超臨界流體抗溶劑-霧化技術(shù)制備PEG和BSA微粒.pdf_第1頁(yè)
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1、與傳統(tǒng)的微粒制備方法(如機(jī)械粉碎與研磨、溶液結(jié)晶、化學(xué)反應(yīng)等)相比,超臨界流體微?;夹g(shù)具有產(chǎn)品純度高、幾何形狀均一、粒徑分布窄、制造工藝簡(jiǎn)單、操作適中等許多優(yōu)點(diǎn),尤其對(duì)熱敏感、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定和具有生物活性的物系的處理具有明顯優(yōu)勢(shì)。超臨界流體抗溶劑.霧化SAS-A(Supercritical Anti-Solvent Atomization,SAS-A)技術(shù)以PGSS和SEDS技術(shù)為基礎(chǔ),綜合了PGSS和SEDS的優(yōu)點(diǎn),適合于處理含水體系。

2、本文介紹一套自行設(shè)計(jì)及搭建的SAS-A實(shí)驗(yàn)裝置,以該技術(shù)研究制備高分子、蛋白質(zhì)微粒,以及它們的復(fù)合微粒;探討壓力、溶液流量和溶液濃度等工藝參數(shù)對(duì)形成的微粒粒徑、粒徑分布及蛋白質(zhì)活性的影響;計(jì)算實(shí)驗(yàn)涉及體系的高壓相平衡,為該技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供理論指導(dǎo)。 本文首先研究了實(shí)驗(yàn)體系所涉及的二元和三元系統(tǒng)的高壓相行為。用PR狀態(tài)方程對(duì)CO2+丙酮體系的高壓汽液平衡進(jìn)行計(jì)算,取得較好的效果。對(duì)CO2+乙醇,CO2+水,乙醇+水三個(gè)二元體系

3、的高壓汽液平衡計(jì)算也取得了滿意的效果。對(duì)CO2+乙醇+水三元體系高壓汽液平衡數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)測(cè),所得結(jié)果基本上與實(shí)驗(yàn)值相符。因此,可以運(yùn)用這些計(jì)算方法確定SAS-A技術(shù)過(guò)程中體系所處的狀態(tài),從而和所制備的微粒聯(lián)系起來(lái)。 用SAS-A工藝分別以N2和CO2從PEG6000的丙酮溶液中成功制備了PEG微粒。結(jié)果表明,所制備的微粒形態(tài)基本為球形,并且粒徑分布可以方便地控制在1-5μm之間。在N2系統(tǒng)中,PEG微粒隨預(yù)膨脹壓力增大而減少,粒

4、徑分布變窄;低PEG/丙酮溶液流量下制備的微粒粒徑分布較窄;高PEG溶液濃度所制備的微粒粒徑要比低溶液濃度下明顯大,粒徑分布也寬;在研究范圍內(nèi),噴嘴尺寸對(duì)微粒粒徑影響不大。在CO2系統(tǒng)中,增大預(yù)膨脹壓力會(huì)造成不規(guī)則微粒增多,低流量和低濃度更有利于制備更小的微粒。N2系統(tǒng)制備的微粒的形態(tài)和大小對(duì)操作條件不敏感,因此,更適合制備PEG微粒。以CO2作為超臨界流體,探討了SAS-A技術(shù)從PEG6000的乙醇/水溶液中制備PEG微粒,并研究控制

5、噴嘴前后壓力不同(即控制噴嘴前壓力P1和噴嘴后壓力P2)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。噴嘴前后壓力差降低會(huì)造成霧化效果不好;固定P1,升高P2造成抗溶劑效果增大;當(dāng)P1接近乙醇/CO2混合物的臨界點(diǎn)壓力,P2為大氣壓時(shí)具有最好的霧化效果。 以SAS-A工藝用CO2成功地從BSA/乙醇/水溶液中制備了BSA微粒。研究各種操作參數(shù)對(duì)微粒形態(tài)、平均粒徑和蛋白質(zhì)活性的影響。結(jié)果表明,在各種操作條件下制備的BSA產(chǎn)品均為球形微粒,且粒徑均在3μm以下

6、。通過(guò)改變操作條件可以有效地控制微粒的形態(tài)和大?。涸龃髩毫κ沟昧阶冃。椒植甲冋?;降低溶液流量會(huì)使微粒變小,粒徑分布變窄;增高BSA濃度會(huì)明顯增大微粒粒徑,粒徑分布也隨之變寬;乙醇濃度對(duì)微粒的影響不大。在所有操作條件下獲得的BSA微粒的活性損失在0-25%之間。溶液流量和乙醇濃度是影響B(tài)SA活性的主要因素,流量越小或乙醇濃度越高,BSA活性損失越大。 用SAS-A技術(shù)研究制備不同PEG/BSA進(jìn)料配比下的高分子和蛋白質(zhì)復(fù)合微

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