Voorbereiding van hidrogel mikrosfere uit hidroksipropylmetielsellulose

Hierdie eksperiment gebruik die omgekeerde fase suspensie polimerisasie metode, deur gebruik te maak van hidroksipropylmetielsellulose (HPMC) as die grondstof, natriumhidroksiedoplossing as die waterfase, sikloheksaan as die oliefase, en divinielsulfon (DVS) as die kruisbindingsmengsel van Tween- 20 en Span-60 as 'n dispergeermiddel, roer teen 'n spoed van 400-900r/min om hidrogel-mikrosfere voor te berei.

Sleutelwoorde: hidroksielmetielsellulose; hidrogel; mikrosfere; dispergeermiddel

1.Oorsig

1.1 Definisie van hidrogel

Hidrogel (Hydrogel) is 'n soort hoëmolekulêre polimeer wat 'n groot hoeveelheid water in die netwerkstruktuur bevat en onoplosbaar in water is. 'n Gedeelte van hidrofobiese groepe en hidrofiele residue word in die wateroplosbare polimeer ingebring met 'n netwerkverbonde struktuur, en die hidrofiele Die residue bind aan watermolekules, wat die watermolekules binne die netwerk verbind, terwyl die hidrofobiese residue met water swel om kruis te vorm -gekoppelde polimere. Jellies en kontaklense in die daaglikse lewe is almal hidrogelprodukte. Volgens die grootte en vorm van hidrogel, kan dit verdeel word in makroskopiese gel en mikroskopiese gel (mikrosfeer), en eersgenoemde kan verdeel word in kolomvormige, poreuse spons, veselagtige, membraanagtige, sferiese, ens. Die tans voorbereide mikrosfere en nanoskaal mikrosfere het goeie sagtheid, elastisiteit, vloeistofbergingskapasiteit en bioversoenbaarheid, en word gebruik in die navorsing van vasgevange middels.

1.2 Belangrikheid van onderwerpkeuse

In onlangse jare, om aan die vereistes van omgewingsbeskerming te voldoen, het polimeer hidrogelmateriale geleidelik wydverspreide aandag getrek vanweë hul goeie hidrofiliese eienskappe en bioversoenbaarheid. Hidrogel-mikrosfere is van hidroksipropylmetielsellulose as grondstof in hierdie eksperiment voorberei. Hydroxypropyl methylcellulose is 'n nie-ioniese sellulose-eter, wit poeier, reukloos en smaakloos, en het onvervangbare eienskappe van ander sintetiese polimeermateriale, so dit het 'n hoë navorsingswaarde in die polimeerveld.

1.3 Ontwikkelingstatus by die huis en in die buiteland

Hydrogel is 'n farmaseutiese doseervorm wat die afgelope jare baie aandag in die internasionale mediese gemeenskap getrek het en vinnig ontwikkel het. Sedert Wichterle en Lim hul baanbrekerswerk oor HEMA-kruisgekoppelde hidrogels in 1960 gepubliseer het, het die navorsing en verkenning van hidrogels voortgegaan om te verdiep. In die middel-1970's het Tanaka pH-sensitiewe hidrogels ontdek toe hy die swelverhouding van verouderde akrielamiedgels gemeet het, wat 'n nuwe stap in die studie van hidrogels merk. my land is in die stadium van hidrogel-ontwikkeling. As gevolg van die uitgebreide voorbereidingsproses van tradisionele Chinese medisyne en komplekse komponente, is dit moeilik om 'n enkele suiwer produk te onttrek wanneer verskeie komponente saamwerk, en die dosis is groot, dus kan die ontwikkeling van Chinese medisyne-hidrogel relatief stadig wees.

1.4 Eksperimentele materiale en beginsels

1.4.1 Hidroksipropylmetielsellulose

Hydroksipropylmetielsellulose (HPMC), 'n afgeleide van metielsellulose, is 'n belangrike gemengde eter, wat aan nie-ioniese wateroplosbare polimere behoort, en reukloos, smaakloos en nie-giftig is.

Industriële HPMC is in die vorm van wit poeier of wit los vesel, en sy waterige oplossing het oppervlakaktiwiteit, hoë deursigtigheid en stabiele werkverrigting. Omdat HPMC die eienskap van termiese gelering het, word die waterige oplossing van die produk verhit om 'n gel te vorm en presipiteer, en los dan op na afkoeling, en die geleringstemperatuur van verskillende spesifikasies van die produk verskil. Die eienskappe van verskillende spesifikasies van HPMC verskil ook. Die oplosbaarheid verander met die viskositeit en word nie deur die pH-waarde beïnvloed nie. Hoe laer die viskositeit, hoe groter is die oplosbaarheid. Soos die inhoud van die metoksielgroep afneem, neem die gelpunt van HPMC toe, die wateroplosbaarheid verminder en die oppervlakaktiwiteit neem af. In die biomediese industrie word dit hoofsaaklik gebruik as 'n tempo-beheerde polimeermateriaal vir bedekkingsmateriaal, filmmateriaal en preparate vir volgehoue ​​vrystelling. Dit kan ook as 'n stabiliseerder, suspensiemiddel, tabletkleefmiddel en viskositeitsversterker gebruik word.

1.4.2 Beginsel

Deur gebruik te maak van die omgekeerde fase suspensie polimerisasie metode, deur Tween-20, Span-60 saamgestelde dispergeermiddel en Tween-20 as afsonderlike dispergeermiddels te gebruik, bepaal die HLB waarde (oppervlakaktiewe middel is 'n amfifiele met hidrofiele groep en lipofiele groep Molekule, die hoeveelheid grootte en krag balans tussen die hidrofiele groep en die lipofiele groep in die oppervlakaktiewe molekule word gedefinieer as die benaderde reeks van die hidrofiel-lipofiele balanswaarde van die benattingsmiddel word gebruik as die oliefase die monomeeroplossing beter kan versprei en die hitte wat gegenereer word, kan versprei in die eksperiment deurlopend Die dosis is 1-5 keer dié van die monomeer waterige oplossing Met 'n konsentrasie van 99% divinielsulfon as die kruisbindingsmiddel, en die hoeveelheid van die kruisbindingsmiddel word beheer op ongeveer 10% van. die droë sellulosemassa, sodat veelvuldige lineêre molekules aan mekaar gebind word en in 'n netwerkstruktuur verknoop word.

Roer is baie belangrik vir hierdie eksperiment, en die spoed word gewoonlik by die derde of vierde rat beheer. Omdat die grootte van die rotasiespoed die grootte van die mikrosfere direk beïnvloed. Wanneer die rotasiespoed groter as 980r/min is, sal daar ernstige muurkleefverskynsel wees, wat die produkopbrengs aansienlik sal verminder; Die kruisbindingsmiddel is geneig om grootmaat gels te produseer, en sferiese produkte kan nie verkry word nie.

2. Eksperimentele instrumente en metodes

2.1 Eksperimentele instrumente

Elektroniese balans, multifunksionele elektriese roerder, polariserende mikroskoop, Malvern-deeltjiegrootte-ontleder.

Om sellulose hidrogel mikrosfere te berei, is die belangrikste chemikalieë wat gebruik word sikloheksaan, Tween-20, Span-60, hidroksipropylmetielsellulose, divinielsulfon, natriumhidroksied, gedistilleerde water, wat almal Monomere en bymiddels direk gebruik word sonder behandeling.

2.2 Bereidingstappe van sellulose hidrogel mikrosfere

2.2.1 Gebruik Tween 20 as dispergeermiddel

Ontbinding van hidroksipropylmetielsellulose. Weeg 2g natriumhidroksied akkuraat en berei 'n 2% natriumhidroksiedoplossing met 'n 100ml maatfles voor. Neem 80 ml van die voorbereide natriumhidroksiedoplossing en verhit dit in 'n waterbad tot ongeveer 50°C, weeg 0,2g sellulose en voeg dit by die alkaliese oplossing, roer dit met 'n glasstaaf, plaas dit in koue water vir 'n ysbad, en gebruik dit as die waterfase nadat die oplossing geklaar is. Gebruik 'n gegradueerde silinder om 120ml sikloheksaan (oliefase) in 'n drienekfles af te meet, trek 5ml Tween-20 in die oliefase met 'n spuit, en roer by 700r/min vir een uur. Neem die helfte van die voorbereide waterfase en voeg dit by 'n drienekfles en roer vir drie uur. Die konsentrasie divinielsulfon is 99%, verdun tot 1% met gedistilleerde water. Gebruik 'n pipet om 0.5ml DVS in 'n 50ml volumetriese fles te neem om 1% DVS voor te berei, 1ml DVS is gelykstaande aan 0.01g. Gebruik 'n pipet om 1 ml in die drienekfles te neem. Roer by kamertemperatuur vir 22 uur.

2.2.2 Gebruik span60 en Tween-20 as dispergeermiddels

Die ander helfte van die waterfase wat pas voorberei is. Weeg 0.01gspan60 en voeg dit by die proefbuis, verhit dit in 'n 65-grade waterbad totdat dit smelt, gooi dan 'n paar druppels sikloheksaan in die waterbad met 'n rubberdrupper, en verhit dit totdat die oplossing melkwit word. Voeg dit by 'n drienekfles, voeg dan 120 ml sikloheksaan by, spoel die proefbuis verskeie kere met sikloheksaan uit, verhit vir 5 minute, koel af tot kamertemperatuur en voeg 0,5 ml Tween-20 by. Na drie uur lank geroer is, is 1ml verdunde DVS bygevoeg. Roer by kamertemperatuur vir 22 uur.

2.2.3 Eksperimentele resultate

Die geroerde monster is in 'n glasstaaf gedoop en in 50 ml absolute etanol opgelos, en die deeltjiegrootte is gemeet onder 'n Malvern-deeltjiegrootter. Die gebruik van Tween-20 as 'n dispergeermiddel mikro-emulsie is dikker, en die gemete deeltjiegrootte van 87.1% is 455.2d.nm, en die deeltjiegrootte van 12.9% is 5026d.nm. Die mikro-emulsie van Tween-20 en Span-60 gemengde dispergeermiddel is soortgelyk aan dié van melk, met 81.7% deeltjiegrootte van 5421d.nm en 18.3% deeltjiegrootte van 180.1d.nm.

3. Bespreking van eksperimentele resultate

Vir die emulgator vir die voorbereiding van inverse mikro-emulsie, is dit dikwels beter om die verbinding van hidrofiele oppervlakaktiewe middel en lipofiele oppervlakaktiewe middel te gebruik. Dit is omdat die oplosbaarheid van 'n enkele oppervlakaktiewe middel in die sisteem laag is. Nadat die twee saamgestel is, werk mekaar se hidrofiliese groepe en lipofiele groepe met mekaar saam om 'n oplosbare effek te hê. Die HLB-waarde is ook 'n algemeen gebruikte indeks wanneer emulgatoren gekies word. Deur die HLB-waarde aan te pas, kan die verhouding van die twee-komponent saamgestelde emulgator geoptimaliseer word, en meer eenvormige mikrosfere kan voorberei word. In hierdie eksperiment is swak lipofiele Span-60 (HLB=4.7) en hidrofiele Tween-20 (HLB=16.7) as die dispergeermiddel gebruik, en Span-20 is alleen as die dispergeermiddel gebruik. Uit die eksperimentele resultate kan gesien word dat die verbinding Die effek beter is as 'n enkele dispergeermiddel. Die mikro-emulsie van die saamgestelde dispergeermiddel is relatief eenvormig en het 'n melkagtige konsekwentheid; die mikro-emulsie wat 'n enkele dispergeermiddel gebruik het te hoë viskositeit en wit deeltjies. Die klein piek verskyn onder die saamgestelde dispergeermiddel van Tween-20 en Span-60. Die moontlike rede is dat die grensvlakspanning van die saamgestelde sisteem van Span-60 en Tween-20 hoog is, en die dispergeermiddel self word onder hoë-intensiteit roer opgebreek om te vorm. Die fyn deeltjies sal die eksperimentele resultate beïnvloed. Die nadeel van die dispergeermiddel Tween-20 is dat dit 'n groot aantal polioksiëtileenkettings het (n=20 of so), wat die steriese hindernis tussen die oppervlakaktiewe molekules groter maak en dit is moeilik om dig aan die raakvlak te wees. Te oordeel aan die kombinasie van deeltjiegroottediagramme, kan die wit deeltjies binne ongedispergeerde sellulose wees. Daarom dui die resultate van hierdie eksperiment daarop dat die effek van die gebruik van 'n saamgestelde dispergeermiddel beter is, en die eksperiment kan die hoeveelheid Tween-20 verder verminder om die voorbereide mikrosfere meer eenvormig te maak.

Daarbenewens moet sommige foute in die eksperimentele werkingsproses tot die minimum beperk word, soos die voorbereiding van natriumhidroksied in die oplosproses van HPMC, die verdunning van DVS, ens., moet soveel as moontlik gestandaardiseer word om eksperimentele foute te verminder. Die belangrikste ding is die hoeveelheid dispergeermiddel, die spoed en intensiteit van roer, en die hoeveelheid kruisbindmiddel. Slegs wanneer dit behoorlik beheer word, kan hidrogel-mikrosfere met goeie dispersie en eenvormige deeltjiegrootte voorberei word.