明胶微球制备方法的改进

第34卷第4期2015年4月

实验室研究与探索

ＲESEAＲCHANDEXPLOＲATIONINLABOＲATOＲY

Vol．34No．4Apr．2015

明胶微球制备方法的改进

a

顾梦洁，王

a

欢，胡

bba新，王桂玲，范田园

（北京大学药学院a．药剂学系；b．药学实验教学中心，北京100191）

要：明胶微球的制备是药剂学实验课的一个学习内容，但以原实验方法制备的

明胶微球容易黏连，粒径较小且收率不高。为了提高实验教学的学习效果，对原有摘

的实验处方及制备过程进行了改进。在采用的新处方中，对油相种类、明胶溶液浓度及用量、水油比、交联剂种类等进行了改进；并且改进了制备工艺，包括各成分的混合顺序、脱水洗涤等。结果显示：用新方法制备出的微球外观圆整、透明、呈球形，分散性好，粒径较大，优于原方法所制备的微球；此外，还提高了明胶微球的制备量和收率。

关键词：明胶；微球；乳化化学交联中图分类号：Ｒ944．9文献标志码：A文章编号：1006－7167（2015）04－0057－04

Improvementon：PreparationofGelatinMicrospheres

GUMeng-jiea，WANGHuana，HUXinb，WANGGui-lingb，FANTian-yuana

（a．DepartmentofPharmaceutics；b．PharmaceuticalLaboratoryTeachingCenter，Schoolof

PharmaceuticalSciences，PekingUniversity，Beijing100191，China）

Abstract：Thepreparationofgelatinmicrospheresisoneofthecontentsinpharmaceuticsexperimentcourses．However，themicrospherespreparedbyoriginalmethodareusuallyadhesive，toosmallinparticlesize，andthepreparationefficiencyisrelativelylow．Toimprovetheoutcomeofexperimentalclassstudy，theoriginalmethodforpreparationofgelatinmicrosphereswereadjustedinthisstudy．Newformulationandprocesswereapplied，includingthechangeofoilphase，theconcentrationandusageofgelatinsolution，water-oilratio，andadifferentkindofcross-linkingagent．Inaddition，theorderofmixingeachcomponentwasadjusted，aswellasthemannerofdehydrationwashing．Asaresult，themicrospherespreparedbythenewmethodshowedbetterproperties：transparentandsphericalwithgoodappearance，dispersedwellandwithproperparticlesize．Furthermore，theamountofmicrospherespreparedandthepreparationefficiencybothincreased．

Keywords：gelatin；microspheres；emulsionchemicalcross-linking

0引言

［1］

成的微粒分散体系，粒径一般为0．01～300μm，在药剂学中应用十分广泛，一方面可以作为给药制剂，实

微球（microspheres）是指由高分子聚合物载体形

收稿日期：2014－06－12

001）基金项目：国家重大新药创制专项（2009ZX09310-作者简介：顾梦洁（1991－），硕士生，主要研究方女，浙江金华人，向为缓控释与靶向给药系统研究。

Tel．：[1**********]；E-mail：gumengjiezy@sina．com

通信作者：范田园（1965－），博士，副教授，女，黑龙江齐齐哈尔人，硕士生导师，研究方向为基于新兴医学与技术的给药系统研究。

Tel．：010-82805123；E-mail：tianyuan_fan@bjmu．edu．cn

现缓释、控释、靶向定位给药，掩盖药物不良气味，提高药物的稳定性，减少药物不良反应，降低药物副作用

［2］

；另一方面也可以用于经导管栓塞术，栓塞为肿

瘤供血或出血的血管，治疗肿瘤、出血型疾病和血管病

［3］

变等。制备微球的材料多种多样，有海藻酸钠、聚乳酸（PLA）、聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）等。这些材料中，明胶是应用最广泛的微球材料之一，明胶微球具备制备简便、价格低廉、载药量高、分散性好、组织

58实

［1，4］

验。

室研究与探索

第34卷

相容性好和生物可降解等多种优势

制备微球的常用方法有乳化交联法、加热固化

［1］

法和挥散有机溶剂法等。其中，乳化-交联法制备明胶微球的原理是利用明胶中所带有的氨基与交联剂（甲醛、戊二醛等）的醛基发生缩合作用，使明胶大分子链间通过化学键联结起来形成体形或网状结构的高

［5-8］

。通常的制备方法是：分子，最终得到固化的微球首先使明胶在水中溶胀，随后在水浴中加热溶解，制备

出水相；再将水相溶液加入到含有表面活性剂的油相中，经搅拌或超声处理，得到W/O型乳剂；接着用戊二醛或甲醛等进行化学交联；最后通过洗涤、抽滤即可得到交联的明胶微球

［9-10］

丙醇为3∶5的体积比配制40mL，混合均匀，即得。

（3）明胶微球的制备。量取蓖麻油40mL，置于100mL的烧杯中，于50°C恒温条件下搅拌，滴加制备好的明胶溶液3mL、司盘80约0．5mL，在显微镜下检查所制成W/O型乳剂粒径的大小及均匀程度。将乳剂冷却至约0°C，加入甲醛-异丙醇混合液40mL，搅拌15min，用20%氢氧化钠溶液调节pH8～9，继续搅拌1h，静置至微球沉降完全，倾去上清液，过滤，用少量异丙醇溶液洗涤微球至无甲醛气味，抽干，即得。2．2．2新处方明胶微球的制备

（1）明胶溶液的制备。称取明胶4．5g，用蒸馏水适量浸泡待膨胀后，加蒸馏水至15mL，适当搅拌溶解（必要时50°C加热助其溶解），备用。

（2）明胶微球的制备。取液体石蜡50mL，加入1．0g的司盘80后，适当搅拌，再加入上述明胶溶液，置50°C水浴中持续搅拌10min，显微镜观察所形成的乳剂粒径的大小和均匀程度。将上述乳剂置冰浴下，搅拌，冷却至0°C。搅拌下加入2mL的甲醛进行交联，搅拌10min后，滴加20%的氢氧化钠液调节pH8～9，继续搅拌1h。静置至微球沉降，倒掉上清液，过滤，用丙酮洗至无甲醛味，再用蒸馏水清洗，抽干，即得。

新方法的制备过程与乳化交联法的制备方法基本一致，与原方法相比，实验思路更清晰，操作步骤也更具条理性。

2．3两种明胶微球制备过程中乳剂的观察

在用两种方法分别制备明胶微球的过程中，当乳化结束后，分别取两种乳剂，置于载玻片上，用光学显微镜观察，比较所形成的乳滴的大小和均匀程度。2．4两种明胶微球的形态观察

分别取两种制备好的明胶微球，置于载玻片上，加蒸馏水分散后在光学显微镜下观察，并拍摄照片。2．5

两种明胶微球的粒径测定

分别取两种制备好的明胶微球，置于载玻片上，加蒸馏水分散后盖上盖玻片（注意除尽气泡），用目镜带有刻度标尺的显微镜分别测量100个微球的粒径，并绘制相应的粒径分布图。2．6

两种明胶微球的收率计算

分别称取两种微球（抽干后）的重量，并用下式计算明胶微球的收率：

。在药剂学生实验中，通常

采用的就是乳化交联法，但由于原处方和制备工艺存

在问题，常常得不到粒径适宜、分散性好的微球，原实验方法亟待改进。本文将采用新的处方和制备工艺来改进明胶微球的制备实验。

1仪器和试剂

2数显恒温水浴锅（国华电器有限公仪器：HH-司），精密增力电动搅拌器（常州国华电器有限公司），

百分之一电子天平（余姚纪铭称重校验设备有限公司），循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司），光学显微镜（重庆莱特光学仪器有限责任公司）。

试剂：药用明胶（冻力220）购自山东欧昌明胶销售有限公司，液体石蜡（化学纯）、司盘80（化学纯）、37%甲醛溶液（分析纯）和异丙醇（分析纯）均购自国药集团化学试剂有限公司，丙酮（分析纯）和氢氧化钠（分析纯）购自北京化工厂，蓖麻油（化学纯）购自天津市福晨化学试剂厂。

2

2．1

实验方法

原处方与新处方的比较

蒸馏水20mL，蓖麻油40mL，原处方：明胶3．0g，

36%甲醛-司盘800．5mL，异丙醇混合液3∶5（体积

20%氢氧化钠溶液适量。比）40mL，

新处方：明胶4．5g，蒸馏水15mL，液体石蜡50

mL，37．0%甲醛2mL，20%氢氧化钠溶司盘801．0g，液适量。

与原处方对比可见：在新的处方成分中，油相由蓖麻油换成了液体石蜡，交联剂甲醛中没有混合异丙醇；另外明胶、蒸馏水、司盘80、甲醛等的用量也有调整。2．2两种处方明胶微球的制备比较2．2．1

原处方明胶微球的制备

（1）明胶溶液的制备。称取明胶3．0g，用蒸馏水

收率=W1/W2×100%

式中：W1为制备得到明胶微球的质量；W2为明胶的投入质量。

适量浸泡待膨胀后，加蒸馏水至20mL，搅拌溶解（必要时可水浴微热助其溶解），备用。

（2）甲醛-异丙醇混合液的制备。按36%甲醛∶异

3

3．1

实验结果

两种方法制备的乳剂

两种方法制备的乳剂如图1所示。从图中可见：

第4期

顾梦洁，等：明胶微球制备方法的改进

59

用新方法制备的乳滴（图1A）较大、形状圆整且分散

性好，可清楚地观察到油包水的形态；用原方法制备的乳滴（图1B）粒径较小、形状圆整、分散性好，且乳滴数量相对更多。两种方法所制备的乳剂的主要差异在于乳滴大小的不同

。

用新方法制备的微球（图2A）粒径较大，分散性好，呈规则球形，表面光滑，完整透明；用原方法制备的微球（图2B）粒径较小，且多数微球互相粘连，分散性较差，经放大后（图2C），可以观察到微球的表面光滑，透明，呈规则的球形。

3．3两种明胶微球的粒径及分布

两种明胶微球的粒径分布如图3所示。新方法制备明胶微球的平均粒径为384．61μm，原方法制备明胶微球的平均粒径为56．12μm，新方法制备的明胶微球的平均粒径是原方法的6．85倍，且从粒径分布图上

（A）

新方法（B）原方法

可以看出，新方法制备微球的粒径分布更接近正态分布，而原方法制备的明胶微球的粒径主要分布在小粒径部分（＜50μm），且相互黏连在一起由于粒径过小，（见图2），在普通光学显微镜下不便于进行粒径的测定

。

图1两种方法制备明胶微球过程中的乳剂

3．2两种明胶微球的形态

两种明胶微球的形态如图2所示，从图可以看出：

（A）

新方法

（B）原方法（C）原方法制备的局部放大

图2

光学显微镜下两种明胶微球的形态

（A）

新方法（B）原方法

图3两种方法制备明胶微球的粒径分布图

3．4两种制备方法收率的比较4．5g明胶全部被加入到油相中，而原方法中的水相明胶浓度为0．15g/mL，在制备微球时也只使用了3mL（0．45g明胶）。新方法与原方法相比，明胶的浓度是原方法的2倍，明胶的用量是原方法的10倍。因为本实验采用的是乳化化学交联法制备明胶微球，需要先将明胶加入到油相中来形成W/O型的乳剂，当明胶浓度低时，水相黏度低，形成的液滴较小，得到的微球较小；而小微球的表面积大，在脱水不完全的情况下黏连的机会增加（见图2）；而且原方法明胶用量少，因此只能得到少量的微球。而新方法中明胶浓度提高后，黏度增大，更易形成较大的明胶液滴，在乳剂冷却至0°C后液滴形成的凝胶强度更高，与甲醛交联后更易

新方法与原方法制备得到的微球质量分别为

5．88g和0．43g，即新方法制备明胶微球的质量是原方法的13．67倍。在新方法中，明胶的投料量较多，因此制得的微球较多，有利于后续实验对微球进行评价。新方法与原方法制备微球的收率分别为131%和93%，即新方法制备明胶微球的收率是原方法的1．41倍，新方法制备微球的收率有所提高。

4

4．1

讨论

明胶的浓度和用量

且新方法中所用的水相明胶的浓度为0．3g/mL，

60实验室研究与探索

第34卷

［10-12］

，固化形成微球微球粒径较大、黏连少、分散性

好；新方法中明胶用量的增加也使制备出的微球量显

备，改进后的方法使制备出的微球在外观、分散性等方面均得到改善，改进后微球的平均粒径和微球总量增加，方便学生在实验室配置的普通显微镜下观察并进行粒径统计。新方法与原方法相比的操作步骤更清晰，有助于学生学习乳化化学交联法制备明胶微球的原理，掌握微球制备中的影响因素，更适合用于学生实验的教学。

参考文献（Ｒeferences）：

［1］厉［2］陈

孟，刘旭东，刘兴炎．京尼平与戊二醛交联明胶微球的性能2009，28（3）：智，田景振．药用微球应用概况［J］．齐鲁药事，J］．中国修复重建外科杂志，2009，23（1）：87-91．比较［164-167．

［3］吴雅楠，崔代超，柳盈盈，等．栓塞用明胶微球的优化及性质评价

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［4］吴姝雯，柏正武，奚江波，等．乳化-热交联制备明胶微球［J］．武

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［5］ShinichiO，NorihisaN，MasashiT，etal．Degradablegelatin

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entrapped

in

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莎，周

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［13］傅静娟，欧［14］詹国平，郝［15］张

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［16］吴国际．阿昔洛韦明胶微球的制备及体外释放度考察［J］．亚太

2011，7（4）：36-38．传统医药，

著增多。

4．2水油比

水油比的大小会影响微球的乳化程度，是决定所形成乳液的稳定性和分散性的重要因素，进而决定了

［12-14］

。原方法中的水油比所形成微球的形态和性质

为3∶40，新方法的水油比为3∶10。通常情况下，乳［15］剂的相体积分数一般在25%～75%之间，显然原方法的相体积分数为6．9%远低于此范围，调整后的新

方法中相体积分数为23%，更接近常用的范围。4．3成分的混合顺序

新方法中油相首先与乳化剂司盘80混合均匀，随后加入水相，该方法有利于油、水、乳化剂三者充分混合，形成分散均匀的乳剂。而原方法的乳化剂司盘80是和水相一起加入到油相的，而司盘80不溶于水，因此在制备微球时的有限的搅拌速度下，不能形成分散均匀的乳剂（虽然显微镜下肉眼观察到有乳剂形成），所以在交联后会导致微球的成片黏连。我们也尝试了按照原处方制备微球，仅改变了原方法中乳化剂的加入顺序，即首先将司盘80是和蓖麻油混合，再将水相加入到其中，最终得到了分散性较好的小粒径微球，由此证明了成分混合顺序的重要性。4．4脱水洗涤

原方法进行脱水时，是将甲醛与异丙醇同时加入到乳剂中，使交联与脱水同时发生。但结果表明，这样操作的结果并不好，明胶液滴在脱水后，彼此的氨基互相靠近，在甲醛交联的作用下会引起微球间的黏连；而新方法是在甲醛交联以后才进行脱水的，此时微球形态已经形成，脱水不会造成微球的黏连。4．5

其

他

影响微球形成及微球性质的因素还有搅拌时间、

［16］

搅拌速度，乳化时间越长，微球的粒搅拌速度越快，径越小，一般搅拌速率不可太快，本实验选择的速率为400r/min，乳化时间为10min，固化时间为70min。由于时间限制，学生实验中只要求统计100个微球的粒径，如果时间允许应该至少测定500个微球粒径，使结果更接近粒径的整体分布。

5结语

本实验改进了药剂学实验讲义中明胶微球的制

第34卷第4期2015年4月

实验室研究与探索

ＲESEAＲCHANDEXPLOＲATIONINLABOＲATOＲY

Vol．34No．4Apr．2015

明胶微球制备方法的改进

a

顾梦洁，王

a

欢，胡

bba新，王桂玲，范田园

（北京大学药学院a．药剂学系；b．药学实验教学中心，北京100191）

要：明胶微球的制备是药剂学实验课的一个学习内容，但以原实验方法制备的

明胶微球容易黏连，粒径较小且收率不高。为了提高实验教学的学习效果，对原有摘

的实验处方及制备过程进行了改进。在采用的新处方中，对油相种类、明胶溶液浓度及用量、水油比、交联剂种类等进行了改进；并且改进了制备工艺，包括各成分的混合顺序、脱水洗涤等。结果显示：用新方法制备出的微球外观圆整、透明、呈球形，分散性好，粒径较大，优于原方法所制备的微球；此外，还提高了明胶微球的制备量和收率。

关键词：明胶；微球；乳化化学交联中图分类号：Ｒ944．9文献标志码：A文章编号：1006－7167（2015）04－0057－04

Improvementon：PreparationofGelatinMicrospheres

GUMeng-jiea，WANGHuana，HUXinb，WANGGui-lingb，FANTian-yuana

（a．DepartmentofPharmaceutics；b．PharmaceuticalLaboratoryTeachingCenter，Schoolof

PharmaceuticalSciences，PekingUniversity，Beijing100191，China）

Abstract：Thepreparationofgelatinmicrospheresisoneofthecontentsinpharmaceuticsexperimentcourses．However，themicrospherespreparedbyoriginalmethodareusuallyadhesive，toosmallinparticlesize，andthepreparationefficiencyisrelativelylow．Toimprovetheoutcomeofexperimentalclassstudy，theoriginalmethodforpreparationofgelatinmicrosphereswereadjustedinthisstudy．Newformulationandprocesswereapplied，includingthechangeofoilphase，theconcentrationandusageofgelatinsolution，water-oilratio，andadifferentkindofcross-linkingagent．Inaddition，theorderofmixingeachcomponentwasadjusted，aswellasthemannerofdehydrationwashing．Asaresult，themicrospherespreparedbythenewmethodshowedbetterproperties：transparentandsphericalwithgoodappearance，dispersedwellandwithproperparticlesize．Furthermore，theamountofmicrospherespreparedandthepreparationefficiencybothincreased．

Keywords：gelatin；microspheres；emulsionchemicalcross-linking

0引言

［1］

成的微粒分散体系，粒径一般为0．01～300μm，在药剂学中应用十分广泛，一方面可以作为给药制剂，实

微球（microspheres）是指由高分子聚合物载体形

收稿日期：2014－06－12

001）基金项目：国家重大新药创制专项（2009ZX09310-作者简介：顾梦洁（1991－），硕士生，主要研究方女，浙江金华人，向为缓控释与靶向给药系统研究。

Tel．：[1**********]；E-mail：gumengjiezy@sina．com

通信作者：范田园（1965－），博士，副教授，女，黑龙江齐齐哈尔人，硕士生导师，研究方向为基于新兴医学与技术的给药系统研究。

Tel．：010-82805123；E-mail：tianyuan_fan@bjmu．edu．cn

现缓释、控释、靶向定位给药，掩盖药物不良气味，提高药物的稳定性，减少药物不良反应，降低药物副作用

［2］

；另一方面也可以用于经导管栓塞术，栓塞为肿

瘤供血或出血的血管，治疗肿瘤、出血型疾病和血管病

［3］

变等。制备微球的材料多种多样，有海藻酸钠、聚乳酸（PLA）、聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）等。这些材料中，明胶是应用最广泛的微球材料之一，明胶微球具备制备简便、价格低廉、载药量高、分散性好、组织

58实

［1，4］

验。

室研究与探索

第34卷

相容性好和生物可降解等多种优势

制备微球的常用方法有乳化交联法、加热固化

［1］

法和挥散有机溶剂法等。其中，乳化-交联法制备明胶微球的原理是利用明胶中所带有的氨基与交联剂（甲醛、戊二醛等）的醛基发生缩合作用，使明胶大分子链间通过化学键联结起来形成体形或网状结构的高

［5-8］

。通常的制备方法是：分子，最终得到固化的微球首先使明胶在水中溶胀，随后在水浴中加热溶解，制备

出水相；再将水相溶液加入到含有表面活性剂的油相中，经搅拌或超声处理，得到W/O型乳剂；接着用戊二醛或甲醛等进行化学交联；最后通过洗涤、抽滤即可得到交联的明胶微球

［9-10］

丙醇为3∶5的体积比配制40mL，混合均匀，即得。

（3）明胶微球的制备。量取蓖麻油40mL，置于100mL的烧杯中，于50°C恒温条件下搅拌，滴加制备好的明胶溶液3mL、司盘80约0．5mL，在显微镜下检查所制成W/O型乳剂粒径的大小及均匀程度。将乳剂冷却至约0°C，加入甲醛-异丙醇混合液40mL，搅拌15min，用20%氢氧化钠溶液调节pH8～9，继续搅拌1h，静置至微球沉降完全，倾去上清液，过滤，用少量异丙醇溶液洗涤微球至无甲醛气味，抽干，即得。2．2．2新处方明胶微球的制备

（1）明胶溶液的制备。称取明胶4．5g，用蒸馏水适量浸泡待膨胀后，加蒸馏水至15mL，适当搅拌溶解（必要时50°C加热助其溶解），备用。

（2）明胶微球的制备。取液体石蜡50mL，加入1．0g的司盘80后，适当搅拌，再加入上述明胶溶液，置50°C水浴中持续搅拌10min，显微镜观察所形成的乳剂粒径的大小和均匀程度。将上述乳剂置冰浴下，搅拌，冷却至0°C。搅拌下加入2mL的甲醛进行交联，搅拌10min后，滴加20%的氢氧化钠液调节pH8～9，继续搅拌1h。静置至微球沉降，倒掉上清液，过滤，用丙酮洗至无甲醛味，再用蒸馏水清洗，抽干，即得。

新方法的制备过程与乳化交联法的制备方法基本一致，与原方法相比，实验思路更清晰，操作步骤也更具条理性。

2．3两种明胶微球制备过程中乳剂的观察

在用两种方法分别制备明胶微球的过程中，当乳化结束后，分别取两种乳剂，置于载玻片上，用光学显微镜观察，比较所形成的乳滴的大小和均匀程度。2．4两种明胶微球的形态观察

分别取两种制备好的明胶微球，置于载玻片上，加蒸馏水分散后在光学显微镜下观察，并拍摄照片。2．5

两种明胶微球的粒径测定

分别取两种制备好的明胶微球，置于载玻片上，加蒸馏水分散后盖上盖玻片（注意除尽气泡），用目镜带有刻度标尺的显微镜分别测量100个微球的粒径，并绘制相应的粒径分布图。2．6

两种明胶微球的收率计算

分别称取两种微球（抽干后）的重量，并用下式计算明胶微球的收率：

。在药剂学生实验中，通常

采用的就是乳化交联法，但由于原处方和制备工艺存

在问题，常常得不到粒径适宜、分散性好的微球，原实验方法亟待改进。本文将采用新的处方和制备工艺来改进明胶微球的制备实验。

1仪器和试剂

2数显恒温水浴锅（国华电器有限公仪器：HH-司），精密增力电动搅拌器（常州国华电器有限公司），

百分之一电子天平（余姚纪铭称重校验设备有限公司），循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司），光学显微镜（重庆莱特光学仪器有限责任公司）。

试剂：药用明胶（冻力220）购自山东欧昌明胶销售有限公司，液体石蜡（化学纯）、司盘80（化学纯）、37%甲醛溶液（分析纯）和异丙醇（分析纯）均购自国药集团化学试剂有限公司，丙酮（分析纯）和氢氧化钠（分析纯）购自北京化工厂，蓖麻油（化学纯）购自天津市福晨化学试剂厂。

2

2．1

实验方法

原处方与新处方的比较

蒸馏水20mL，蓖麻油40mL，原处方：明胶3．0g，

36%甲醛-司盘800．5mL，异丙醇混合液3∶5（体积

20%氢氧化钠溶液适量。比）40mL，

新处方：明胶4．5g，蒸馏水15mL，液体石蜡50

mL，37．0%甲醛2mL，20%氢氧化钠溶司盘801．0g，液适量。

与原处方对比可见：在新的处方成分中，油相由蓖麻油换成了液体石蜡，交联剂甲醛中没有混合异丙醇；另外明胶、蒸馏水、司盘80、甲醛等的用量也有调整。2．2两种处方明胶微球的制备比较2．2．1

原处方明胶微球的制备

（1）明胶溶液的制备。称取明胶3．0g，用蒸馏水

收率=W1/W2×100%

式中：W1为制备得到明胶微球的质量；W2为明胶的投入质量。

适量浸泡待膨胀后，加蒸馏水至20mL，搅拌溶解（必要时可水浴微热助其溶解），备用。

（2）甲醛-异丙醇混合液的制备。按36%甲醛∶异

3

3．1

实验结果

两种方法制备的乳剂

两种方法制备的乳剂如图1所示。从图中可见：

第4期

顾梦洁，等：明胶微球制备方法的改进

59

用新方法制备的乳滴（图1A）较大、形状圆整且分散

性好，可清楚地观察到油包水的形态；用原方法制备的乳滴（图1B）粒径较小、形状圆整、分散性好，且乳滴数量相对更多。两种方法所制备的乳剂的主要差异在于乳滴大小的不同

。

用新方法制备的微球（图2A）粒径较大，分散性好，呈规则球形，表面光滑，完整透明；用原方法制备的微球（图2B）粒径较小，且多数微球互相粘连，分散性较差，经放大后（图2C），可以观察到微球的表面光滑，透明，呈规则的球形。

3．3两种明胶微球的粒径及分布

两种明胶微球的粒径分布如图3所示。新方法制备明胶微球的平均粒径为384．61μm，原方法制备明胶微球的平均粒径为56．12μm，新方法制备的明胶微球的平均粒径是原方法的6．85倍，且从粒径分布图上

（A）

新方法（B）原方法

可以看出，新方法制备微球的粒径分布更接近正态分布，而原方法制备的明胶微球的粒径主要分布在小粒径部分（＜50μm），且相互黏连在一起由于粒径过小，（见图2），在普通光学显微镜下不便于进行粒径的测定

。

图1两种方法制备明胶微球过程中的乳剂

3．2两种明胶微球的形态

两种明胶微球的形态如图2所示，从图可以看出：

（A）

新方法

（B）原方法（C）原方法制备的局部放大

图2

光学显微镜下两种明胶微球的形态

（A）

新方法（B）原方法

图3两种方法制备明胶微球的粒径分布图

3．4两种制备方法收率的比较4．5g明胶全部被加入到油相中，而原方法中的水相明胶浓度为0．15g/mL，在制备微球时也只使用了3mL（0．45g明胶）。新方法与原方法相比，明胶的浓度是原方法的2倍，明胶的用量是原方法的10倍。因为本实验采用的是乳化化学交联法制备明胶微球，需要先将明胶加入到油相中来形成W/O型的乳剂，当明胶浓度低时，水相黏度低，形成的液滴较小，得到的微球较小；而小微球的表面积大，在脱水不完全的情况下黏连的机会增加（见图2）；而且原方法明胶用量少，因此只能得到少量的微球。而新方法中明胶浓度提高后，黏度增大，更易形成较大的明胶液滴，在乳剂冷却至0°C后液滴形成的凝胶强度更高，与甲醛交联后更易

新方法与原方法制备得到的微球质量分别为

5．88g和0．43g，即新方法制备明胶微球的质量是原方法的13．67倍。在新方法中，明胶的投料量较多，因此制得的微球较多，有利于后续实验对微球进行评价。新方法与原方法制备微球的收率分别为131%和93%，即新方法制备明胶微球的收率是原方法的1．41倍，新方法制备微球的收率有所提高。

4

4．1

讨论

明胶的浓度和用量

且新方法中所用的水相明胶的浓度为0．3g/mL，

60实验室研究与探索

第34卷

［10-12］

，固化形成微球微球粒径较大、黏连少、分散性

好；新方法中明胶用量的增加也使制备出的微球量显

备，改进后的方法使制备出的微球在外观、分散性等方面均得到改善，改进后微球的平均粒径和微球总量增加，方便学生在实验室配置的普通显微镜下观察并进行粒径统计。新方法与原方法相比的操作步骤更清晰，有助于学生学习乳化化学交联法制备明胶微球的原理，掌握微球制备中的影响因素，更适合用于学生实验的教学。

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4．2水油比

水油比的大小会影响微球的乳化程度，是决定所形成乳液的稳定性和分散性的重要因素，进而决定了

［12-14］

。原方法中的水油比所形成微球的形态和性质

为3∶40，新方法的水油比为3∶10。通常情况下，乳［15］剂的相体积分数一般在25%～75%之间，显然原方法的相体积分数为6．9%远低于此范围，调整后的新

方法中相体积分数为23%，更接近常用的范围。4．3成分的混合顺序

新方法中油相首先与乳化剂司盘80混合均匀，随后加入水相，该方法有利于油、水、乳化剂三者充分混合，形成分散均匀的乳剂。而原方法的乳化剂司盘80是和水相一起加入到油相的，而司盘80不溶于水，因此在制备微球时的有限的搅拌速度下，不能形成分散均匀的乳剂（虽然显微镜下肉眼观察到有乳剂形成），所以在交联后会导致微球的成片黏连。我们也尝试了按照原处方制备微球，仅改变了原方法中乳化剂的加入顺序，即首先将司盘80是和蓖麻油混合，再将水相加入到其中，最终得到了分散性较好的小粒径微球，由此证明了成分混合顺序的重要性。4．4脱水洗涤

原方法进行脱水时，是将甲醛与异丙醇同时加入到乳剂中，使交联与脱水同时发生。但结果表明，这样操作的结果并不好，明胶液滴在脱水后，彼此的氨基互相靠近，在甲醛交联的作用下会引起微球间的黏连；而新方法是在甲醛交联以后才进行脱水的，此时微球形态已经形成，脱水不会造成微球的黏连。4．5

其

他

影响微球形成及微球性质的因素还有搅拌时间、

［16］

搅拌速度，乳化时间越长，微球的粒搅拌速度越快，径越小，一般搅拌速率不可太快，本实验选择的速率为400r/min，乳化时间为10min，固化时间为70min。由于时间限制，学生实验中只要求统计100个微球的粒径，如果时间允许应该至少测定500个微球粒径，使结果更接近粒径的整体分布。

5结语

本实验改进了药剂学实验讲义中明胶微球的制