Page 67 - 《精细化工》2021年第8期

第 8 期 窦 翔，等: pH 响应虾青素羧甲基壳聚糖微球的制备与应用 ·1561·

载药率/%=m encap ⁄m×100 （1） 糖微球均具有良好的球形形貌，表面有许多凸起和
包封率/%=m encap ⁄m add ×100 （2） 褶皱。
1.3.4 体外释放测试
分别在人工模拟胃液和人工模拟肠液中研究微
球的释放行为。准确称量 10 mg 载虾青素羧甲基壳
聚糖微球，先加入不含胃蛋白酶的人工模拟胃液
（Simulated Gastric Fluid，SGF，pH 1.2），再加入
人工模拟肠液（Simulated Intestinal Fluid，SIF，pH

6.8）。在数字恒温振动仪中，37 ℃下 SGF 孵育 3 h，
图 1 羧甲基壳聚糖微球（a）和载虾青素羧甲基壳聚糖
SIF 孵育 24 h。在不同时间点收集上清液，使用紫
微球（b）的 SEM 图
外-可见分光光度计进行定量分析。 Fig. 1 SEM images of carboxymethyl chitosan microspheres (a)
通过式（3）计算载虾青素羧甲基壳聚糖微球的 and astaxanthin encapsulated carboxymethyl chitosan
释放率。其中，m rel 为载虾青素羧甲基壳聚糖微球释 microspheres (b)

放的虾青素质量，m encap 为虾青素包封质量。 最佳条件下制备的羧甲基壳聚糖和载虾青素
释放率/%=m rel ⁄m encap ×100 （3）
羧甲基壳聚糖微球的粒径分布见图 2。由图 2 可
2 结果与讨论 知，羧甲基壳聚糖和载虾青素羧甲基壳聚糖微球
的粒径相似，均在 1 μm 左右。微球的粒径分布窄
2.1 羧甲基壳聚糖微球形态的影响因素分析 且均匀。
在油水体积比为 1∶1，表面活性剂 Span 80 含
量 4%（以油相即液体石蜡体积为基准，下同），分
散转速为 4000 r/min 的条件下，分别以 15 mL 羧甲
基壳聚糖含量为 2%、1.5%、1%和 0.5%（以去离子
水质量为基准，下同）的羧甲基壳聚糖溶液制备微
球，样品分别通过扫描电子显微镜和纳米粒度电位
仪进行表征。SEM 结果表明，羧甲基壳聚糖含量为
2%和 0.5%的微球粒径差别较大。相比于羧甲基壳
聚糖含量为 1%的微球、羧甲基壳聚糖含量为 1.5%
的微球团聚现象更明显。纳米粒度电位仪测试表明，

羧甲基壳聚糖含量为 1%的微球粒径分布峰高最高 图 2 微球的粒径分布图
且分布最窄，粒径均一度最好。所以，选择羧甲基 Fig. 2 Particle size distribution of microspheres
壳聚糖含量 1%为最佳含量。
在羧甲基壳聚糖含量为 1%，表面活性剂 Span 2.3 红外分析
80 含量 4%，分散转速为 4000 r/min 的条件，分别 壳聚糖（CTS）、羧甲基壳聚糖（NOCTS）、AST、
以油水体积比为 1∶2、1∶1、2∶1 和 3∶1 制备乳 NOCM、ANOCM 的红外光谱图见图 3。如图 3 所示，
–1
液，对所得样品分别通过扫描电子显微镜和纳米粒 与 CTS 相比， NOCTS 在 1023 cm 处 O—H 的伸
–1
度仪进行表征。结果表明，在油水体积比 2∶1 和 3∶1 缩振动峰消失，且在 1058 cm 有一个更清晰的 C—O
条件下，微球容易出现大量团聚，且许多个体没有 伸缩振动吸收峰，表明 CTS 的羟基发生了羧甲基化。
–1
成球形。油水体积比 1∶1 比油水体积比 1∶2 的粒 NOCTS 位于 1591 cm 处的吸收峰属于与 N—H 弯
径均一度更好。所以，选择最佳油水体积比为 1∶1。 曲振动吸收峰重叠的 C==O 基团，表明 CTS 的氨基
2.2 微球的形态和尺寸分布 发生了羧甲基化 [28] 。AST 特征吸收峰出现在 1650、
–1
制备羧甲基壳聚糖微球的最佳条件为：羧甲基 1552 和 976 cm 处，分别对应 C==O 伸缩振动、C==C
壳聚糖含量为 1%，油水体积比为 1∶1，表面活性 在芳香环中的伸缩振动以及共轭体系中的 C—H 伸
–1
剂 Span 80 含量为 4%，交联剂戊二醛的含量为 缩振动 [29] 。ANOCM 分别在 1650 和 976 cm 处出现

7.5%，分散速率为 4000 r/min。 变得微弱的虾青素特征峰 。当虾青素与羟丙基-疏-
在此最优条件下制备的羧甲基壳聚糖微球和载 环糊精 [30] 形成包合物时，也观察到虾青素的特征峰
虾青素羧甲基壳聚糖微球的 SEM 图如图 1 所示。结 变得微弱。结果表明，虾青素被成功包裹在羧甲基
果表明，羧甲基壳聚糖微球和载虾青素羧甲基壳聚 壳聚糖微球中。