Page 27 - 《精细化工》2022年第10期
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第 10 期                    张志强，等:  功能性纤维素微球的制备及其应用研究进展                                   ·1961·


            制备了纤维素/瓜尔胶复合微球。其对抗癌药物（5-                           转化为白藜芦醇，并且该复合微球还具有将其他植
            氟脲嘧啶）的包封率可达 90%，且通过改变瓜尔胶                           物糖苷转化为苷元的潜力。因此，纤维素微球可通
            含量可改变药物的释放速率，实现药物的可控缓释。                            过固定酶制备出高效生物反应器。
            随着瓜尔胶含量从 0 增加到 33.3% 时，药物的释放
            速度逐渐减缓，12 h 药物的累计释放率分别为从                           4   结束语与展望
            50.75%降低至 34.70%。庞锦英等         [64] 从香蕉树皮中提
                                                                   随着对纤维素微球的深入研究，纤维素微球在
            取纤维素，并与 PLGA（乳酸-羟基乙酸共聚物）复
                                                               很多领域都有明显的优势，但仍面临许多问题和挑
            合制备了纤维素/PLGA 复合微球，在微球中负载甲
                                                               战，主要体现在纤维素微球粒径分布不均匀和干燥
            钴胺药物。该复合微球对甲钴胺的载药率可达
                                                               条件苛刻等方面，这也为未来的研究提供了方向：
            16.2%，缓释时长可达 70 h。
                                                                  （1）微流控法与喷雾干燥法比较可控，制备的
            3.4   酶的固定化
                                                               微球粒径也较均一，但是也相应地增加了纤维素微
                 纤维素微球可固定化学性质不稳定的酶，对酶
                                                               球的制造成本。膜乳化法作为一种新兴的微球制备
            起到保护作用。酶具有反应条件温和、催化效率高、
                                                               方法，其制备成本较低，且制备微球的粒径也比溶
            活性可调节等显著优点。然而，由于天然酶的存活
                                                               胶-凝胶转相法更加均一，因此，该法是未来的研究
            pH 范围窄、热敏性高且难以回收和再利用，使得天
                                                               发展方向之一。
            然酶在实际工业领域的应用受到限制。这些问题可
                                                                  （2）纤维素微球由于其特有的微观孔隙结构，
            以通过酶固定化技术来解决，固定化酶通常表现出                             使其干燥方式也比较苛刻，前期分别从物理改性和
            比天然酶更好的性能。纤维素微球有良好的生物相                             化学改性两个方面对纤维素微球做了研究，通过改
            容性、可持续性，并且易于进行化学改性。其球形
                                                               性提高其强度，从而可利用成本更低廉的干燥方式
            形状可保证在系统中极好的流动性，并且纤维素微                             也是未来研究方向之一。
            球的多孔结构相互连接，形成了 3D 多孔结构，该                              （3）纯纤维素微球虽然有很高的利用价值，但
            结构可为酶的固定化提供合适的微环境。此外，还                             由于其缺乏一些使用过程中所必须的官能团，且纤
            可保护酶外表面不与外界接触，增加了它们的操作                             维素分子间和分子内的较强的氢键网络结构使得纤
            和储存稳定性。因此，纤维素微球在固定酶领域是                             维素的溶解较困难，因此，纤维素微球的应用也较
            很有前景的材料之一。                                         受限。纤维素微球易于改性的特性是解决这些问题
                 纤维素微球可通过不同方式固定酶，从而具备                          的关键。对纤维素微球进行改性可使微球兼具各组
            更多的功能。XUE 等           [65] 采用 1,2,3,4-丁四羧酸         分的优点。因此，开发新型、多功能的多组分纤维
            （BTCA）表面改性磁性纤维素微球制备了羧基功能                           素微球是未来主要的研究方向，也能赋予纤维素微
            化核壳磁性纤维素微球，随后将溶菌酶通过酰胺化                             球更多的实用性。
            反应以共价键偶联方式固定在改性纤维素微球上。
                                                               参考文献：
            结果发现，固定化溶菌酶比游离溶菌酶有更好的热
            稳定性和储存稳定性，在 25~50  ℃内，固定化溶菌                        [1]   WANG G  Z, LI  F, LI L,  et al.  In situ  synthesis of  Ag-Fe 3O 4
                                                                   nanoparticles immobilized on pure cellulose microspheres as recyclable
            酶比游离溶菌酶的活性高 10%，并且在 60  ℃高温                            and biodegradable catalysts[J]. ACS Omega, 2020, 5(15): 8839-8846.
            时固定化溶菌酶比游离溶菌酶的活性高 20%。在酸                           [2]   WANG S, LU A,  ZHANG  L N. Recent advances in  regenerated
                                                                   cellulose materials[J]. Progress in Polymer Science, 2016, 53: 169-206.
            碱条件下，固定化酶的活性比游离溶菌酶的活性均
                                                               [3]   SHA Q Y, WU Y K, WANG C, et al. Cellulose microspheres-filled
            高 10%。固定化溶菌酶在较宽的 pH（3~10）和温度                           pipet tips  for purification and enrichment of glycans and
            （25~60  ℃）内表现出良好的性能，同时溶菌酶固                             glycopeptides[J]. Journal of Chromatography A, 2018, 1569: 8-16.
                                                               [4]   TU H, ZHU M X, DUAN B, et al. Recent progress in high-strength
            定在纤维素微球后还可重复利用。LIU 等                  [51] 将三乙         and robust regenerated cellulose materials[J]. Advanced  Materials,
            烯四胺（TETA）接枝在纤维素上制备了三乙烯四胺                               2020, 33(28): 2000682.
                                                               [5]   QIAO L Z, LI S S, LI Y L, et al. Fabrication of superporous cellulose
            纤维素微球，并用戊二醛为交联剂采用共价键合法
                                                                   beads  via enhanced inner cross-linked linkages for high efficient
            将脂肪酶固定在氨基修饰的纤维素微球上。固定脂                                 adsorption of heavy  metal ions[J]. Journal of Cleaner Production,
            肪酶的纤维素微球可从中草药中筛选脂肪酶抑制                                  2020, 253: 120017.
                                                               [6]   PANDELE A M, IOYU  H, ORBECI C,  et al. Surface  modified
            剂，以此来判断哪种中草药中的脂肪酶抑制剂的抑                                 cellulose acetate membranes for the reactive retention of tetracycline[J].
            制活性最高，对于开发治疗肥胖的药物有指导性作                                 Separation and Purification Technology, 2020, 249: 117145.
            用。ZHANG 等      [30] 在纤维素微球上固定了 β-葡萄糖               [7]   KOKLUKAYA O, CAROSIO F, DURAN V L, et al. Layer-by-layer
                                                                   modified low  density cellulose fiber  networks: A sustainable and
            苷酶，该复合微球可将虎杖提取物中的虎杖苷生物                                 fireproof alternative to petroleum based foams[J]. Carbohydrate
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