超臨界流體抗溶劑-霧化技術(shù)制備PEG和BSA微粒.pdf

1、與傳統(tǒng)的微粒制備方法(如機(jī)械粉碎與研磨、溶液結(jié)晶、化學(xué)反應(yīng)等)相比，超臨界流體微?；夹g(shù)具有產(chǎn)品純度高、幾何形狀均一、粒徑分布窄、制造工藝簡單、操作適中等許多優(yōu)點(diǎn)，尤其對熱敏感、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定和具有生物活性的物系的處理具有明顯優(yōu)勢。超臨界流體抗溶劑.霧化SAS-A(Supercritical Anti-Solvent Atomization，SAS-A)技術(shù)以PGSS和SEDS技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合了PGSS和SEDS的優(yōu)點(diǎn)，適合于處理含水體系。

2、本文介紹一套自行設(shè)計(jì)及搭建的SAS-A實(shí)驗(yàn)裝置，以該技術(shù)研究制備高分子、蛋白質(zhì)微粒，以及它們的復(fù)合微粒；探討壓力、溶液流量和溶液濃度等工藝參數(shù)對形成的微粒粒徑、粒徑分布及蛋白質(zhì)活性的影響；計(jì)算實(shí)驗(yàn)涉及體系的高壓相平衡，為該技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)提供理論指導(dǎo)。 本文首先研究了實(shí)驗(yàn)體系所涉及的二元和三元系統(tǒng)的高壓相行為。用PR狀態(tài)方程對CO2+丙酮體系的高壓汽液平衡進(jìn)行計(jì)算，取得較好的效果。對CO2+乙醇，CO2+水，乙醇+水三個(gè)二元體系

3、的高壓汽液平衡計(jì)算也取得了滿意的效果。對CO2+乙醇+水三元體系高壓汽液平衡數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)測，所得結(jié)果基本上與實(shí)驗(yàn)值相符。因此，可以運(yùn)用這些計(jì)算方法確定SAS-A技術(shù)過程中體系所處的狀態(tài)，從而和所制備的微粒聯(lián)系起來。 用SAS-A工藝分別以N2和CO2從PEG6000的丙酮溶液中成功制備了PEG微粒。結(jié)果表明，所制備的微粒形態(tài)基本為球形，并且粒徑分布可以方便地控制在1-5μm之間。在N2系統(tǒng)中，PEG微粒隨預(yù)膨脹壓力增大而減少，粒

4、徑分布變窄；低PEG/丙酮溶液流量下制備的微粒粒徑分布較窄；高PEG溶液濃度所制備的微粒粒徑要比低溶液濃度下明顯大，粒徑分布也寬；在研究范圍內(nèi)，噴嘴尺寸對微粒粒徑影響不大。在CO2系統(tǒng)中，增大預(yù)膨脹壓力會造成不規(guī)則微粒增多，低流量和低濃度更有利于制備更小的微粒。N2系統(tǒng)制備的微粒的形態(tài)和大小對操作條件不敏感，因此，更適合制備PEG微粒。以CO2作為超臨界流體，探討了SAS-A技術(shù)從PEG6000的乙醇/水溶液中制備PEG微粒，并研究控制

5、噴嘴前后壓力不同(即控制噴嘴前壓力P1和噴嘴后壓力P2)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。噴嘴前后壓力差降低會造成霧化效果不好；固定P1，升高P2造成抗溶劑效果增大；當(dāng)P1接近乙醇/CO2混合物的臨界點(diǎn)壓力，P2為大氣壓時(shí)具有最好的霧化效果。 以SAS-A工藝用CO2成功地從BSA/乙醇/水溶液中制備了BSA微粒。研究各種操作參數(shù)對微粒形態(tài)、平均粒徑和蛋白質(zhì)活性的影響。結(jié)果表明，在各種操作條件下制備的BSA產(chǎn)品均為球形微粒，且粒徑均在3μm以下

6、。通過改變操作條件可以有效地控制微粒的形態(tài)和大小：增大壓力使得粒徑變小，粒徑分布變窄；降低溶液流量會使微粒變小，粒徑分布變窄；增高BSA濃度會明顯增大微粒粒徑，粒徑分布也隨之變寬；乙醇濃度對微粒的影響不大。在所有操作條件下獲得的BSA微粒的活性損失在0-25％之間。溶液流量和乙醇濃度是影響B(tài)SA活性的主要因素，流量越小或乙醇濃度越高，BSA活性損失越大。 用SAS-A技術(shù)研究制備不同PEG/BSA進(jìn)料配比下的高分子和蛋白質(zhì)復(fù)合微