海藻酸鈣小球的制備可通過滴制法、注模成型法、電噴法等實(shí)現(xiàn),其中滴制法結(jié)合定量泵控制是成型儀的常用方法,以下為具體制備方法及關(guān)鍵要點(diǎn):
一、滴制法(常用成型儀制備方法)
溶液配制
海藻酸鈉溶液:將海藻酸鈉粉末與去離子水按一定比例混合(如0.5%~4%質(zhì)量濃度),通過機(jī)械攪拌或磁力攪拌充分溶解,形成均一溶液。必要時(shí)可加熱至60℃左右加速溶解,但需避免溫度過高導(dǎo)致降解。
氯化鈣溶液:將無水氯化鈣與去離子水混合,配制成一定濃度的溶液(如5%或20gCa(NO?)?·4H?O/100mLH?O),作為交聯(lián)劑。
滴制成型
設(shè)備選擇:使用定量泵控制的成型儀(如MS-1-6型海藻酸鈣小球成型儀),通過滴頭將海藻酸鈉溶液逐滴滴入氯化鈣溶液中。滴頭直徑和滴距(如8cm)需根據(jù)目標(biāo)球徑(1~6mm)調(diào)整。
交聯(lián)反應(yīng):海藻酸鈉溶液中的羧基與氯化鈣溶液中的鈣離子發(fā)生離子交換,形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),促使液滴逐漸固化成球。交聯(lián)時(shí)間需根據(jù)溶液濃度和溫度優(yōu)化,以確保球體強(qiáng)度。
后處理
清洗:將成型后的海藻酸鈣小球從氯化鈣溶液中過濾出來,用去離子水反復(fù)沖洗(如10次),去除表面殘留的鈣離子和未反應(yīng)的海藻酸鈉。
干燥或進(jìn)一步處理:根據(jù)應(yīng)用需求,小球可直接使用或進(jìn)行干燥(如冷凍干燥法避免高溫分解)、煅燒(如制備CaO基吸附劑時(shí)需高溫處理)等后續(xù)步驟。
二、注模成型法
海藻酸鈉凝膠制備:將海藻酸鈉粉末與去離子水混合,加熱攪拌形成均一凝膠(如80℃水溫下攪拌至溶解)。
滴入交聯(lián)劑:通過蠕動(dòng)泵將海藻酸鈉凝膠滴入Ca(NO?)?溶液中,液滴與鈣離子接觸后迅速形成海藻酸鈣小球。
浸泡與清洗:小球在交聯(lián)劑中浸泡一段時(shí)間以保證完全反應(yīng),隨后過濾并用去離子水沖洗。
三、電噴法
溶液配制:配制海藻酸鈉溶液(如2%質(zhì)量濃度)和氯化鈣溶液(如2%質(zhì)量濃度)。
電場輔助滴制:基于靜電紡絲儀,在注射器推動(dòng)力和電場力的作用下,海藻酸鈉液滴滴入氯化鈣溶液中,鈣離子與海藻酸鈉迅速反應(yīng)固化形成微球。
觀察與收集:通過顯微鏡觀察微球形態(tài),用吸管收集并進(jìn)一步處理。
四、關(guān)鍵參數(shù)控制
溶液濃度:海藻酸鈉和氯化鈣的濃度直接影響小球的強(qiáng)度和大小。濃度過低可能導(dǎo)致小球強(qiáng)度不足,濃度過高則可能使小球過于致密或影響藥物釋放性能。
滴制速度:滴制速度過快可能導(dǎo)致小球大小不均或形狀不規(guī)則,需根據(jù)設(shè)備性能和溶液特性優(yōu)化。
交聯(lián)時(shí)間:交聯(lián)時(shí)間不足可能導(dǎo)致小球未完全固化,時(shí)間過長則可能影響生產(chǎn)效率。
溫度:溫度影響鈣離子的擴(kuò)散速度和海藻酸鈉分子鏈的運(yùn)動(dòng)活性,需控制在適宜范圍內(nèi)(如室溫至80℃)。