微反(fan)應器做(zuo)微膠囊！醫(yi)藥(yao)可以(yi)，農(nong)藥(yao)也行

農(nong)藥(yao)微膠囊化(hua)是減少(shao)環(huan)境汙(wu)染、防(fang)止(zhi)有(you)效(xiao)成(cheng)分(fen)受(shou)到(dao)外界(jie)因(yin)素(su)幹(gan)擾(rao)，提(ti)高(gao)藥(yao)效(xiao)的(de)壹(yi)種(zhong)有(you)效(xiao)方(fang)法(fa)。

目(mu)前(qian)，常(chang)見的(de)有(you)關(guan)農(nong)藥(yao)微膠囊的制備(bei)以(yi)界面(mian)聚合(he)法(fa)、原位聚合(he)法(fa)、凝(ning)聚法(fa)和(he)溶劑(ji)揮(hui)發法(fa)為(wei)主(zhu)，其中界(jie)面(mian)聚合(he)法(fa)最(zui)為(wei)常(chang)見。

界(jie)面(mian)聚合(he)法(fa)通常(chang)使用(yong)機(ji)械攪(jiao)拌釜(fu)式(shi)反(fan)應器，其具有(you)壹(yi)定(ding)的(de)局(ju)限性。由於工藝放大效(xiao)應和反(fan)應的不(bu)均勻性，顆粒(li)尺(chi)寸大小(xiao)分(fen)布難(nan)以(yi)精(jing)確(que)調整(zheng)，導(dao)致(zhi)批次之(zhi)間的重(zhong)復性差，產品的穩(wen)定(ding)性低，緩釋行為(wei)的(de)可控性低。

連續(xu)流技(ji)術(shu)可以(yi)利(li)用(yong)流(liu)動(dong)液(ye)體的(de)剪切(qie)力(li)將另(ling)壹種(zhong)流(liu)動(dong)的(de)不(bu)相容液(ye)體分(fen)散(san)成微小(xiao)液(ye)滴，隨後(hou)這(zhe)些(xie)液(ye)滴在(zai)微通道(dao)中凝(ning)固形(xing)成(cheng)顆粒(li)。

微通道(dao)反(fan)應器具(ju)有(you)以(yi)下優點(dian)，非(fei)常(chang)適合(he)微膠囊的制備(bei)。

• 高(gao)效(xiao)傳(chuan)質和傳(chuan)熱(re)，有(you)利(li)於物(wu)料/顆(ke)粒(li)的(de)均勻分(fen)散(san)和(he)穩(wen)定(ding)性；

• 通道(dao)尺(chi)寸(cun)小(xiao)，精(jing)確(que)控制反(fan)應參(can)數(shu)從(cong)而(er)實現對膠囊尺寸(cun)、孔(kong)隙(xi)率(lv)、表(biao)面(mian)形(xing)態(tai)等(deng)的(de)控(kong)制，進(jin)壹(yi)步實現其殼厚及(ji)藥(yao)效(xiao)緩(huan)釋(shi)行(xing)為(wei)；

• 操作(zuo)簡(jian)單擴展(zhan)性大、清(qing)洗(xi)方(fang)便(bian)；

• 康(kang)寧AFR無(wu)放大效(xiao)應，可以(yi)滿(man)足(zu)工(gong)業(ye)化(hua)生(sheng)產要(yao)求；

• 有(you)利(li)於提(ti)高(gao)實驗室到工業(ye)化(hua)生(sheng)產過(guo)程的(de)效(xiao)率(lv)和(he)產品質量(liang)穩(wen)定(ding)性。

12月6日南(nan)京(jing)林(lin)業(ye)大學的顧(gu)曉(xiao)利(li)教(jiao)授課(ke)題(ti)組發(fa)表在(zai)ACS期刊上(shang)的(de)“基(ji)於微通道(dao)技(ji)術(shu)，采用(yong)4,4-亞(ya)甲基(ji)二苯二異氰酸酯(MDI)和(he)乙二胺(an)(EDA)界(jie)面(mian)聚合(he)法(fa)制備(bei)了(le)二甲(jia)戊樂(le)靈(ling)微膠囊"，相信可以為(wei)讀(du)者(zhe)帶(dai)來壹(yi)定(ding)的(de)啟(qi)發。

作(zuo)者(zhe)研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)表明(ming)，在(zai)康(kang)寧AFR“心型"微通道(dao)反(fan)應器中制備(bei)的(de)二甲戊樂(le)靈(ling)微膠囊表面(mian)光(guang)滑(hua)、單(dan)分(fen)散(san)性好(hao)、包封率(lv)高(gao)（96.7%），並(bing)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的熱(re)穩(wen)定(ding)性。

圖1. 二(er)甲戊樂(le)靈(ling)微膠囊的形(xing)成(cheng)機(ji)理

當分散(san)相流(liu)體（將(jiang)100g二(er)甲戊樂(le)靈(ling)加(jia)熱(re)至60°C以(yi)*熔化(hua)，並與5g二(er)苯(ben)基(ji)甲烷-4,4'-二異氰酸酯(MDI)均勻混(hun)合(he)）與微通道(dao)I中的(de)連續(xu)相流(liu)體（90°C下，將(jiang)5g聚乙烯醇（PVA）和5g表(biao)面(mian)活(huo)性劑(ji)SP-27001（苯乙烯馬來酸酐(gan)共(gong)聚物(wu)的酯化(hua)合(he)物(wu)））溶解(jie)在(zai)90g的(de)去離(li)子(zi)水中）接(jie)觸(chu)時(shi)，分散相在(zai)剪切(qie)和擠壓力(li)的作(zuo)用(yong)下迅速(su)分(fen)散(san)成(cheng)微小(xiao)的(de)液(ye)滴。

同(tong)時(shi)，在(zai)表(biao)面(mian)活(huo)性劑(ji)的乳化(hua)作用(yong)下，得到(dao)了(le)由二甲戊樂(le)靈(ling)和MDI連續(xu)相組(zu)成(cheng)的(de)穩定(ding)乳化(hua)液(ye)滴。

2. 微反(fan)應II中聚脲殼的形(xing)成(cheng)

在(zai)進(jin)入(ru)微通道(dao)II後(hou)，液(ye)滴內的MDI和(he)水溶液(ye)中的(de)乙二胺(an)（EDA）在(zai)液(ye)滴界面(mian)上(shang)進(jin)行(xing)界面(mian)聚合(he)反(fan)應，在(zai)二(er)甲(jia)戊樂(le)靈(ling)核(he)周(zhou)圍(wei)固化(hua)形(xing)成(cheng)均勻的(de)聚脲殼。

圖2. 聚脲殼形(xing)成(cheng)的反(fan)應方(fang)程

聚脲殼形(xing)成(cheng)的反(fan)應方(fang)程如(ru)上(shang)圖所示。聚脲的合(he)成是基(ji)於MDI中異氰酸基(ji)和EDA中氨基(ji)。當水包油(O/W)乳液(ye)與(yu)EDA水(shui)溶液(ye)接(jie)觸(chu)時(shi)，分散相的(de)MDI單(dan)體向(xiang)油(you)−水界(jie)面(mian)擴散，與(yu)EDA單(dan)體在(zai)很(hen)短的(de)時(shi)間內反(fan)應形(xing)成(cheng)聚脲。

生(sheng)成的(de)聚脲在(zai)表(biao)面(mian)沈(chen)澱(dian)，逐(zhu)漸(jian)形(xing)成(cheng)包裹液(ye)滴的球(qiu)形(xing)薄(bo)膜。隨著(zhe)聚合(he)過(guo)程的(de)進(jin)行(xing)，分子(zi)鏈的(de)長度(du)增加(jia)，積(ji)累了(le)更多的聚脲，增加(jia)了(le)膜層的(de)厚度(du)，最(zui)終成(cheng)為完整(zheng)的聚脲殼。

3. 交聯(lian)反(fan)應形(xing)成(cheng)微膠囊

此外，聚脲分子(zi)之間可以(yi)同(tong)時(shi)發生(sheng)交聯(lian)反(fan)應，這使聚脲殼更加(jia)緊湊和完整(zheng)。

圖3. 微膠囊形(xing)成(cheng)過(guo)程機(ji)理簡(jian)圖

• 本研究(jiu)中由於MDI和EDA的高(gao)反(fan)應性，即使在(zai)液(ye)滴*形(xing)成(cheng)之前，殼(ke)體也可能(neng)立即生(sheng)成，會(hui)導致(zhi)微通道(dao)堵(du)塞(sai)。為(wei)了(le)克服這個問題(ti)，含(han)有(you)MDI的(de)分散相和(he)連續(xu)相通過(guo)兩(liang)個柱塞(sai)泵(beng)註入(ru)微通道(dao)I，EDA水(shui)溶液(ye)通過(guo)另壹(yi)個柱塞(sai)泵(beng)註入(ru)微通道(dao)II；

• 連續(xu)相（Qc）、分(fen)散(san)相（Qd）和(he)EDA水(shui)溶液(ye)（Qs）的(de)流(liu)速(su)分(fen)別(bie)優化(hua)為5、5和0.5 mL/min。微通道(dao)反(fan)應器的(de)溫(wen)度(du)保(bao)持(chi)在(zai)65°C，流(liu)體在(zai)微通道(dao)中的(de)停(ting)留(liu)時(shi)間為30分(fen)鐘；

• 外殼(ke)生(sheng)長完成(cheng)後，經過(guo)洗滌和(he)幹(gan)燥，最(zui)終獲得的(de)二甲戊靈(ling)微膠囊產品(pin)為(wei)水懸(xuan)浮(fu)液(ye)形(xing)式(shi)；

• 由於形(xing)成(cheng)的乳液(ye)可(ke)以(yi)在(zai)較(jiao)寬(kuan)的工(gong)藝參(can)數(shu)範(fan)圍(wei)內(nei)保(bao)持(chi)穩定(ding)，因(yin)此(ci)對連續(xu)相和(he)EDA水(shui)溶液(ye)的(de)流(liu)速(su)進(jin)行(xing)微調，以(yi)制備(bei)具(ju)有(you)不(bu)同(tong)尺寸(cun)和(he)形(xing)態(tai)的微膠囊；

• 作者(zhe)預(yu)測(ce)，由於避免(mian)了(le)使用(yong)有(you)毒(du)的有(you)機(ji)溶劑(ji)，二甲(jia)戊樂(le)靈(ling)微膠囊更加(jia)環(huan)保，作為壹(yi)種(zhong)創(chuang)新(xin)的控(kong)釋制劑(ji)，且對寬(kuan)葉(ye)雜草的抑制效(xiao)果(guo)更佳，具有(you)巨(ju)大的(de)市(shi)場潛(qian)力(li)，可以(yi)取(qu)代(dai)現有(you)市(shi)場上(shang)二(er)甲(jia)戊樂(le)靈(ling)EC在(zai)農(nong)業(ye)中的(de)應用(yong)。