首页 > 技术资讯 > 行业咨讯

微流控技术制备微球的应用

微流控技术

微流控技术能制备单分散性好、粒径和形态可控的乳液或微球,已引起高度关注. 但利用微流控装置制备微球目前还处在研究的初级阶段,主要集中在给药载体、细胞载体、分离介质、食品加工以及酶制剂等领域。

 

一、给药载体和细胞载体 

聚合微球、微囊和凝胶颗粒可用作给药载体改变药物的释药效率、改善药物作用于靶向位点的准确性。 目前最常见的药物、疫苗输送载体是微球和微囊[46],但传统方法如溶剂蒸发、相分离等技术制备的微囊、微球分散性欠佳,药物包埋效果不理想,且其制备过程也较繁琐。微流控技术则可一步制得微米级或纳米级的微球,且产品不需进一步纯化,粒径非常均一,单分散性好,因此微流控技术在给药载体的制备上表现出了突出的优势。

除制备给药载体外,微流控技术所制微球还可作为细胞载体使用. Capretto等以葵花籽油作为连续相,海藻酸钠和琼脂糖的混合液作为分散相[混有赛尔托利细胞(Sertoli cell)],利用微流控技术制得了平均粒径约为250 μm、粒径分布较窄的聚合微球,发现赛尔托利细胞被包裹在此类聚合微球中后成活率高于90%,且14 d后细胞仍有存活. Choi等也用微流控技术制备海藻酸盐微球,研究其包埋酵母菌的情况,整个过程(从微流控装置的入口到出口)中酵母菌都是活的(装置能监测到酵母菌产生的绿色荧光蛋白). 根据荧光强度,发现每个微球基本都能包埋2个酵母菌,且酵母菌的包埋量可通过控制藻酸盐微球的大小来调节. 目前可作为细胞载体的微球多用海藻酸盐制备,Sugiura等也用海藻酸钙制备的微球作为人类肾细胞的载体进行过研究。

 

二、分离介质 

微流控技术可制备尺寸均一的选择性吸附介质,用于目标分子的专一识别. 一种可制备粒径均一微球的螺旋形微通道反应器. Zourob等利用该反应器制备了尺寸均一的印迹微球,实验操作简便,不需对产品作进一步处理(如研磨、过筛等),且由于印迹聚合物对目标分子具有专一识别性,所以该方法制备的印迹聚合物可作为固相萃取介质或色谱柱介质,用以分离手性物质或其他结构类似物。

 

三、食品加工 

复乳液(W/O/W或O/W/O)复杂分散体系在食品加工行业十分常见,可用来包埋或保护那些对环境较敏感或活跃的食物组成成分或控制芳香味的释放,可生产低油、低脂食物,但热稳定性较差. 而微流控技术制备的各种类型尺寸均一、分散性好的乳液或复乳液在不同温度影响下不易发生吞并或聚集,热稳定性有很大的改善,所以在食品加工行业具有广阔的应用前景,如生产黄油(W/O)、蛋黄酱(O/W)等调味料,可乐、啤酒等饮料(富含泡沫,空气或CO气体分散在水中). 目前,这些食品在工业上大部分都是用物理手段引入能量,然后利用剪切力在两相搅拌器中将一相分散到另一相中,但这种方法处理单位体积样品时有一定的局限性,利用微流控技术则可以很好地解决这一问题,且产生的乳液或泡沫粒径可控,单分散性好,能更好地用于食品中。

 

四、酶制剂 

微流控技术制备微球在生产酶制剂方面的应用也取得了一定的进展. Jeong等证明通过微流控系统制备含酶微球是一种方便、简洁、经济实惠的生产方法,并阐述了实现工业化生产的可能性. 他们通过自制的PDMS微流控装置,使含葡萄糖氧化酶的水凝胶溶液在连续的矿物油中形成悬浮乳液,随后在与之相连的微通道中用紫外引发聚合,从而实现酶的固定化. 这种含酶微球的粒径可控,且随连续相流速增加,粒径逐渐减小,可制备平均粒径70~260 μm的含酶微球,粒径分布系数均小于2%.。也有报道[68]利用微流控技术制备的水凝胶微球(里面固定有葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶)来考察不同葡萄糖浓度下酶的活性。



标签:  微流控jis 微流控技术
手持式PDMS打孔器