微胶囊技术
微胶囊技术简介与实例
目录
微胶囊技术简介与实例 (1)
微胶囊技术概述 (1)
微胶囊及微胶囊技术概述 (1)
常规微胶囊的制备方法 (2)
三类特殊结构微胶囊简介 (4)
人工器官微胶囊 (5)
微胶囊在纺织品和医药中的应用 (7)
微胶囊技术概述
本章旨在对微胶囊的基本概念进行介绍。对其微胶囊的各种制备原理及做一个涵盖面较全、概括性强的简介。最后，对三种结构特殊的微胶囊（人工器官微胶囊、脂质体胶囊、纳米粒）进行简介。
微胶囊及微胶囊技术概述
微胶囊是利用天然或合成的高分子材料对固体、液体或气体进行包封的、粒径为5~1000um的中空微囊（特别的，纳米微胶囊的平均粒径为200~300nm）。微胶囊一般由一层薄膜和囊芯物质组成。组成薄膜的材料称为囊材，组成囊芯的材料称为芯材。囊材可以是天然物（如蜂蜡、氢化植物油衍生物、壳聚糖、乳清蛋白、纤维素等），也可以是合成物（如聚酯、聚氨酯、聚赖氨酸、聚乙二醇等）。芯材的种类更加多样，按物质的状态分类，可以是液体、固体、气体，甚至可以是固、液混合物。理论上可以将需要被包覆和保护的各种微小物质封存在囊壳内部（如精油、芳香剂、抗菌药物、金属粒子、酶、活细胞等等）。
将芯材包封在囊材的过程，即制备微胶囊的过程称为微囊化。微囊化技术的主要特点是：改变活性物质的理化性质（相态、溶解度等）；保护物质免受环境条件的影响；屏蔽味道、颜色和气味；降低物质的毒性；控制释放活性物质等。经微胶囊化的芯材局域靶向性和控释性，可以根据需要在恰当的时间和恰当的位置以一定的速率对芯材进行释放。如：经过微胶囊化的抗凝血药物，可生物降解的载药纳米粒借助导管给药系统，可将其输送到局部血管，并缓慢释放所携带的药物，可望有效防治血管再狭窄。
由于微胶囊技术的特点，带来了许多好处。比如说，可以极大程度地保留了具有生物活性功能的物质；使液体转变为固体，便于加工；提高药物的生物利用率，减少药物用量，降低毒副作用等等。
常规微胶囊的制备方法
现有的微胶囊制备方式分为三大类，即物理法、化学法、物理化学法。本段将用简单的文字将各种制备方法的原理及特点进行概述。
1.1物理法
主要借助流化技术，使芯材与囊材的混合液同时分散成雾滴并迅速蒸发或者冻结成微囊，或将芯材单独分散、悬浮，用囊材包被而成。物理法制备的微胶囊有缺陷，表面存在少量芯材。具体可分为：
(1)喷雾干燥法
将芯材物（一般为油脂类）在囊材（一般是亲水性）溶液中乳化，在惰性热气流中喷雾，溶剂迅速蒸发，囊材收缩成膜并包裹芯材物。所得微囊直径为10~300um，近似球形，芯材有效载量为20%~40%。成品质地疏松，为自由流动的干燥粉末。
(2)喷雾冷却（冷凝）法
将芯材物（多为固体粉末、细小且形状规则近球形）分散于熔融的囊材（一般为不溶于水的油脂类）中，然后将此混合物在冷气流中喷雾凝固而成微囊。凡在室温下为固体，高温下熔融的囊材，均可采用本方法。
(3)空气悬浮法
芯材（固体）物料在向上的热风作用下保持悬浮，热风的压力形成了气垫，使得芯材物料始终在气垫上沸腾翻滚，与热风进行充分接触。在包囊室内，囊材溶液被喷洒在循环流动的芯材微粒上，芯材颗粒变重下降，当下降到接近筛板的出风口时，由于下层热风的温度比上层高，因而颗粒水分蒸发加快，颗粒干燥变轻，所以在风力作用下又重新上升。与囊材雾滴接触，然后又变重、下降、干燥，这样循环往复，直至芯材颗粒表面完全被囊材包裹，形成一层完整的“壳”，达到包埋的效果。一般产品的粒径在40um左右。
由于可变因素更多，空气悬浮法的操作也比喷雾干燥法复杂得多。特别是传统的空气悬浮法。操作时要根据芯材的相对密度、颗粒大小及强度选择风压，还要根据囊材料液的喷雾速率、料液浓度等因素选择风压。以保证物料悬浮并能在干燥过程中上下浮动。囊材溶液的浓度不能过大，但要能保证形成一定厚度的膜；选择喷雾速率时，既要控制粒子不至于因为囊材溶液一次涂布太多而下沉，以致沾在筛板上，又要控制颗粒之间不能粘连。
1.2化学法
化学反应法制备微胶囊的工艺，主要是利用单体发生聚合反应，形成高分子壁材将芯材包裹。根据原料和聚合方式的不同，可以把化学法分为界面聚合法、界面配位法、原位聚合法和锐孔—凝固浴法。
(1)界面聚合法
界面聚合法，系在分散相（水相）与连续相（有机相）的界面上发生单体的缩聚反应。在界面聚合法制备微胶囊的工艺中，参加聚合反应的单体有两种，一种是水溶性的，另一种是油溶性的。溶解性能不同的两种单体分别位于芯材液滴的内部和外部，并在芯材液滴的表面上反应形成聚合物薄膜。对反应单体的纯度要求不高，但单体必须具有较高的活性，能够进行缩聚反应。界面聚合根据反映原理又可以分为界面加成聚合和界面缩合聚合。有实例记载天门酰胺酶微胶囊的制备，所得的微胶囊的平均粒径为20um。
(2)原位聚合法
原位聚合法是一种和界面聚合法密切相关的微胶囊化技术。在原位聚合法制备微胶囊的过程中，并不是把聚合反应单体分别加到芯材液滴和悬浮介质中，而是把反应性单体(或其可溶性预聚体)与催化剂全部加入分散介质(或连续相)中，芯材物质为分散相。实现原位聚合法的必要条件是：单体是可溶的，而聚合物是不可溶的，所以聚合反应在分散相芯材上发生。
反应开始，单体先发生预聚，然后预聚体聚合，当预聚体聚合尺寸逐步增大后，沉积在芯材物质的表面。由于交联及聚合的不断进行，最终形成芯材物质的微胶囊外壳。与界面聚合法相比，可用于该法的单体范围很广。均聚物、共聚物、接枝共聚物和嵌段共聚物均可用来组成囊壁。
(3)锐孔—凝固浴法
锐孔—凝固浴法是将化学法和物理机械法相结合的一种微胶囊方法。以可溶性聚合物为壁材，将聚合物配成溶液，以此溶液包裹芯材并呈球状液滴进入凝固浴中，使聚合物沉淀或交联固化成为壁膜制得微胶囊。锐孔—凝固浴法主要应用于非水溶性的固体粉末以及疏水性液体的微胶囊化，如药物、维生素等。
1.3物理化学法
本法在液相中成囊，即在芯材（如细胞）和囊材（如海藻酸钠）的混合物中，加入另一种物质或采用其他适当的方法使囊材溶解度降低而凝聚在芯材物质的周围，形成一个新相。根据形成新相的方法不同。可分为相分离法、粉末床法及干燥浴法（复乳包裹法）。
(1)相分离法（凝聚法）
相分离法是在芯材与囊材的混合溶液中，加入非溶剂或不良溶剂、凝聚剂、凝聚诱导剂，或通过改变温度或pH使聚合物的溶解度降低，从溶液中凝聚出来，沉积在被包裹的芯材表面形成微胶囊的方法。根据分散介质以及芯材在水中溶解性的不同，可以将相分离法分为水相分离法和油相分离法。对水不溶性（或水溶性较差）固体或液体进行微胶囊化的相分离方法称为水相分离法。对水溶性固体或液体进行微胶囊化的相分离方法称为油相分离法。
(2)干燥浴法（复乳包裹法）
干燥浴法是通过将芯材分散到壁材的溶液中，再除去连续相的溶剂而实现微胶囊的。一般来说，制备水溶性芯材的微胶囊是比较困难的。界面聚合反应能用于水溶性芯材的微胶囊化，但是必须对单体先进行改性才能进行微胶囊化。通过油相相分离方法可制备油包水型乳状液的水溶性芯材的微胶囊，工艺上尚存在许多问题，难以获得干燥的粉末产品。采取千燥浴法制备微胶囊则具有上述方法所没有的优点。此方法可以制备得到粒径大小为75~180um 的成品。
(3)粉末床法
粉末床法的基本要点是，球状液滴的外层沾有被弄湿的粉末，从而使清晰且固定的相分离持久存在。在实际的微胶囊化操作中，由于液滴是从粉末层的上方落下来的，故将此法命名为“粉末床法”。采用该方法制得的微胶囊为毫米级的较大颗粒。经常使用的是粉末型无机化合物。由这种粉末床法形成的微胶囊具有凹凸不平的表面。相分离法或界面聚合法所制备的发黏或潮湿的微胶囊，经过粉末床法可改善干燥效果。
(4)熔化分散冷凝法
该法是利用蜡作为壁材制备微胶囊。当蜡受热时，会软化并熔化变成液态，可将芯材分散在液态蜡中，形成分散体系。当体系冷却时，蜡就围绕着芯材形成固态壁膜，形成了微胶囊。该方法制备的微胶囊直径是毫米级别的，大小在3~5mm左右。
(5)囊芯交换法
对于水溶性、高极性和低沸点的芯材来说，其微胶囊化是非常困难的。囊芯交换法就是先通过凝聚法用明胶和阿拉伯胶将易包覆的非极性溶剂进行微胶囊化，然后在囊壁尚保持高渗透性的情况下，用极性溶剂逐步地置换囊中的非极性溶剂。在交换过程中，采用了中等极性的溶剂。在交换完成之后，明胶—阿拉伯胶囊壁变成非渗透性。
综上所述，各种制备微胶囊的方法均有自己突出的优势和不足，在具体使用过程中需要根据材料的性质和实验室现有的条件进行制备方法的选择，但是，这是建立在对这种制备方法的原理、优劣性能充分了解的基础上的。
三类特殊结构微胶囊简介
对于一些具有特殊结构或特殊性能微胶囊，则需要结合其性质，采取更加特殊的制备方式，常见的有：
(1)人工器官微胶囊
以微胶囊作为免疫隔离装置，采用微囊化技术对异体活性组织或细胞进行包封，制备微囊化人工器官。由于芯材是具有生命的活性物质，故在制备过程中从囊材原料的选择，到成型工艺的选择以及加工过程中个参数（如温度、P H）的控制，乃至最后成品的封装及运输均有相对比较严格的要求。此部分会在后续章节中单独讨论。
(2)脂质体胶囊
双亲性脂质由于其一端亲水，一端亲油的特殊结构，分散在水中自然形成闭合多层囊泡，每层均为磷脂的双分子层，囊泡中央和隔层之间被水相隔开。利用这一性质，可以人工制备自组装胶状微粒，形成大小从20nm到几十微米的球形、椭球形的囊泡。由于其囊材的特殊性，也决定了其制备方法的不同。
脂质体的形成机理在于：将脂质分散于水溶液中，一旦其浓度达到临界胶团浓度就会发生聚集。聚集态结构随脂质分子浓度的增加而改变，从胶团到囊泡以及最后在高浓度下可以转变为反相胶团。当达到平衡态时，体系中的脂质单分子和聚集形式的脂质分子之间处于一种动态平衡。这是它们能够以物理聚集的方式而非化学相互作用自组装形成双分子层结构的基础。其常用的制备方法有：
a)薄膜法：
即将脂质及脂溶性药物混合溶于适量的三氯甲烷或其他有机溶剂中，然后通入氮气或减压旋转去除有机溶剂，使脂质在器壁形成薄膜，加入含有水溶性药物的缓
冲液，室温下放置3min使脂质水化，在高于相变温度（T m）的条件下振摇分散脂
质，类脂膜碎片吸水膨胀，弯曲封闭则可形成多层脂质体(MLV)，其粒径范围约
1~5um。
b)逆向蒸发法：
本法是基于超声处理过程中“反相胶团”的形成，使溶有芯材的小液滴分散在有机溶剂中。而磷脂单分子层定向在界面上起稳定作用。有机溶剂的慢慢去除则使
得这些反相胶团转变成凝胶态。这一步骤中的关键点就是凝胶态的坍塌以及部分反
相胶团的崩溃。多余的磷脂转而促进在残余的胶团周围形成双层，即形成囊泡。其
大小在200~1000nm之间，平均粒径为460nm。
还有其他的制备方式如复乳法、注入法、超临界流体法，这些方法中有的不适合用于药物的载体，有的设备复杂，实验室条件无法达到。故在此不作详细介绍。
由于脂质体独特的分子结构和理化性质，使得脂质体具有以下特性：
a)靶向性能选择性的分布于人体内某些组织和器官
b)药物在组织中分布的可控性
c)与细胞的亲和性因为其结构与细胞膜相似
d)缓释性药物包在脂质体内，在组织中的扩散速率降低，在血液中减慢释放
e)长效性避免药物氧化、降解，或不被人体内的酸或酶破坏
f)无毒性
g)给药途径多样性可实现静脉给药、皮肤给药、口服给药等广泛的给药途径
由于脂质体微胶囊的特殊性质，也需要特殊的灭菌和贮存方式。最常用的是滤过杀菌，
贮藏过程也需要在4℃冷藏保存。
(3)纳米粒
粒径小于1um的颗粒称为纳米粒。它能提高药物的效率，增强药物的控释性、靶向性和药物的稳定性，提高药物的生物利用度。而且可以减小药物的毒性，促进营养物的吸收。根据制备方法不同，可以制备成两种纳米粒，一种是纳米球，另一种是纳米胶囊。二者的根本区别在于纳米胶囊是一个囊泡体系，药物或功能性成分作为囊芯被包埋在囊壁内，囊壁的材料为生物可降解或生物不可降解的聚合物。而纳米球则是一种混合体系，药物或营养物（也称功能性成分）分散在整个颗粒中。
纳米球的制备方法有：
a)单体聚合法制备纳米球可分为乳液聚合法和界面聚合法，其原理与方法化学
法中界面聚合法制备微胶囊相似，在此不做赘述。制备而得的纳米球粒径大小
为(180±20)nm
b)大分子分散法制备纳米球可分为乳化法和脱溶剂法。原理分别与物理化学法
中的相分离法和干燥浴法对应，在此不做赘述。
纳米球存在两大缺点，由于天然大分子的结构和成分不均一，使药物在体内的释放缺乏规律性；其次是性能不稳定，不能长期保存。
纳米微胶囊的制备方法有：
a)单体聚合制备
b)界面沉积法制备
其原理分别对应化学法中的界面聚合法和原位聚合法在此不做赘述。
纳米胶囊的释放动力学表明，纳米胶囊释放的时间常数优于具有相同粒径的纳米球，这与纳米胶囊的囊泡结构有关。
人工器官微胶囊
微胶囊作为细胞移植的免疫隔离工具是解决细胞移植免疫排斥问题的最理想方法。国内也已经有一些科研单位、高校、临床医院对微胶囊细胞移植进行研发。微胶囊化的人工器官是涉及材料化学、生物技术、临床医学等交叉学科领域的研究。作为一种极有前途的载体，利用微胶囊包裹具有特定功能的组织或细胞，实现无需免疫抑制剂条件下进行同种异体或异种移植。这主要是利用了通过微胶囊技术制备出选择性渗透膜，屏蔽囊内物质与外界环境的直接接触。但外界环境的营养物质、囊内细胞代谢产物及治疗性药物可以通过膜扩散。这样的方式可以使得细胞在体内保持活性，分泌出能够治疗疾病的活性物质，又不被自身免疫系统（抗体或免疫活性细胞）而排斥的。从而达到对疾病治疗的目的。
这种通过将移植物与宿主免疫系统隔离，即采用一个人造半透膜屏障将移植物与宿主免疫系统隔离的方式早有应用。主要包括中空纤维、大包囊、灌流小室的方法。但它们均存在体积及死腔过大等问题，限制了其使用。微胶囊作为免疫隔离装置，则不存在这样的问题，所以才采用微囊化技术对活性组织或细胞进行封装，制备出微囊化的人工器官。
目前，细胞微胶囊化技术在生物医学领域主要出现在：
(1)微囊化胰岛替代胰岛素治疗
(2)微囊化肝细胞：为急性肝衰竭，提供足够的暂时性代谢支持，以使肝脏自发性再生；作为不可逆肝损伤，移植前的过渡治疗
(3)微囊化多巴胺分泌细胞治疗帕金森病
(4)微囊化基因工程细胞系
1细胞微胶囊的特殊制备方法
细胞微胶囊制备方法概述：
1.1聚电解质络合物
带相反电荷聚合物的反应是在活细胞周围形成物理性膜屏障的最简单的方法。由于采用水溶性荷电聚合物，因此更利于制备和发展水包囊系统，这种系统对微囊化细胞具有良好的生物相容性。
(1)基于海藻酸钠（Alg）、聚赖氨酸（PLL）和壳聚糖（chitosan）
APA或ACA微胶囊制备工艺如下：
将细胞悬浮于1%~3%海藻酸钠溶液中，通过特制注射器和液滴发生器将细胞悬浮液滴入CaCl2中，交联5min，形成固化的海藻酸钙凝胶珠。然后将其置于PLL或chitosan反应，在胶珠表面形成Alg-PLL或Alg-chitosan复合膜。囊膜形成后，其表面存在净正电荷，移植过程中易引起宿主免疫细胞附着，引发炎症反应。通常将胶囊悬浮在0.16%海藻酸钠溶液中，去除表面过剩正电荷，改善胶囊寿命和生物相容性。最后，将微胶囊置于柠檬酸钠溶液中，对囊核海藻酸钙中的Ca2+进行置换，是囊核恢复液态。
(2)基于琼脂
琼脂具有温敏溶解特性，课用来包封哺乳动物细胞。通过挤压或简单的水包油分散工艺，可将琼脂/细胞悬浮液转变为液态微胶囊珠，再通过降低温度使之硬化。这种工艺能制备直径6~8mm的胶珠。其缺点是微胶囊易形成细胞突起物，但可以通过再次涂层而消除。
(3)基于合成聚电解质
将荷电聚合物溶液的细胞悬浮液挤压成液滴。并滴入带相反电荷聚合物的水溶液中完成微囊化过程。此方法比(1)中微胶囊强度好，并能更好的控制微胶囊特性。但同时也存在问题：如某些聚电解质有严重的细胞毒性；制备出胶囊不是球形等问题。
1.2界面相转化
首先将细胞悬液挤压形成液核，在用聚合物包围液滴以形成液壳，抽取聚合物溶剂使液壳固化。这种方法可生成直径900um的均一微胶囊。但由于才用了非水溶性聚合物，在微胶囊制备中存在有机溶剂对细胞毒性的问题。
1.3共形包衣
在小的细胞群或小组织块上直接形成屏障的方法。这种方法通过囊膜包围周围细胞群而消除了微胶囊的死腔，因而有效改善了胶囊表面和细胞群之间的质量传递，并提高了细胞的包封率（质量传递的改善不仅对细胞粗活很重要，而且对细胞产生的治疗性药物的快速投递也很重要）。所以它不适用于单细胞，却对具有较大尺寸的细胞簇很理想。
在微囊化装置中，除膜之外，微囊内部基质对细胞的存活与功能也具有重要作用。天然环境中的细胞处在细胞外基质（ECM）中，它是由胞外蛋白和多糖分子组成的网络。组成
ECM的三种主要纤维蛋白是胶原蛋白、弹性蛋白、纤连蛋白。在细胞微胶囊化技术中，微囊基质研究，优化并重建三维组织环境，支持细胞活性和功能的表达，使得细胞在基质中保持良好的分散状态，刺激细胞分泌自身ECM，影响细胞系的增殖或维持处在不同分化表型中的细胞，从而影响她们的分泌功能。
所以，细胞微胶囊是一个较为复杂的结构。它具有其它种类微胶囊不具有的活性特质，在设计、制备及应用过程中，应当考虑清楚这些特性所带来的问题。
微胶囊在纺织品和医药中的应用
1微胶囊在纺织品中的应用
微胶囊技术在纺织工业中应用广泛，主要利用的是微胶囊产品的3个性能：
(1)缓释性能。芯材通过囊壁逐步渗透挥发，延长了作用时问；
(2)发泡性能。采用低沸点溶剂作为芯材并以具有一定塑性的聚合物为壁材。所制备的微胶囊处于一定温度下的时候，芯材溶剂汽化。壁材被膨胀完成一个气泡，便可达到发泡的目的，这种性质主要用于发泡印花上；
(3)隔离性能。一些具有光敏、热敏或生物性的材料作为芯材包埋后。在需要释放的时候，利用光、热、压力及化学、生物作用等手段破坏壁材即可释放出芯材。此外。微胶囊化技术还可以将某些芯材结合到纺织材料上。
目前。微胶囊技术在纺织品领域的应用已经取得了很大进展。主要包括：
(1)在印花中的应用
比如在布料的一面完成斑点印花烘干之后，还可以在布的另一面再次进行这样的印花，即可获得双面多色斑点印花产品，这样每一面上都可以看到本面印制的斑点和从另一面透过来的印花斑点组成的多色多点图案，而两面的主色调又各不相同口在某些织物样品的同一花纹中，由于纤维的不同，可以对复合型微胶囊染料中的染料进行专一性选择上色，从而构成繁花似锦的独特效果，这也是不能靠常规印花方法来达到的。染料微胶囊的壁膜材料一般是亲水性聚合物构成的。最适合制作染料微胶囊的芯材是不溶于水的分散染料。一般染料微胶囊的颗粒直径在1~1000m，根据用途不同而异。织物印花所用微胶囊的直径一般都在10~30um，不宜过大，否则滚筒印花时强大的剪切力极易使微胶囊发生早期破裂。
(2)在染色中的应用
微胶囊染色是作为非水系染色的一种改进工艺。非水系染色不以水为介质，既可以减少染色加工中的耗水量，也可以减少染色废水处理的负担，是染色工艺的发展方向。使用染料微胶囊的非水系染色法是在气相染色法、磁力作用染色法及静电染色法的基础上改进并发展起来的。
(3)在织物整理中的应用
如芳香整理微胶囊、阻燃整理微胶囊、消毒整理微胶囊、驱蚊整理微胶囊、防紫外整理微胶囊，等等。均利用了微胶囊缓释的效应，包裹相应功能的囊芯，以达到织物具备对应性能的效果，但对于织物功能的长久性还需要进一步提高。
(4)在纺丝中改性纤维的应用
尽管纺丝阶段的纤维改性往往作为织物整理的一部分，但纺丝阶段的纤维改性是后整理工艺无法实现的。具体做法就是先制备出具有一定效果的微胶囊，加入纺丝原液中进行纺丝，得到改性纤维。
2微胶囊在医药中的应用
药物微胶囊技术的发展经历了3个阶段：第一阶段在20世纪70年代，药物颗粒粒径在5um-2mm；第二阶段在20世纪80年代，有1-10um的微粒和10~1000nm的纳米粒，有的纳米粒可以借助细胞吞噬作用而将药物带入细胞内；第三阶段是20世纪90年代以后，生产的具有靶向功能的微粒，将这些微粒引人体内特定部位使其被吸收而发挥药效。微胶囊作为一种理想的缓释控释、靶向剂型，近来发展非常迅猛，在医药领域的应用日渐广泛，已有30多类药物如抗肿瘤药、抗菌药、中枢神经系统药物、心血管药物、激素类药物以及诊断用药等采用了微胶囊技术。可用于
(1)抗菌药物
临床上使用的抗菌药物经传统给药途径，大多分布于全身，具有感染部位药物浓度低，持续时间较短等缺陷。微胶囊给药可以实现抗菌药物的靶向性增强，使感染部位获得持续的高浓度药物和呈多次释放产生多次冲击剂量。
(2)血栓溶栓
(3)血管再狭窄
硫酸葡聚糖钠盐聚-L-精氨酸盐酸盐牛血清白蛋白异硫氰酸荧光素牛血清白蛋白Dulbecco氏磷酸盐缓冲盐水乙二胺四乙酸三钠盐EDTA Dulbecco改良的Eagle介质DMEM FGF2的释放速率可以由微胶囊层层自主装的层数精确的调控
微胶囊的控释性能比对细胞直接施加FGF2能够得到更好的细胞生长状况
所以，用微胶囊技术对FGF2进行一个封装对药物的控释、使其得到更好的药用效果是一个成功的实验
微胶囊技术在水产品加工中的应用
微胶囊技术在水产品加工中的应用 微胶囊能够储存微细状态的物质, 并在需要时释放该物质。微胶囊亦可转变物质的颜色、形状、重量、体积、溶解性、反应性、耐久性、压敏性、光敏性等特点。鉴于这些特性，微胶囊技术成为当今几大热门技术之一。随着工艺的日益成熟，更多高新技术的应用与开发，微胶囊制备技术也不再仅仅局限于药物包覆方面，应用范围逐渐扩大到食品、医药、农药、纺织、涂料、粘合剂、化妆品等行业。微胶囊技术可以将芯材与周围环境隔开，有效减少了芯材物质对水、光、氧气、温度等环境因素的反应，从而改善和提高芯材物质的这一独特性质，决定了它在食品中发展的必然性。而水产品加工工业作为我国一个巨大的食品产业分支，对这种新技术的需要是不言而喻的。目前，微胶囊技术已经在水产品加工的新产品研发、保鲜、加工助剂改良等诸多方面得到大力发展。本文将对微胶囊及其在水产品加工中的应用进行简要的介绍。 1微胶囊简介 微胶囊加工技术是将固体、液体或气体包埋、封存在一个微型胶囊内成为一种固体微粒产品的技术，它能够使被包囊的物料与外界环境隔离，最大限度地保持其原有的色、香、味、性能和生物活性，防止营养物质破坏和损失，并具有缓释功能。微胶囊主要由包囊和囊芯物组成。 1.1微胶囊的形态 微胶囊是由天然或合成高分子制成的微型容器,直径一般为1~ 1 000μm。微胶囊的形态主要受囊芯物的影响，含液体的微胶囊形状一般是球形的，如图1，含固体微胶囊的形状大多与囊内固体相同。
（图1 球形微胶囊在电镜下的图片） 但是有些也受成囊工艺、囊材的影响，比如用液中干燥法制备蜂胶乙基纤维素微球,由于囊材及囊芯在内相有良好的溶解,制得的微囊表面光滑并有微孔,圆整度较好[1]。 1.2微胶囊的包囊材料 1.2.1包囊材料的选择 包囊材料应该是可以掩盖或改变囊芯物不良性质的载体。其选择主要依据囊芯物的性质和微胶囊产品的应用性能要求。当然，囊材本身性质（如：渗透性、稳定性、粘度等）及价格也是需要考虑的。不同囊材也影响着微胶囊的结构，如图2。因此，我们也需要根据产品对微胶囊结构的要求选择囊材。 （图2 不同囊材的微胶囊的电镜扫描图） 1.2.2包囊材料的种类和性质
微囊化方法
1、TWI395017B 可重复加工之液晶膜及其制造方法 合成例：微胶囊化液晶微粒】 将2.5克聚氨酯(Desmodur N－3200,Bayer Corp.)与40克液晶(DH－032,工研院自制；△n＝0.19、Tc＝89℃)于60℃下均匀混合。将上述混合溶液加入200克之10%聚乙烯醇水溶液进行搅拌，然后于50－55℃下以3000rpm，3分钟进行乳化得到粒径1－10μm之颗粒。之后加入25克之10%三乙烯二胺(Triethylene Diamine)与25克之10%三乙醇胺(Triethanolamine)于55℃下反应10小时。反应完毕后，加入20克之10%氢氧化铵，静置过夜。最后将所得浆料以5000 rpm转速进行离心，得到粒径分布1－5μm之微胶囊化液晶微粒。 （三乙烯二胺：用于生产聚氨酯泡沫的基本催化剂，室温固化硅橡胶、聚氨酯橡胶、聚氨酯涂料的催化剂等。 三乙醇胺：用作环氧树脂的固化剂，参考用量12-15份（质量分数），固化条件80℃/4h或120℃/2h。也可用于天然橡胶、合成胶的硫化活化剂，丁腈橡胶聚合活化剂，还可用作润滑油和抗腐蚀添加剂等。三乙醇胺的长链脂肪酸盐几乎呈中性，可用作油脂和蜡的乳化剂。 无机工业用于制选各种铁盐。毛纺、丝绸、印染等工业用于洗 氢氧化铵：涤羊毛、呢绒、坯布，溶解和调整酸碱度，并作为助染剂等。有机工业上用作胺化剂，生产热固性酚醛树脂的催化剂。医药上用稀氨水对呼吸和循环起反射性刺激，医治晕倒和昏厥，并作皮肤刺激药和消毒药。也用作洗涤剂、中和剂、生物碱浸出剂。） 【实施例1】 将合成例之微胶囊化液晶微粒与20%聚乙烯醇水溶液依照1：1.5(重量比)在室温下比例均匀混合，即可配制出液晶涂料，涂料之黏度为1000~1100cps(25℃)、固含量约为42%。上述所用之聚乙烯醇的重量分子量为27000－32000，聚合度为550－650，钠离子含量低于60ppm。 以第2图所示之装置，将PET－ITO薄膜经狭缝涂布头涂上液晶涂料后(涂幅宽为1.1公尺)，进入五段式烘箱(温度 40~90℃)干燥，以线速约为4公尺/分钟移动速度移动，最后经过约100℃热贴合轮与另一片PET－ITO薄膜贴合，连续生成电可调光液晶薄膜，厚度控制为15μm。 2、CN100456093C 彩色化胆固醇型液晶显示器及其制造方法 图2C为胶囊化胆固醇液晶层示意图，在该电极层22上形成一胶囊化胆固醇液晶层24，该胶囊化胆固醇液晶层的制作结果如同于美国专利US 6,203,723B1，本发明的该胶囊化胆固醇液晶层制作方式为液晶(可为向列型液晶)加入不同比例的旋光性材料与可调的手征性(tunable chiral)材料形成胆固醇液晶，最后再利用高分子分散法或高分子聚合法(如乳化聚合法或悬浮聚合法)成为涂料，再利用涂布方式将该涂料涂布于该电极层22上，以形成该胶囊化胆固醇液晶层24，该涂布方式为滚动条式(roll-to-roll)法。 图2D为曝光工艺示意图，利用灰阶光罩26配合紫外线28于该胶囊化胆固醇液晶层24上进行曝光，该紫外线28的波长为365nm，此时控制该紫外线28的曝光量，就可制作出单层彩色化胆固醇型液晶显示器，例如，该胶囊化胆固醇液晶层24所定义区域为红色，则该区域所使用灰阶光罩26的透光率为100％，该胶囊化胆固醇液晶层24所定义区域为绿色，则该区域所使用灰阶光罩26的透光率为50％，及该胶囊化胆固醇液晶层24所定义区域为蓝色，则该区域所使用灰阶光罩26的透光率为0％，本发明通过曝光工艺后，可形成胆固醇型液晶显示器。
微胶囊技术
microencapsulation (微胶囊技术) 指将物质细微分散包覆后，并在所需的时候将其释放出来的方法 capsules--粒径大于1000μm microcapsules (or microcells)--粒径分布在1~1000μm nanocapsules--粒径小于1μm 2.Principle：微胶囊技术主要是根据Bungenbergde Jong所提的聚集(coacervation)原理 (1) 运用高分子的聚集是微胶囊形成主要方式 (2) 它是利用分子间的化学或物理产生的边界作用力，让分子自行形成微胞的一种方法 3. 微胶囊技术在食品工业上的意义 (1) 将液体形式的食品转变成固体，以利于干燥食品中使用 (2) 留滯挥发性物，以供最佳条件时释放 (3) 避免蒸发及受水分影响 (4) 使不容(incompatible)成分均匀混合 (5) 掩蔽不良味道 (6) 藉由特定的溶释机构，达到特殊效果 (7) 改变固体物质的质地与密度 (8) 保护敏感物质 (1)corematerial(芯材)或nucleus (核心物质)：包覆于壁膜内的物质。 重量约占整个微胶囊的80-99%，并于适当的时候被释放出來。 (2)wallmaterial(壁膜材料或囊壁)或shell (外壳) a.如芯材为亲油性物质，则囊壁材料选择亲水性材料 b.如芯材为亲水性物质，则囊壁材料用水不溶性的合成聚合物 壁材选择基本原则 芯材和壁材的溶解性能相反，芯材亲油、壁材一般要亲水，反之亦然。 壁料对芯材无不良影响 壁材有适当的渗透性、溶解性、可降解性、弹性、流动性、乳化性等 壁材成膜性能好、具有一定的机械强度与稳定性 2.核/壳比值 (1)典型的胶囊含有70-90%wt的核心物质，外壳厚度约为0.1-200μm a.胶囊外壳的厚度与颗粒大小和相对密度有关 b.微胶囊中核心物质和外壳的关系有许多表示方法，最常见的是「核心量」和「核/壳比值」两种表示方式 (2)核心量 a.心材在整个微胶囊中所占百分比 b.核心量可作为商品的重要准则 (3)核/壳比值 a.定义：核心与外壳的重量比值 b.核/壳比值是假设核心是一完美的球体，胶囊外壳厚度也是均匀不变的。
微胶囊技术的应用及其发展_刘永霞
收稿日期:2002-11-22 第一作者简介:刘永霞(1973-),女,硕士研究生。 微胶囊技术的应用及其发展 刘永霞,于才渊 (大连理工大学化工学院工程研究室,辽宁大连 116012) 摘 要:微胶囊化方法是功能性材料制备中一项重要的应用技术,近年来受到普遍关注。本文中详细地介绍了几种重要的胶囊制备方法及其在食品、渔业、医药和生物化工领域的应用实例,指出了该技术的发展前景。关键词:微胶囊;纳米微胶囊;功能材料中图分类号:T B34 文献标识码:A 文章编号:1008-5548(2003)03-0036-05 Application and Recent Progress of Microencapsulation Technology LIU Yong -xia ,Y U Cai -yuan (School of Chemical Engineering ,Dalian University of Technology ,Dal ian 116012,China ) A bstract :M icroencapsulation is an impor tant techmology of the production of functio nal powders ,and in recent y ears more and mo re attentin is paid to it .Several impo rtant microencapsula tio n technologies and applications in the field of food ,fish industiy ,medicine ,biochemical engineering ,et al .are introduced ,and the prog ress of microencapsulation technolog y is also pointed out .Key words :microcapsule ;nano -microcapsule ;functional materi -als 微胶囊技术是指利用成膜材料将固体、液体或气体囊于其中,形成直径几十微米至上千微米的微小容器的技术[1]。微小容器被称为微胶囊,器壁被称为壁材或壳材,而其内部包覆的物质则称为芯材 或囊芯。含固体的微胶囊形状一般与固体相同,含液体或气体的微胶囊的形状一般为球形。 从不同的角度出发,微胶囊有多种分类方法:从芯材来看,分为单核和复核微胶囊;从壁材结构来分,可分为单层膜和多层膜微胶囊;从壁材的组成来看,分为无机膜和有机膜微胶囊;从透过性来讲,又 分为不透和半透微胶囊,半透微胶囊通常也称为缓释微胶囊。 微胶囊具有保护物质免受环境的影响,降低毒 性,掩蔽不良味道,控制核心释放,延长存储期,改变物态便于携带和运输,改变物性使不能相容的成分均匀混合,易于降解等功能[2～4] 。这些功能使微胶囊技术成为工业领域中有效的商品化方法。美国的NRC 公司利用微胶囊技术于1954年研制成第一代无碳复写纸微胶囊[5～6],并投放市场,从此,微胶囊技术得到突飞猛进的发展。 1 微胶囊技术简介 微胶囊技术从20世纪30年代发展至今已有 60多年的历史。随着新材料的不断出现,到目前为止,微胶囊化的方法已将近200种[7],但还没有一套系统的分类方法。目前人们大致上将其分为:物理法、物理化学法和物理机械法[8] 。微胶囊化方法选择的依据主要是生产要求的粒子平均粒径、芯材及壁材的物理化学特性、微胶囊的应用场合、控制释放的机理、工业生产的规模及生产成本等。本文主要介绍其中的锐孔-凝固浴法、凝聚相分离法、喷雾干燥法和流化床喷涂法。之所以介绍这几种方法,主要是因为它们都适用于工业大规模生产。 锐孔-凝固浴法:是指将喷嘴喷出的微粒通过 多联化而后形成微胶囊。该法是Mabbs 于1940年和Rabbool 于1950年提出的[9]。此法一般是以可熔(溶)性高聚物作原料包覆囊芯,而在凝固浴中(水或溶液)固化形成微胶囊,固化过程可能是化学反应,也可能是物理过程。它采用的成膜材料多为褐藻酸钠、聚乙烯醇、明胶、蜡和硬化油脂等。由于在凝固浴中发生固化反应,一般进行得很快,因此含有囊芯的聚合物壁膜在到达凝固浴之前预先形成,这就需要锐孔装置(滴管是其中最简单的一种)。图1为该法流程图。 此项技术的关键除芯壁材的配比外,是否在凝固浴中加入搅拌也是相当重要的,如王显伦[9]在制 第9卷第3期2003年6月 中 国 粉 体 技 术 China Powder Science and Technology Vol .9No .3June 2003 DOI :10.13732/j .issn .1008-5548.2003.03.011
纳米微胶囊制作新技术及其应用
纳米微胶囊 小组成员： 日期：2014年9月28日
纳米微胶囊 摘要：随着微胶囊技术的发展，纳米微胶囊技术受到越来越多的关注，本文对纳米微胶囊的定义、与传统微胶囊相比的优点以及最新制备方法进行了介绍，并综述了近年来纳米微胶囊技术的应用研究进展，同时探讨了纳米微胶囊技术在各领域中的研究现状及以后的研究趋势。 关键词：纳米微胶囊；制备方法；应用研究 Abstract:With the development of microcapsule technology, nanocapsule technology has received more attention. The definition,characteristic and preparation methods of nanocapsule compared with traditional microcapsule are introduced in this paper, and the new research progress of nanocapsule technology applications in different fields in recent years are reviewed. In addition, current studies and future applications of nanocapsule technology in these fields are explored. Key words: nanocapsule, preparation method, application and research 1 引言 微胶囊技术是指将固体颗粒、液体微滴或气体作为胶囊的芯料，在其外部形成一层连续而极薄包裹的过程。其制备技术起源于20世纪50年代，在70年代中期得到迅猛发展，在此期间出现了许多微胶囊化产品和工艺[1]。微胶囊具有保护芯材物质免受环境影响，屏蔽味道、颜色、气味，改变物质重量、体积、状态或表面性能，隔离活性成分，降低挥发性和毒性, 控制芯材物质的可持续释放等多种作用，目前该技术已经成为材料、化学、化工、生物和医学等诸多学科领域工作者的研究热点，已被广泛应用于生物医学、食品、农药、化妆品、金属切割、涂料、油墨、添加剂等多个领域，因其具有广阔的应用前景，国际上将它列为21世纪重点研究开发高新技术之一[2]。 伴随着微胶囊技术的迅速发展，有学者在20世纪70年代末提出了“纳米微胶囊技术”这一概念。纳米微胶囊(nanocapsule)，即具有纳米尺寸的微胶囊，其颗粒微小，易于分散和悬浮在水中，形成均一稳定的胶体溶液，并且具有良好的靶
微胶囊化技术
微胶囊化技术 第一节微胶囊化概述 1、基本概念 ?微胶囊：是指一种里面包埋有液体、固体或气体组分，而外面为聚合物壁壳的微型容器或包装体。 ?囊壁：微胶囊的聚合物壁壳，也称为外壳或保护膜。 ?囊心：被包埋的物料组分，也称囊核或填充物。 ?微胶囊化过程：将待包埋目标物质分成细粒，然后以这些细粒为核心，将成膜材料在其表面沉积、涂层的过程。 ?微胶囊化技术：将固体、液体或气体物质包埋在微小而封闭的胶囊内的方法与技术。 2、微胶囊化特性 1）微胶囊可包埋固体、液体和气体。 2）微胶囊大小一般在5～200um范围。当胶囊粒度小于5um时，由于布朗运动难于收集;当粒度超过200um时，由于表面的静电摩擦系数减小而稳定性下降。 3) 被包埋组分与囊壁是互相分离的两相。 4）囊壁较薄，厚度一般在0.2um至几微米，通常不超过10um。 5）囊壁可以是单层结构，也可以是双层或多层结构。囊心可以是单一组分(如单核)，也可以是多种组分(多核、多核-无定形等)。 6）在特定条件下如加压、揉破、摩擦、加热、酶解、溶剂溶解、水溶解、电磁作用等，囊壁所包埋的组分可在控制速率下释放。 7）微胶囊形状和结构受被包埋物料结构、性质及胶囊化方法影响。一般为球体、粒状、肾形、谷粒形、絮状和块状。
常见微胶囊的各种结构。 微囊化产品特性研究 3、微胶囊化发展 药物胶囊化已有150多年历史，而微胶囊化则出现于20纪30年代。1936年美国大西洋海岸渔业公司提出了用液体石蜡制备鱼肝油明胶微胶囊专利。1949年Wurster发明了微胶囊化的空气悬浮法技术，实现了固体微粒的微胶囊化。1953年Green发明了凝聚法微胶囊化技术，实现了液体物料的微胶囊化，并研制出无碳复写纸(NCR纸)，这是微胶囊化技术第一次商业应用,随后该技术得到了快速发展。 迄今为止，微胶囊化技术在化工、食品、医药、生化、印刷等领域获得了广泛应用，其理论和实践也日趋成熟。 4、微胶囊的功能 1）改变物料存在状态、质量和体积。 2）降低挥发性并进行控制性释放。 3）隔离活性成分，保护敏感性物质。 4）掩盖不良气味和风味。 5) 降低食品添加剂的毒理作用。 O/W型微胶囊技术的主要功能 ?尽管很多微囊化方法报道，喷雾干燥生产O/W型微囊化产品依然是工业化生产最重要手段。 ?将油脂转变成水溶性粉体、方便加工、运输和食品配方; 包括脂质类如V A、V D、V E，卵磷脂、叶黄素、植物功能性提取成分 ?将水溶性、油溶性功能成分有效复配为一体；功能食品
微胶囊技术
微胶囊技术在食品工业中的应用 摘要：本文主要就微胶囊技术的概念.特征及其应用等进行了系统的论述,同时就微胶囊技术在食品工业中的几个应用实例作了简要介绍。实践证明,微胶囊技术为食品的研究与开发提供了一条很重要的途径,具有很高的实用价值。 关键词：微胶囊技术；食品工业；应用 Application of Micronecapsulation Technology in Food Industry Li Ping Feng,20100806159 (School of Food(Biology),Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221000, China) Abstract：In this paper the concept of microcapsule technology. The features and applicatio is discussed, also introduces several examples of application of microencapsulation technology in food industry. Practice has proved, micro provides an important way capsule technology for food research and development, has very high practical value. Key words：Microcapsule technology; Food industry; Application 微胶囊技术起于20世纪30年代，美国的Wurster用物理方法制备了微胶囊。到20世纪70年代，微胶囊技术的工艺日益成熟，应用范围逐渐扩大，今天它已从最初的药物包覆和无炭复写扩展到了医药、食品、日用化学品、肥料、化工等诸多领域。目前，微胶囊技术在国外发展迅速，美国对它的研究一直处领先地位。在美国约有60%的食品采用这种技术。日本在20世纪60-70年代也逐步赶上来，每年申报的有关微胶囊技术方面的专利可达上百件[1]。全球对微胶囊技术的研究机构从02年的2%增长到06、07年的22%充分说明微胶囊技术在全世界引起的广泛重视。我国的研究起步较晚，在 20 世纪 80 代中期引进了这一概念，虽然在微胶囊技术应用方面也有许多发展，但同国外相比，我国仍处于起步阶段，进口微胶囊在生产中仍占主导地位。微胶囊技术应用于食品工业始于20世纪50年代末，此技术可对一些食品配料或添加剂进行包裹，解决了食品工业中许多传统工艺无法解决的难题，推动了食品工业由低级的农产品初加工向高级产品的转变，为食品工业开发应用高新技术展现了美好前景。目前，油溶性物质微胶囊化研究较为成熟，而水溶性物质微胶囊化则相对研究较少。在食品工业中应用最广的微胶囊技术是喷雾干燥法，应用领域主要是粉末香精，香料与粉末油脂，今后它们仍然要占主导地位[2]。 微胶囊技术的应用现状：出于物质胶囊化后有许多独特的性能，可应用于许多特殊的过程，因而引起了各国科技工作者极大的兴趣。随着人们对微胶囊化技术认识的不断加深，新材料新设备的不断开发，微胶囊化技术将会沿着它这一独特的方式活跃于食品工业中[3]。目前，食品工业中应用微胶囊技术的领域主要有风味料、挥发性物质、微生物类、脂类物质、饮料和粉末状食品等[4]。
微胶囊技术在食品工业中的应用
微胶囊技术在食品中的应用 姓名黄相尧 学号12110302051 专业食品科学与工程 学校山东理工大学
目录 摘要 ............................................................................................................................................... I 引言 ............................................................................................................................................... I １微胶囊技术在食品配料中的运用. (2) １．１天然香精香料 (2) １．２天然色素 (2) １．３酸味剂 (2) １．４甜味剂 (3) １．５膨松剂 (3) １．６防腐剂 (4) １．７抗氧化剂 (4) １．８粉末油脂 (5) ２微胶囊技术在营养强化剂中的应用 (7) ２．１活性肽和功能性蛋白 (7) ２．２多不饱和脂肪酸 (8) ２．３维生素 (9) ２．４矿物质 (9) ２．５益生菌 (10) ３微胶囊技术在食品酶制剂中的运用 (12) ４展望 (14) 参考文献 (15)
摘要 重点介绍了微胶囊技术在食品添加剂、功能性营养成分和食品酶制剂中的运用，及在解决食品工业中某些食品成分不稳定的问题或达到控制释放目的方面的各种应用，为推动该技术的进一步发展提供了依据。 关键词：微胶囊；食品工业；应用 Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｆｏｏｄｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｆｏｏｄａｄｄｉｔｉｖｅｓ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｎｕｔｒｉｔｉｏｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｆｏｏｄｅｎｚｙｍｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｓｗａｓｆｏｃｕｓｅｄ．Ｉｔｗａｓｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｒｅｓｏｌｖｅｔｈｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｏｍｅｆｏｏｄｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｒｅｌｅａｓｅ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｏｆｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ；ｆｏｏｄｉｎｄｕｓｔｒｙ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
微胶囊技术及其应用
微胶囊技术及其应用 摘要：微胶囊是一门新兴的工艺技术，目前获得了广泛的关注，对微胶囊的开发技术和应用微胶囊技术都在不断发展。本文从微胶囊化的方法及其在食品行业各个领域的应用出发，简要介绍了现在微胶囊技术的发展情况及其使用价值，为更好的了解和认识微胶囊技术打下了铺垫。 关键词：微胶囊技术、食品行业、展望 人们对微胶囊的研究大约始于20世纪30年代，当时的美国人D.E.Wurster用物理方法制备了微胶囊，此后微胶囊技术不断发展[1]，应用范围也从最初的无碳复写纸扩展到医药、食品领域、农药、饲料、涂料、油墨、粘合剂、化妆品、洗涤剂、光感材料、纺织等行业等[2]。目前对微胶囊技术的研究在不断的发展，从微胶囊化的方法到微胶囊的各种应用都是国内外科学家关注的问题，特别是近年来随着人们对食品要求的不断提高，微胶囊技术成为食品行业一项极为重要和广泛应用的技术，本文立足与微胶囊技术在食品行业几个领域的应用，说明微胶囊技术在食品行业的最新应用进展，在一定程度上说明微胶囊技术在食品行业的发展展望，为更深刻的认识微胶囊技术提供了理论依据。 1 微胶囊的方法 微胶囊化技术是指利用天然或者合成高分子材料，将分散的固体、液体、或者气体包裹起来，形成具有半透性或者密封胶囊的微小粒子的技术包裹的过程即为胶囊化，形成的微小粒子成为微胶囊，其大小一般为5~ 200微米不等，形状多样，取决于原料的制备方法，通常把构成微胶囊外壳的材料成为“壁材”或“包衣”，把包在微胶囊内部的物质称为“囊心”或“芯材”[3]。一般可以将微胶囊化方法大致分为三类，即化学法、物理法和物理化学法[4]。其中物理法是用物理和机械原理的方法制备微胶囊具有成本低、易于推广、有利于大规模连续生产等有点，在商业领域特别是药品、食品工业经常利用这种方法来制备微胶囊可以分为，喷雾干燥、喷雾凝冻、空气悬浮、真空蒸发沉积、静电结合、多空离心等[5]；化学法主要是利用单体小分子发生聚合反应生成高分子成膜材料将囊心包覆，许多合成高分子的聚合反应都可以运用到微胶囊制备上，化学法包括，界面聚合、原位聚合、分子包裹、辐射包囊，目前通常使用的方法是界面聚合和原位聚合[6]；物理化学方法是应用物理化学原理制备微胶囊的技术有，水相分离油相分离、囊心交换、挤压、锐孔、粉末床、溶化分散[7]。 近年来人们不断研究尝试新的微胶囊制备方法，樊振江等以环糊精为壁材，用超声波法制备花椒精油胶囊［8］，此外也有人在以阿明胶-阿拉伯胶壁材的复合凝聚法制备番茄红素微
微胶囊技术在食品中的应用
微胶囊技术在食品中的应用 食品科学与工程0801 曾奎杰 微胶囊技术是一项用途广泛而又发展迅速的新技术。在食品、化工、医药、生物技术等许多领域中已得到成功的应用，尤其在食品工业，许多于技术障碍而得不到开发的产品，通过微胶囊技术得以实现，使得传统产品的品质得到大大的提高，由于飞此项技术川以改变物质形态、保护敏感成分、隔离活胜物质、降低挥发胜、使不相溶成分混合并降低某些化学添加剂的毒性等，为食品工业高新技术的开发展现了良好前景。 一、微胶囊技术的基本概念和发展概况 1 微胶囊技术的基本概念 微胶囊技术是指利用天然或合成高分子材料，将分散的固体、液体，甚至是气体物质包裹起来，形成具有半透性或密封囊膜的微小粒子的技术。包裹的过程即为微胶囊化，形成的微小粒子称为微胶囊。微胶囊化后川以实现许多目的：改养被包裹物质的物理性质（颜色、外观、表观密度、溶解胜）；使物质免受环境的影响，提高物质的稳定胜；屏蔽味道和气味；降低物质毒胜；将不相容的物质隔离；根据需要控制物质的释放等 微胶囊化技术将被包埋物作为芯材，外面聚合物为壁壳的微容器或包装体。微胶囊的大小为5 一200um，囊壁的厚度一般在。2um至几微米内，在特定的条件下，囊壁所包埋的组分川以在控制的速率下释放。在食品工业中，为了获得特殊的胶囊化产品，关键就是要选择好具有该特性的壁材。目前在食品工业中最常用的壁材为植物胶、阿拉伯胶、海藻酸纳、卡拉胶、琼脂等，其次是淀粉及其衍生物，如各种类型的糊精、低聚糖。此外还有蛋白质类、油脂类等。在微胶囊化技术中，根据不同芯材的要求，选择适当的壁材，以达到改变物态、体积和质量，控制释放和降低物质挥发胜，隔离活胜成份以及保护敏感物质等功能 二、微胶囊技术在食品工业中的作用 微胶囊技术应用于飞食品工业，使许多传统的工艺过程得到简化，同时也使许多用通常技术手段儿法解决的问题得到了解决，极大的推动了食品工业由低级初加工向高级深加工产业的转变。目前，利用微胶囊技术已开发出了许多微胶囊化食品，如粉末油脂、粉末酒、胶囊饮料、固体饮料等，风味剂（风味油、香辛料、调味品）、天然色素、营养强化剂（维生素、氨基酸、矿物质）、甜味剂、酸味剂、防腐剂及抗氧化剂等微胶囊化食品添加剂也已大量应用于生产中。概括起来，微胶囊技术应用于食品工业川以起到以下作用。 1、改变物料的状态 能将液态、气态或半固态物料固态化，如粉末香精、粉末油脂、固体饮料等，以提高其溶解性、流动性和贮藏稳定性，容易与其他原料混合均匀，便于深加工加工处理，也便于使用、运输和保存。 2、保护敏感成分 以防止某些不稳定的食品辅料挥发、氧化、变质，提高敏感性物质对环境因素的耐受力，确保营养成分不损失，特殊功能不丧失。例如，应用于飞肉类香精和海鲜香精的美拉德反应产物是一种很重要的呈味物质，这种物质以液态形式存在时极不稳定，制成了微胶囊产品后，稳定性得以提高，应用起来更加力便、广
微胶囊技术在纺织中的应用
微胶囊技术在纺织工业中的应用 摘要：本文主要介绍了微胶囊技术的特点，制备方法及原理，并介绍了微胶囊技术在纺织染整和功能性整理方面的应用及微胶囊技术的最新进展。 关键词：微胶囊技术；纺织工业；应用 |1、前言 微胶囊技术是指利用天然的或合成的高分子材料将固体的、液体的、甚至是气体的微小物质包覆，形成直径l- 5000ηm的一种具有半透性或封闭膜的微型胶囊技术。微胶囊的外形多样，可以是球状的葡萄串形.也可以是不规则的形状;胶囊外表可以是光滑的.也有折叠的;把包在微胶囊内部的物质称为芯材。囊芯可以是固体，也可以是液体或气体。固体粒子微胶囊的形状几乎与囊内固体一样，而含液体或气体的微胶囊是球形的。另外还可形成椭圆形、腰形、谷粒形、块状与絮状形态闭。微胶囊外部由成膜材料形成的包覆膜称为壳材。微胶囊具有改变物质外观及性质，以及延长和控制膜内物质的释放，提高储存稳定性，将不可混溶成分隔离等作用。微胶囊的囊膜既可以是单层也可以是双层或多层结构;而囊膜所包覆的核心物质既可以是单核也可以是多核如图1所示。 被包覆的芯材可以是油溶性、水溶性化合物或混合物，其状态可为固体、液体或气体。其主要包括的物质如表1所示。囊芯与壁材的溶解性能必须是不同的，即水溶性囊芯只能用油溶(疏水)性壁材包覆，而油溶性囊芯只能用水溶性壁材;为实现包囊化，包囊膜的表面张力应小于囊芯物的表面张力且包囊材料不与囊芯发生反应。
微胶囊制备技术起源于20世纪50年代，美国的NCR公司在1954年首次向市场投放了利用微胶囊制造的第一代无碳复印纸，开创了微胶囊新技术的时代.60年代，由于利用相分离技术将物质包囊于高分子材料中，制成了能定时释放药物的微胶囊，推动了微胶囊技术的发展。近20年，日本对微胶囊技术的大力开发和微胶囊的独特性能，更使微胶囊技术迅速发展。微胶囊技术已应用到医药、农业、计算机、化学品、食品加工、化妆品等工业中，引起世界范围内的广泛关注。每年发表的与微胶囊有关的公开出版物(包括专利)大约以30多种的速度递增，尤其是日本，每年申报的微胶囊技术方面的专利达上百件图.微胶囊化方法己经在几个不同技术领域得到了发展，作为一项高新技术，已经成为各国学者竞相研究的热点。微胶囊可改变囊芯物质的外观形态而不改变它的性质可以使囊芯与外界环境隔绝开来使性质不稳定、易挥发的物质的使用和保存期限延长。若壁材为半透过性膜囊芯物质就能透过膜壁释放出来，因而具有缓控释功能。微胶囊的这些特点使它广泛应用于纺织、化工、医药、农药、香料、无碳复写纸等行业。 2、微胶囊化的方法及原理
微胶囊与微胶囊技术_余若冰
收稿日期:2000-04-12。 作者简介:余若冰,湖北工学院化工系高分子材料专业研究生。现从事微胶囊的研究工作。 微胶囊与微胶囊技术 余若冰 彭少贤 郦华兴 (湖北工学院化工系,武汉,430068) 杨敬宇 汪秉坤 (武汉塑料十一厂,430010) (武汉马应龙药业公司,430064) 摘要:介绍了微胶囊、微胶囊的包囊材料的种类及选用原则、微胶囊囊芯物的种类。重点介绍微胶囊化技术,主要的制备方法有水相分离法、有机相分离法、复相乳液聚合法、乳液聚合法、界面聚合法、界面沉积法,后面三种方法主要用来制备纳米微胶囊。对微胶囊建立特性参数进行表征,并对微胶囊的大小、膜厚、微胶囊膜的孔径对微胶囊的扩散性能的影响进行探讨。预测了微胶囊技术的发展前景。 关键词: 微胶囊 微胶化 技术 微胶囊是由天然或合成高分子制成的微型容器,直径一般为1～1000μm 。含固体微胶囊的形状与囊内固体相同,含液体或固体的微胶囊形状是球形的。微胶囊技术包括微胶囊的制备技术和应用技 术。即采用特定的方法和特定的设备,使高分子材料包封住药品、涂料及反应试剂等,制成微胶囊,然后将制备的微胶囊通过一些其他的工艺,再制成具有优良特性的产品。 广义地说,微胶囊具有改善和提高物质表观及其性质的能力。更确切的说,微胶囊能够储存微细状态的物质,并在需要时释放该物质。微胶囊亦可转变物质的颜色、形状、重量、体积、溶解性、反应性、耐久性、压敏性、光敏性等特点。正因为以上特点,所以微胶囊已被广泛地用于医药、农药、涂料、生物固定化技术等行业。 1 微胶囊包囊材料 1.1 微胶囊包囊材料的选择原则 包囊材料应是可以掩盖或改变囊芯物不良性质的载体。选择微胶囊包囊材料应根据被包囊物质的性质、微胶囊产品的应用性能要求;包囊材料应具有足够的渗透性、稳定性、溶解性、粘度、介电性能、吸湿性;囊材对囊芯物有足够的包裹率,易于成囊。 此外,包囊材料的价格也是选择包囊材料所需考虑的因素。 1.2 微胶囊包囊材料 包囊材料可分为天然高分子材料、半合成高分 子材料、合成高分子材料三大类。天然高分子材料为可胶凝的胶体材料,如明胶、阿拉伯胶及淀粉等[1～3] ,这类材料无毒,成膜性好,但是机械强度差,原料质量不稳定。以天然高分子为包囊材料的微胶囊制备方法有许多,主要采用复凝聚法及其改进方法。半合成高分子材料以纤维素衍生物为主,如羧甲基纤维素钠(CMC -Na )、邻苯二甲酸醋酸纤维素(CAP )、乙基纤维素(EC ),纤维素衍生物的优点是毒性小、粘度大、成盐后溶解度增加,缺点是易水解,不耐高温,耐酸性差。在半合成高分子材料中,乙基纤维素(EC )适用于非水体系絮凝工艺制备微胶囊;醋酸纤维素酯适用于非水体系絮凝工艺和水体系中单凝聚的工艺制备微胶囊[4]。合成高分子材料(聚丁二烯、聚乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚醚、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、环氧树脂、合成橡胶等)的特点是成膜性好,化学性能好,稳定性好[5]。随着药物控释技术的发展,合成生物降解型高分子材料将成为该领域的热点。由于此种材料可生物降解,也不会在体内滞留, 所以得到人们的关注,如聚乙烯吡咯烷酮(PVP )[6] 、现 代 塑 料 加 工 应 用 第12卷第6期 Modern P lastics Processing and A pplicatio ns 2000年12月
微胶囊技术在食品中的应用
微胶囊技术在食品中的应用 食品科学与工程 0801 曾奎杰 微胶囊技术是一项用途广泛而又发展迅速的新技术。在食品、化工、医药、 生物技术等许多领域中已得到成功的应用， 尤其在食品工业， 许多于技术障碍而 得不到开发的产品， 通过微胶囊技术得以实现， 使得传统产品的品质得到大大的 提高，由于飞此项技术川以改变物质形态、保护敏感成分、隔离活胜物质、降低 挥发胜、使不相溶成分混合并降低某些化学添加剂的毒性等， 术的开发展现了良好前景。 一、微胶囊技术的基本概 念和发展概况 1 微胶囊技术的基本概念 微胶囊技术是指利用天然或合 成高分子材料， 将分散的固体、 物质包裹起来， 形成具有半透性或密封囊膜的微小粒子的技术。 微胶囊化， 形成的微小粒子称为微胶囊。 微胶囊化后川以实现许多目 的： 包裹物质的物理性质（颜色、外观、表观密度、溶解胜）；使物质免受环境的影 响，提高物质的稳定胜； 屏蔽味道和气味； 降低物质毒 胜； 将不相容的物质隔离； 根据需要控制物质的释放等 微胶囊化技术 将被包埋物作为芯材， 外面聚合物为壁壳的微容器或包装体。 微胶 囊的大小为5 一 200um 囊壁的厚度一般在。2um 至几微米内，在特定的条件下， 囊壁所包埋的组分川以在控制的速率下释放。 在食品工业中， 为了获得特殊的胶 囊化产品， 关键就是要选择好具有该特性的壁材。 目前在食品工业中最常用的壁 材为植物胶、阿拉伯胶、海藻酸纳、卡拉胶、琼脂等，其次是淀粉及其衍生物， 如各种类型的糊精、 低聚糖。此外还有蛋白质类、 油脂类等。 在微胶囊化技术中， 根据不同芯材的要求，选择适当的壁材，以达到改变物态、体积和质量，控制释 放和降低物质挥发胜，隔离活胜成份以及保护敏感物质等功能 二、微胶囊技术在食品工业中的作用 微胶囊技术应用于飞食品工业， 使许多传统的工艺过程得到简化， 同时也使许多 用通常技术手段儿法解决的问题得到了解决， 极大的推动了食品工业由低级初加 工向高级深加工产业的转变。 目前，利用微胶囊技术已开发出了许多微胶囊化食 品，如粉末油脂、粉末酒、胶囊饮料、固体饮料等，风味剂（风味油、香辛料、 调味 品）、天然色素、营养强化剂（维生素、氨基酸、矿物质）、甜味剂、酸味 剂、防腐剂及抗氧化剂等微胶囊化食品添加剂也已大量应用于生产中。 微胶囊技术应用于食品工业川以起到以下作用。 1 、改变物料的状态 能将液态、气态或半固态物料固态化， 以提高其溶解性、 流动性和贮藏稳定性， 加工 处理，也便于使用、运输和保存。 2 、保护敏感成分 以防止某些不稳定的食品 辅料挥发、 素的耐受力，确保营养成分不损失，特殊功能不 丧失。例如，应用于飞肉类香精 和海鲜香精的美拉德反应产物是一种很重要的呈味物质， 这种物质以液态形式存 在时极不稳定，制成了微胶囊产品后，稳定性得以提高，应用起来更加力便、广 泛。 3 、控制芯材释放 微胶囊产品与通过预先设计的溶解和释放机理， 在最适时问以最适速率释放 心材物质。为食品工业高新技 液体，甚至是气体 包裹的过程即为 改养被 概括起来， 如粉末香精、 粉末油脂、 容易与其他原料混合均匀， 固体饮料等， 便于深加工 氧化、变质，提高敏感性物质对环境因
微胶囊技术
微胶囊技术简介与实例 目录 微胶囊技术简介与实例 (1) 微胶囊技术概述 (1) 微胶囊及微胶囊技术概述 (1) 常规微胶囊的制备方法 (2) 三类特殊结构微胶囊简介 (4) 人工器官微胶囊 (5) 微胶囊在纺织品和医药中的应用 (7) 微胶囊技术概述 本章旨在对微胶囊的基本概念进行介绍。对其微胶囊的各种制备原理及做一个涵盖面较全、概括性强的简介。最后，对三种结构特殊的微胶囊（人工器官微胶囊、脂质体胶囊、纳米粒）进行简介。 微胶囊及微胶囊技术概述 微胶囊是利用天然或合成的高分子材料对固体、液体或气体进行包封的、粒径为5~1000um的中空微囊（特别的，纳米微胶囊的平均粒径为200~300nm）。微胶囊一般由一层薄膜和囊芯物质组成。组成薄膜的材料称为囊材，组成囊芯的材料称为芯材。囊材可以是天然物（如蜂蜡、氢化植物油衍生物、壳聚糖、乳清蛋白、纤维素等），也可以是合成物（如聚酯、聚氨酯、聚赖氨酸、聚乙二醇等）。芯材的种类更加多样，按物质的状态分类，可以是液体、固体、气体，甚至可以是固、液混合物。理论上可以将需要被包覆和保护的各种微小物质封存在囊壳内部（如精油、芳香剂、抗菌药物、金属粒子、酶、活细胞等等）。 将芯材包封在囊材的过程，即制备微胶囊的过程称为微囊化。微囊化技术的主要特点是：改变活性物质的理化性质（相态、溶解度等）；保护物质免受环境条件的影响；屏蔽味道、颜色和气味；降低物质的毒性；控制释放活性物质等。经微胶囊化的芯材局域靶向性和控释性，可以根据需要在恰当的时间和恰当的位置以一定的速率对芯材进行释放。如：经过微胶囊化的抗凝血药物，可生物降解的载药纳米粒借助导管给药系统，可将其输送到局部血管，并缓慢释放所携带的药物，可望有效防治血管再狭窄。 由于微胶囊技术的特点，带来了许多好处。比如说，可以极大程度地保留了具有生物活性功能的物质；使液体转变为固体，便于加工；提高药物的生物利用率，减少药物用量，降低毒副作用等等。
微胶囊化方法及常用壁材
微胶囊化方法及常用壁材 一、微胶囊制备方法 1、微胶囊的常规制备方法 复凝聚法复凝聚法是利用两种带有相反电荷的高分子材料以离子间的作用相互交联，制成的复合型壁材的微胶囊一种带正电荷的胶体溶液与另一种带负电荷的胶体溶液相混，由于异种电荷之间的相互作用形成聚电解质复合物而发生分离，沉积在囊芯周围而得到微胶囊。 单凝聚法单凝聚法通常被称为沉淀法，该方法通过向含有芯材的某种聚合物溶液中加入沉淀剂，使该聚合物的溶解性降低，该聚合物和芯材一起从溶液中析出，从而制取微胶囊的方法该方法不需要事先制备乳液，也可以不使用有机交联剂，可以避免有机溶剂的使用，但通过该法制得的微胶囊粒径较大。 界面聚合法界面聚合法是将两种发生聚合反应的单体分别溶于水和有机溶剂中，其中芯材溶解于处于分散相溶剂中然后，将两种液体加入乳化剂以形成乳液，两种反应单体分别从两相内部向液滴界面移动，并在相界面上发生反应生成聚合物将芯材包裹形成微胶囊的方法该法的优点是反应物从液相进入聚合反应区比从固相进入更容易，所以通过该法制备的微胶囊适于包裹液体，制得的微胶囊致密性好在界面聚合法制备微胶囊时，分散状态在很大程度上决定着微胶囊的性能，搅拌速度溶液黏度以及乳化剂和稳定剂的种类用量对微胶囊的性质也有很大的影响。 原位聚合法原位聚合法应用的前提是形成壁材的聚合物单体可溶，而聚合物不溶该法需先将聚合物单体溶解在含有乳化剂的水溶液中，然后加入不溶于水的内芯材料，经过剧烈搅拌使单体较好的分散在溶液中，单体在芯材液滴表面定向排列，经过加热单体交联从而形成微胶囊如何让单体在芯材表面形成聚合物，是该方法需要控制的重点。 锐孔－凝固浴法锐孔－凝固浴法用的壁材要求是可溶性的通常将芯材物质和高聚物壁材溶解在同一溶液中，然后借助于滴管或注射器等微孔装置，将此溶液滴加到固化剂中，高聚物在固化剂中迅速固化从而形成微胶囊因为高聚物的固化是瞬间进行并完成的，所以将含有芯材的聚合物溶液加入到固化剂中之前应预先成型，所以需要借助于注射器等微孔装置锐孔－凝固浴法的固化过程可能是化学变化或物理变化。 喷雾干燥法喷雾干燥法是将芯材分散在壁材的乳液中，再通过喷雾装置将乳液以细微液滴的形式喷入高温干燥介质中，依靠细小的雾滴与干燥介质之间的热量交换，将溶剂快速蒸发使囊膜快速固化制取微胶囊的方法喷雾干燥法操作简单，综合成本较低，易于实现大规模生产但通过该方法制备微胶囊时，芯材会处于高温气流中，有些活性物质容易失活，限制了其应用范围; 且通过该方法制备微胶囊溶剂蒸发较快，微胶囊的囊壁容易出现裂缝，致密性有待提高，该方法目前主要用于生产粉末香料和粉末油脂。