海藻酸鈣小球的制備可通過滴制法、注模成型法、電噴法等實現,其中滴制法結合定量泵控制是成型儀的常用方法,以下為具體制備方法及關鍵要點:
一、滴制法(常用成型儀制備方法)
溶液配制
海藻酸鈉溶液:將海藻酸鈉粉末與去離子水按一定比例混合(如0.5%~4%質量濃度),通過機械攪拌或磁力攪拌充分溶解,形成均一溶液。必要時可加熱至60℃左右加速溶解,但需避免溫度過高導致降解。
氯化鈣溶液:將無水氯化鈣與去離子水混合,配制成一定濃度的溶液(如5%或20gCa(NO?)?·4H?O/100mLH?O),作為交聯劑。
滴制成型
設備選擇:使用定量泵控制的成型儀(如MS-1-6型海藻酸鈣小球成型儀),通過滴頭將海藻酸鈉溶液逐滴滴入氯化鈣溶液中。滴頭直徑和滴距(如8cm)需根據目標球徑(1~6mm)調整。
交聯反應:海藻酸鈉溶液中的羧基與氯化鈣溶液中的鈣離子發生離子交換,形成交聯結構,促使液滴逐漸固化成球。交聯時間需根據溶液濃度和溫度優化,以確保球體強度。
后處理
清洗:將成型后的海藻酸鈣小球從氯化鈣溶液中過濾出來,用去離子水反復沖洗(如10次),去除表面殘留的鈣離子和未反應的海藻酸鈉。
干燥或進一步處理:根據應用需求,小球可直接使用或進行干燥(如冷凍干燥法避免高溫分解)、煅燒(如制備CaO基吸附劑時需高溫處理)等后續步驟。
二、注模成型法
海藻酸鈉凝膠制備:將海藻酸鈉粉末與去離子水混合,加熱攪拌形成均一凝膠(如80℃水溫下攪拌至溶解)。
滴入交聯劑:通過蠕動泵將海藻酸鈉凝膠滴入Ca(NO?)?溶液中,液滴與鈣離子接觸后迅速形成海藻酸鈣小球。
浸泡與清洗:小球在交聯劑中浸泡一段時間以保證完全反應,隨后過濾并用去離子水沖洗。
三、電噴法
溶液配制:配制海藻酸鈉溶液(如2%質量濃度)和氯化鈣溶液(如2%質量濃度)。
電場輔助滴制:基于靜電紡絲儀,在注射器推動力和電場力的作用下,海藻酸鈉液滴滴入氯化鈣溶液中,鈣離子與海藻酸鈉迅速反應固化形成微球。
觀察與收集:通過顯微鏡觀察微球形態,用吸管收集并進一步處理。
四、關鍵參數控制
溶液濃度:海藻酸鈉和氯化鈣的濃度直接影響小球的強度和大小。濃度過低可能導致小球強度不足,濃度過高則可能使小球過于致密或影響藥物釋放性能。
滴制速度:滴制速度過快可能導致小球大小不均或形狀不規則,需根據設備性能和溶液特性優化。
交聯時間:交聯時間不足可能導致小球未完全固化,時間過長則可能影響生產效率。
溫度:溫度影響鈣離子的擴散速度和海藻酸鈉分子鏈的運動活性,需控制在適宜范圍內(如室溫至80℃)。