微流芯片技术是一种利用微尺度流道产生液滴的方法,近年来在制备微胶囊等生物化学材料领域得到了广泛应用。本文探讨了使用十字型微流芯片来制备粒径均一的壳聚糖-NaCS/TPP微胶囊的过程。
本文介绍的原料包括壳聚糖、纤维素硫酸钠(NaCS)和三聚磷酸钠(TPP),这些材料分别具备不同的化学性质和功能,共同参与微胶囊的合成。壳聚糖是一种多糖材料,通常被用来制备缓释微胶囊。NaCS和TPP分别作为反应试剂参与微胶囊的固化过程。
制备过程中,研究者使用了宽度为200微米、高度为1毫米的微通道,微流芯片所采用的十字型微通道设计有助于形成稳定的流动状态,并能有效地控制液滴的尺寸。在实验中,观察到了层流、塞流和液滴流动等不同的流动状态,通过卡帕数(Ca)来识别和控制微通道内的流动类型,进而影响微液滴的形成。
文中分析了分散剂用量、壳聚糖浓度和油水两相流速等因素对微液滴形成的影响,并确定了制备条件。具体来说,通过选择适当的分散剂(如Span85)和油水相流速比,可以制备出具有较小粒径分布系数(<0.1)的均一壳聚糖微液滴。使用2%质量的壳聚糖醋酸水溶液作为水相,液体石蜡作为油相,并通过调节水相流速和油相流速比,能够成功形成微胶囊。
所制备的壳聚糖-NaCS/TPP微胶囊具有中间空心、周边由两层膜构成的结构。通过微流芯片技术制备的微胶囊,其粒径均一性好,这在应用中具有重要的意义,例如在药物递送系统中,粒径的一致性可以确保药物释放的稳定性和可靠性。
此外,本文还讨论了通过化学反应固化微液滴的机制,其中壳聚糖微液滴与NaCS和TPP混合溶液反应形成了微胶囊。固化过程中,NaCS和TPP作为交联剂参与壳聚糖的交联反应,从而在微液滴的表面形成了坚固的膜结构。
研究结果表明,通过微流芯片技术可以有效地控制液滴直径,并制备出粒径均一的微胶囊。这为微胶囊的制备和应用提供了新的可能性,尤其是在需要精细控制微胶囊粒径分布的领域,如药物传递、化妆品、食品工业和生物传感器等。
关键词中的微胶囊、壳聚糖、纤维素硫酸钠、三聚磷酸钠、微流芯片和微通道,均是微流芯片制备壳聚糖-NaCS/TPP微胶囊过程中的重要概念和组成要素。微胶囊涉及微封装技术,壳聚糖、NaCS、TPP都是生物化学材料,微流芯片和微通道则是实现微胶囊制备的核心工具和技术。这些术语对理解本文的研究内容和方法至关重要。
本文发表在化工学报上,提供了一个重要的参考文献,为化学工程、材料科学以及相关领域的研究人员提供了深入研究微流芯片技术制备微胶囊的实验数据和理论分析,同时也为相关领域的工业应用提供了技术支持和指导。