超临界流体抗溶剂-雾化技术制备peg和bsa微粒

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1、厦门大学硕士学位论文超临界流体抗溶剂-雾化技术制备PEG和BSA微粒姓名：赵磊申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李军20070601摘要摘要与传统的微粒制备方法(如机械粉碎与研磨、溶液结晶、化学反应等)相比，超临界流体微粒化技术具有产品纯度高、几何形状均一、粒径分布窄、制造工艺简单、操作适中等许多优点，尤其对热敏感、结构不稳定和具有生物活性的物系的处理具有明显优势。超临界流体抗溶剂．雾化SAS．A(SupercriticalAnti．SolventAtomization，SAS．A)技术以PGSS和SEDS技术为基础，综合了PGSS和SEDS的优点，适合于处理含水

2、体系。本文介绍一套自行设计及搭建的SAS．A实验装置，以该技术研究制备高分子、蛋白质微粒，以及它们的复合微粒；探讨压力、溶液流量和溶液浓度等工艺参数对形成的微粒粒径、粒径分布及蛋白质活性的影响；计算实验涉及体系的高压相平衡，为该技术的进一步开发提供理论指导。本文首先研究了实验体系所涉及的二元和三元系统的高压相行为。用PR状态方程对C02+丙酮体系的高压汽液平衡进行计算，取得较好的效果。对C02+乙醇，C02+水，乙醇+水三个二元体系的高压汽液平衡计算也取得了满意的效果。对C02+乙醇+水三元体系高压汽液平衡数据进行了预测，所得结果基本上与实验值相符。因此，可以运用这些计算

3、方法确定SAS．A技术过程中体系所处的状态，从而和所制备的微粒联系起来。用SAS．A工艺分别以N2和C02从PEG6000的丙酮溶液中成功制备了PEG微粒。结果表明，所制备的微粒形态基本为球形，并且粒径分布可以方便地控制在1-5I-tm之间。在N2系统中，PEG微粒随预膨胀压力增大而减少，粒径分布变窄；低PEG／丙酮溶液流量下制备的微粒粒径分布较窄；高PEG溶液浓度所制备的微粒粒径要比低溶液浓度下明显大，粒径分布也宽；在研究范围内，喷嘴尺寸对微粒粒径影响不大。在C02系统中，增大预膨胀压力会造成不规则微粒增多，低流量和低浓度更有利于制备更小的微粒。N2系统制备的微粒的形态

4、和大小对操作条件不敏感，因此，更适合制备PEG微粒。以C02作为超临界流体，探讨了SAS．A技术从PEG6000的乙醇／水溶液中制备PEG微粒，并研究控制喷嘴前后压力不同(即控制喷嘴前压力Pl和喷嘴后压力n)对实验结果的影响。喷嘴前后压力差降低会造成雾化效果不好；固定Pl，升高B造成抗溶剂效果增大；当n接近乙醇／c02混合物的临界点压力，n为大气压时具有最好的雾化效果。以SAS．A工艺用C02成功地从BSA／乙醇／水溶液中制备了BSA微粒。研究各种摘要操作参数对微粒形态、平均粒径和蛋白质活性的影响。结果表明，在各种操作条件下制备的BSA产品均为球形微粒，且粒径均在3岫以下

5、。通过改变操作条件可以有效地控制微粒的形态和大小：增大压力使得粒径变小，粒径分布变窄；降低溶液流量会使微粒变小，粒径分布变窄；增高BSA浓度会明显增大微粒粒径，粒径分布也随之变宽；乙醇浓度对微粒的影响不大。在所有操作条件下获得的BSA微粒的活性损失在0．25％之间。溶液流量和乙醇浓度是影响BSA活性的主要因素，流量越小或乙醇浓度越高，BSA活性损失越大。用SAS．A技术研究制备不同PEG／BSA进料配比下的高分子和蛋白质复合微粒。结果表明，不同进料配比下的微粒大部分为球形；但从产品的溶出度来看，低BSA含量情况下的控释效果较好，说明采用PEG可以对BSA进行包裹并获得控释

6、效果。关键词：超临界流体；微粒化；牛血清白蛋白；聚乙二醇；复合微粒AbstractMicroparticleswithnalTOWparticlesizedistributionsarewidelyusedinmanyfields，such弱biochemistry，materials，pharmaceuticals，cosmetics，etc．，duetotheirexcellentchemicalpropertiesandphysicaleffects．Asaresult,thegenerationofmicroparticleshasbeenthefocusofnu

7、merousresearchprojectsinthepaStdecade．SupercriticalfluidaSsistedtechnologiesallowthegenerationofparticlesthataredifficultorevenimpossibletobeachievedbyclaSsicalmethodssuchasmilling，crystallization，spraydryingorchemicalreaction，particularlyforsubstanceswiththermalsen