攪拌，將反應溶液攪拌均勻，取5mL加入離 心管中，共取4管。將4管懸濁液在轉速為3000rpm的離心機中離心3min后用去離子水水 洗，重復離心_水洗操作二次。配制0. IM的Tris-HCl緩沖溶液，調節其PH為8. 5，配制8mg/mL的多巴胺溶液。 將多巴胺溶液加入到清洗后的碳酸鈣中攪拌8h后，3000rpm 3min離心收集固體粒子，向每 個離心管加入5mL Tris-HCl緩沖溶液，搖晃使粒子重新分散。在轉速為3000rpm的離心機 中離心3min，Tris-HCl緩沖溶液洗，重復離心-緩沖液洗二次，后去除上清液。配制0. 2M 的乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)溶液，向每只離心管中加入5mL，震蕩反應30min，3000rpm離心 3min,去上清液。以上過程重復3-5次，以徹底除去碳酸鈣，去核后得微囊，以水洗滌三次， 便可制得粒徑為3-5 μ m的聚多巴胺微囊。實施例4將42mg的聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)溶于15mL過濾后的氯化鈣溶液(濃度為0. 5M) 中，向該溶液加入15mL過濾后的0. 5M的碳酸鈉溶液，在轉速為IOOOrpm的電磁攪拌機中反 應25s，關閉電磁攪拌并靜置30min后開啟電磁攪拌，將反應溶液攪拌均勻，取5mL加入離 心管中，共取4管。將4管懸濁液在轉速為3000rpm的離心機中離心3min后用去離子水水 洗，重復離心_水洗操作二次。配制0. 05M的Tris-HCl緩沖溶液，調節其PH為9. 0，配制10mg/mL的多巴胺溶液。 將多巴胺溶液加入到清洗后的碳酸鈣中攪拌6h后，3000rpm 3min離心收集固體粒子，向每 個離心管加入5mL Tris-HCl緩沖溶液，搖晃使粒子重新分散。在轉速為3000rpm的離心機 中離心3min，Tris-HCl緩沖溶液洗，重復離心-緩沖液洗二次，后去除上清液。配制0. 5M的乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)溶液，向每只離心管中加入5mL，震蕩反應30min，3000rpm離心 3min,去上清液。以上過程重復3-5次，以徹底除去碳酸鈣，去核后得微囊，以水洗滌三次， 便可制得粒徑為3-5 μ m的聚多巴胺微囊。對比例1將50mg的聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)溶于15mL過濾后的氯化鈣溶液(濃度為0. 33M) 中，向該溶液加入15mL過濾后的0. 33M的碳酸鈉溶液，在轉速為IOOOrpm的電磁攪拌機中 反應30s，關閉電磁攪拌并靜置30min后開啟電磁攪拌，將反應溶液攪拌均勻，取5mL加入離 心管中，共取4管。將四管懸濁液在轉速為3000rpm的離心機中離心3min后用去離子水水 洗，重復離心_水洗操作二次。配制0. OlM的Tris-HCl緩沖溶液，調節其PH為8. 5。將Tris-HCl緩沖溶液加 入到清洗后的碳酸鈣中攪拌6h后，3000rpm 3min離心收集固體粒子，向每個離心管加入 5mLTris-HCl緩沖溶液，搖晃使粒子重新分散。在轉速為3000rpm的離心機中離心3min， Tris-HCl緩沖溶液洗，重復離心-緩沖液洗二次，后去除上清液。
權利要求
一種聚多巴胺微囊，其特征在于它是以碳酸鈣微粒為模板，多巴胺為原料，按照多巴胺與碳酸鈣模板的質量配比為0.1∶1～10∶1進行制備而成，工藝步驟含有聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)的氯化鈣溶液與碳酸鈉溶液反應制備PSS摻雜的碳酸鈣CaCO3(PSS)膠體微粒，CaCO3與PSS復合，表示為CaCO3(PSS)；將該微粒用Tris HCl緩沖溶液溶解分散，并加入多巴胺，在CaCO3(PSS)微粒表面吸附多巴胺并使多巴胺自聚合得到核殼結構的微粒；核殼結構的微粒與乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)溶液攪拌反應，水洗滌，離心分離；重復以上過程，除去碳酸鈣得自組裝而成的聚多巴胺微囊。
2.一種聚多巴胺微囊的制備方法，其特征在于它包括以下步驟1)配制濃度為0.2 0. 5M的氯化鈣溶液，向其中加入聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)，使其濃 度為2 3mg/mL ；配制和氯化鈣等摩爾濃度的碳酸鈉溶液，分別過濾后，各取15 25mL氯 化鈣溶液和等體積的碳酸鈉溶液，在1000 1200rpm的轉速下將碳酸鈉溶液加入氯化鈣溶 液中，反應15 30s，靜置15 30min，得到含碳酸鈣沉淀的分散溶液；2)將所得分散溶液在轉速為3000rpm的離心機中離心3min，離心后用水洗，重復離 心_水洗過程二次，后去除上清液，得CaCO3 (PSS)微粒；3)配制濃度為0.01 0. IM的Tris-HCl緩沖溶液，調節其PH為6. 0 10. 0 ；4)將多巴胺溶解于配制好的Tris-HCl緩沖溶液中，配成0.2 20mg/mL的溶液；5)用Tris-HCl緩沖溶液洗滌兩次CaCO3(PSS)微粒，粒子濃度為(w/w)，離心，產物 加入步驟4)的多巴胺溶液，使CaCO3(PSS)重新分散，室溫攪拌3 48h;離心分離，重復用 Tris-HCl緩沖溶液洗滌兩次；7)用0. 05 0. 5M的EDTA溶液洗滌，3000rpm離心分離，重復3_5次，徹底除去碳酸鈣， 去核后得微囊，以水洗滌三次，制備出微囊。
全文摘要
本發明涉及一種聚多巴胺微囊和制備方法。它是以碳酸鈣微粒為模板，多巴胺為原料，按照多巴胺與碳酸鈣模板的質量配比為(0.1；1-10∶1)進行制備而成。首先制備碳酸鈣微粒作為模板，將多巴胺吸附于模板上，利用多巴胺的自聚合作用，在模板上形成聚多巴胺膜，反應一段時間，當模板上的聚多巴胺膜達到一定厚度后，用乙二胺四乙酸二鈉去除碳酸鈣內核。本發明制備的微囊，制備工藝簡單，操作簡便，避免了酸堿催化劑、有機溶劑的使用，原料易得，通過對組裝不同層數而對膜的厚度控制也比較容易，顆粒大小可控，穩定性好，可重復性好，適用范圍廣。
文檔編號B01J13/14GK101966441SQ201010275929
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月9日 優先權日2010年9月9日
發明者姜忠義, 張蕾, 石家福 申請人:天津大學