静电自组装技术及其在医药领域应用进展

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1、静电自组装技术及其在医药领域应用进展摘要：静电自组装技术作为一种新的成膜技术，具有制备简单、成膜物质丰富、厚度可控、稳定性好等优点。本文综述了静电自组装技术的影响因素和在医药领域的最新研究进展。关键词：静电自组装；医药领域；应用中图分类号：R318文献标识码：A文章编号：1672-979X(2010)09-0351-04静电自组装技术(electrostaticself-assemblytechnology)是近年发展起来的新型成膜技术，1991年由Dexhert’l提出，其原理是基于静电吸附作用力，在经活

2、化带电荷的基材表面逐层吸附上带相反电荷的聚电解质从而形成多层膜。该技术制备方法简单，成膜材料丰富，膜厚度可以精确调控，成膜材料不受大小、形状和种类的限制，制成的多层膜稳定性好。静电自组装技术现已用于制备新型微胶囊、神经修复材料、血液相容性材料、生物传感器等。现对此技术及其在医药领域的应用作一综述。1静电自组装技术的原理及影响因素1.1原理9静电自组装技术的原理主要基于相反电荷组分之间的静电吸引力，使各组分得以层层组装。同时同种电荷的排斥力又使每一层的吸附量不会无止尽地增加，而是在一定时间内达到饱和，从而确保

3、膜稳定地线性增长。静电自组装的推动力除了静电力以外，还有氢键力、疏水力等。1.2主要影响因素1.2.1基材静电自组装适用的基材多，且不受大小、形状和种类的限制。但在静电自组装过程前，基材需活化带上电荷。比如可利用己二胺-异丙醇或聚乙亚胺使基材表面带正电荷，或利用浓氢氧化钠溶液(溶剂是水与乙醇1：1体积比)使基材表面带负电荷。1.2.2组装液的离子强度静电自组装过程中，组装液的离子强度越大，多层膜的厚度和粗糙度就越大。这是盐离子对聚电解质分子链上离子化基团的屏蔽作用，使聚电解质分子以蜷缩状态组装结合进膜中所致

4、。1.2.3组装液的pH值当两组分均为强电解质时，DH对静电自组装多层膜的影响较小：当至少一种组分为弱电解质时，pH会影响聚电解质的解离和电解质表面的电荷密度，从而影响聚电解质吸附以及多层膜的厚度与层数。91.2.4组装液的温度组装液温度会影响静电自组装多层膜的厚度和渗透通量。Matthias等嘲研究温度对静电自组装过程的影响，表明较低温度对多层膜的厚度影响较小；随温度升高，聚电解质多层膜的厚度呈线性增加。Xu等考察温度对多层膜渗透通量的影响，结果表明多层膜的渗透通量随温度升高而增大。1.2.5组装时间静电

5、自组装过程中，组装时间主要包括聚电解质在胶体表面的吸附时间和聚电解质分子链段重排时问。杨静等研究表明，静电自组装过程中聚电解质的吸附时间较短，几分钟内多层膜的厚度即达到最大值；而聚电解质分子链段重排时间较长，一般为10～30min，是静电自组装过程的限速步骤。1.2.6组装层数多层膜的厚度与层数之间有一定的线性关系或指数关系。Xu等研究硫酸软骨素／壳聚糖多层膜，发现多层膜厚度与层数呈线性关系。Volodkin等研究聚聚L-赖氨酸／透明质酸多层膜，发现多层膜厚度与层数的增加呈指数关系，并推测这是由组装过程中聚

6、电解质在膜间扩散和渗透引起的。2静电自组装技术的主要特点2.1成膜材料丰富，制备方法简单用于静电白组装的材料可以是合成型聚电解质如聚苯胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙烯吡啶等，也可以是带电荷的生物活性大分子如蛋白质、多糖、DNA等。通过简单的交替浸涂技术，即可在基材表面实现组装分子为纳米尺寸的有规则结构。2.2对基材要求低9静电自组装过程适用的基体材料多，石英、聚酯片、活化后的聚乳酸片等均可：对基体体型结构的适应性强，不受基底大小、形状的限制，片状、球型结构均可用于自组装；制成的超薄膜具有良好的稳定性。2.

7、3可保持生物分子活性由于静电自组装过程可在温和的水溶液环境下进行，较之共价键反应，生物分子可更好地维持天然构象与活性。2.4检测过程相对复杂静电自组装过程中，基材活化需要用紫外、红外、x射线光电子能谱仪等手段检测。组装过程需要用石英微天平分析仪或ZETA电位测试仪检测，多层膜表层的图像与粗糙程度需要用透射电子显微镜、扫描电子显微镜或原子力显微镜来检测，多层膜的水溶性需要用接触角测试仪来测定。3静电自组装技术在医药领域的应用3.1制造新型微胶囊采用可分解的胶体颗粒、包埋物或胶体离子作为组装基材，通过静电自组装

8、技术将聚电解质沉积到基材表面，制备各种新型微胶囊。Manna等以三聚氰胺甲醛为基材，在芘胶束溶液中活化后，通过静电自组装技术制备十二烷基硫酸钠／壳聚糖具孔微胶囊。载药量及药物释放度试验表明，此技术可制备能同时装载亲水性与憎水性药物的新型微胶囊。9王朝阳等利用溶剂蒸干水包油乳化法，制备了聚羟基丁酸戊酯／布洛芬微粒。通过静电自组装技术在微粒表面制备了壳聚糖／海藻酸钠多层膜，并证明自组装多层膜可成功地减少布洛芬从微粒中