เทคโนโลยีไมโครเอนแคปซูเลชันเป็นเทคโนโลยีที่ใช้วัสดุโพลีเมอร์ธรรมชาติหรือสังเคราะห์ในการห่อหุ้มสารที่เป็นของแข็ง ของเหลว หรือแม้แต่ก๊าซเพื่อสร้างเป็นไมโครแคปซูลที่มีแคปซูลแบบกึ่งซึมผ่านหรือปิดผนึก อนุภาคเล็กๆ ที่เกิดขึ้นเรียกว่าไมโครแคปซูล เทคโนโลยีไมโครเอนแคปซูเลชันสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพของสารที่ถูกห่อหุ้ม แยกส่วนประกอบออกฤทธิ์ออกจากสภาพแวดล้อมภายนอก เพิ่มความเสถียร ลดความผันผวน และยืดอายุการเก็บ นอกจากนี้ยังมีฟังก์ชันการปล่อยแบบควบคุมอีกด้วย เนื่องจากข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ เทคโนโลยีไมโครแคปซูลจึงได้รับการศึกษาและประยุกต์ใช้อย่างลึกซึ้งในด้านการแพทย์ เครื่องเทศ การแปรรูปอาหาร สิ่งทอ และเสื้อผ้า
การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีไมโครเอนแคปซูเลชันเริ่มต้นขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 เป็นวิธีการทางกายภาพในการเตรียมไมโครแคปซูลเจลาตินของน้ำมันตับปลาในพาราฟินเหลวโดยมีเจลาตินเป็นวัสดุผนัง ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1940 เทคโนโลยีไมโครเอนแคปซูเลชันได้ก้าวหน้าและเริ่มใช้ในการเคลือบการเตรียมยา ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีไมโครเอนแคปซูเลชันได้ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมและสาขาต่างๆ มากมาย เช่น การปลดปล่อยรสชาติอย่างยั่งยืน สีย้อมใหม่ และการแปรรูปอาหาร
การจำแนกประเภทของวัสดุผนังไมโครแคปซูล
วัสดุผนังของไมโครแคปซูลคือเปลือกด้านนอกของแคปซูล วัสดุผนังในการใช้งานที่แตกต่างกันก็แตกต่างกันเช่นกัน ปัจจุบัน วัสดุผนังที่ใช้กันทั่วไปในเทคโนโลยีไมโครแคปซูลมีสามประเภทหลัก ได้แก่ โพลีเมอร์ธรรมชาติ วัสดุโพลีเมอร์กึ่งสังเคราะห์ และวัสดุโพลีเมอร์สังเคราะห์แท้ หลักการในการเลือกวัสดุผนังคือ: วัสดุผนังสามารถเข้ากันได้กับวัสดุหลัก และประสิทธิภาพมีเสถียรภาพและทนต่ออุณหภูมิสูง แรงเสียดทาน และการอัดขึ้นรูป วัสดุผนังต้องมีความสามารถในการซึมผ่าน ดูดความชื้น และความสามารถในการละลายได้
1. วัสดุโพลีเมอร์ธรรมชาติ
วัสดุโพลีเมอร์ธรรมชาติที่สามารถใช้เป็นวัสดุผนังส่วนใหญ่ได้แก่ เจลาติน กัมอารบิก ครั่ง ครั่ง แป้ง เดกซ์ทริน ขี้ผึ้ง ขัดสน โซเดียมอัลจิเนต โปรตีนข้าวโพด ฯลฯ
วัสดุโพลีเมอร์ธรรมชาติโดยทั่วไปมีข้อดีคือไม่เป็นพิษ มีอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมต่ำ มีความเสถียร และเกิดฟิล์มได้ง่าย
2. วัสดุโพลีเมอร์กึ่งสังเคราะห์
วัสดุโพลีเมอร์กึ่งสังเคราะห์ที่สามารถใช้เป็นวัสดุผนังส่วนใหญ่ ได้แก่ เมทิลเซลลูโลส, เมทิลเซลลูโลส, เอทิลเซลลูโลส ฯลฯ
วัสดุโพลีเมอร์กึ่งสังเคราะห์มีข้อดีคือมีความเป็นพิษต่ำ ความหนืดสูง และความสามารถในการละลายเพิ่มขึ้นหลังจากเกิดเกลือ แต่สามารถไฮโดรไลซ์ได้ง่าย ไม่ทนต่ออุณหภูมิสูง และจำเป็นต้องเตรียมการชั่วคราว
3. วัสดุโพลีเมอร์สังเคราะห์อย่างเต็มที่
วัสดุโพลีเมอร์สังเคราะห์ที่สามารถใช้เป็นวัสดุผนังส่วนใหญ่ ได้แก่ โพลีเอทิลีน, โพลีสไตรีน, โพลีบิวทาไดอีน, โพรพิลีน, โพลีเอเธอร์, โพลียูเรีย, โพลีเอทิลีนไกลคอล, โพลีไวนิลแอลกอฮอล์, โพลีเอไมด์, โพลีอะคริลาไมด์, โพลียูรีเทน, โพลีเมทิลเมทาคริเลต, โพลีไวนิลไพโรลิโดน, อีพอกซีเรซิน, โพลีไซลอกเซน ฯลฯ .
วัสดุโพลีเมอร์สังเคราะห์แท้มีคุณสมบัติในการขึ้นรูปฟิล์มที่ดี มีความเสถียรทางเคมีที่ดี มีความแข็งแรงเชิงกลสูง การจัดเก็บและขนส่งที่สะดวก และสามารถย่อยสลายทางชีวภาพหรือดูดซับได้ทางชีวภาพ อย่างไรก็ตาม พวกเขาต้องการตัวทำละลายอินทรีย์จำนวนมาก มีราคาแพง และเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก ดังนั้นควรเลือกวัสดุที่ไม่เป็นพิษหรือเป็นพิษต่ำที่สามารถละลายได้ดีในยาดั้งเดิม นอกจากนี้ในกระบวนการเตรียมไมโครแคปซูล ปฏิกิริยาข้างเคียงมีผลกระทบอย่างมากต่อไมโครแคปซูล ดังนั้นจึงจำเป็นต้องหลีกเลี่ยงการเลือกโมโนเมอร์บางชนิดที่สามารถทำให้เกิดปฏิกิริยากับแกนแคปซูลและสารเติมแต่งบางชนิดในนั้นสำหรับการห่อหุ้ม
วิธีการเตรียมไมโครแคปซูล
1) กระจายวัสดุแกนที่ผ่านการประมวลผล (เฟสภายใน) ในตัวกลางไมโครเอนแคปซูเลชัน
2) เพิ่มวัสดุสร้างฟิล์ม (วัสดุผนัง) ให้กับระบบกระจายตัวที่เกิดขึ้น
3) รวบรวม สะสม หรือพันวัสดุผนังรอบๆ วัสดุแกนกลางที่กระจัดกระจายไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง
4) ใช้วิธีการทางกายภาพและเคมีบางอย่างในการบำบัดและทำให้วัสดุผนังแข็งตัวเพื่อให้เปลือกเมมเบรนมีสถานะที่มั่นคง
การใช้ไมโครแคปซูลในด้านต่างๆ
ไมโครแคปซูลส่วนใหญ่มีหน้าที่หกประการดังต่อไปนี้: การทำให้เป็นผง การเปลี่ยนของเหลว ก๊าซ ฯลฯ ให้เป็นผงแห้ง ลดความผันผวน ทำให้สารระเหยบางชนิดระเหยได้ยาก การปรับปรุงความเสถียรของสาร (สารที่ออกซิไดซ์ได้ง่าย สลายตัวง่ายด้วยแสง และได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิหรือความชื้นได้ง่าย) กำบังรสชาติ; การแยกส่วนผสมออกฤทธิ์ ควบคุมการปล่อย. เนื่องจากหน้าที่หลักทั้ง 6 ประการนี้ จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา เช่น ยา อาหาร และสีย้อม
- สาขาชีววิทยา
กระบวนการห่อหุ้มหรือห่อเซลล์ชีวภาพด้วยวัสดุไมโครแคปซูลเพื่อสร้างไมโครแคปซูลที่มีเซลล์ชีวภาพเรียกว่าไมโครแคปซูลของเซลล์ชีวภาพ เซลล์ที่ถูกตรึงด้วยไมโครแคปซูลสามารถได้รับการปกป้องจากสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (กรดและด่าง อุณหภูมิ ตัวทำละลายอินทรีย์ สารพิษ ฯลฯ) เซลล์ที่ถูกตรึงสามารถเพาะเลี้ยงได้ง่ายและสามารถเพาะเลี้ยงได้อย่างต่อเนื่อง เซลล์ชีวภาพแบบห่อหุ้มไมโครถูกนำมาใช้ในการแพทย์ การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม อุตสาหกรรมอาหาร และสาขาอื่นๆ เนื่องมาจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม
เซลล์สัตว์ที่ห่อหุ้มด้วยไมโครแคปซูลถูกนำมาใช้ในการเตรียมโมโนโคลนอล แอนติบอดี เนื่องจากมีคุณสมบัติการแยกตัวและการปล่อยแบบควบคุมที่ดีเยี่ยม การทดลองแสดงให้เห็นว่าการฉีดเซลล์ไฮบริโดมาแบบไมโครแคปซูลเข้าไปในเนื้อเยื่อใต้ผิวหนังของหนูอาจทำให้พวกมันหลั่งแอนติบอดีได้ เซลล์ไฮบริโดมาที่ไม่มีการห่อหุ้มต่างจากเซลล์ไฮบริโดมาแบบไมโครแคปซูลที่ถูกปลูกถ่ายไปเป็นหนูที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง ซึ่งเป็นอันตรายต่อหนู
โปรไบโอติกไมโครแคปซูลยังมีข้อดีเฉพาะตัวอีกด้วย แม้ว่าโปรไบโอติกจะมีผลดีในการปรับปรุงการทำงานของระบบทางเดินอาหารของมนุษย์และสัตว์ ยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อโรค และส่งเสริมการเจริญเติบโตของร่างกายสัตว์ แต่จำนวนแบคทีเรียที่มีชีวิตจะลดลงอย่างมากในระหว่างกระบวนการผลิตจนถึงลำไส้ จึงจำกัดทางสรีรวิทยา ผลกระทบของโปรไบโอติก อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีไมโครเอนแคปซูเลชันในการผลิตโปรไบโอติกคาดว่าจะช่วยแก้ปัญหาการแพ้กรดในกระเพาะอาหารของโปรไบโอติกและระยะเวลาการเก็บรักษาที่สั้นได้ดีขึ้น ญี่ปุ่นและเกาหลีใต้เป็นประเทศที่ใช้เทคโนโลยีไมโครเอนแคปซูเลชันกับโปรไบโอติกก่อนหน้านี้ และได้ยื่นขอสิทธิบัตรหลายฉบับ การวิจัยในประเทศของฉันในด้านนี้เริ่มต้นค่อนข้างช้า แต่มีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว
- สาขาเภสัชกรรม
ไมโครแคปซูลนำไปใช้ประโยชน์ได้มากมายในด้านยาและการรักษาพยาบาล โดยให้ผลลัพธ์ที่น่าทึ่งและมีศักยภาพสูง ปัจจุบันงานวิจัยที่เกี่ยวข้องก็มีข้อมูลเชิงลึกมากเช่นกัน ข้อดีของไมโครแคปซูลซูเลชันของยาคือสามารถลดผลข้างเคียง แยกการสลายตัวของกรดในกระเพาะอาหาร ปรับปรุงความคงตัวของยา ควบคุมการปล่อยยา ฯลฯ
การห่อหุ้มยาสมุนไพรจีนแบบไมโครแคปซูลช่วยลดความขม กลิ่น และผลข้างเคียงของยาได้อย่างมาก ลดการระคายเคืองต่อกระเพาะอาหาร และลดการระเหยของยา 10-Hydroxycamptothecin เป็นยาต้านเนื้องอกแบบแคมป์โทเธซินที่ใช้ทางคลินิกในประเทศของฉัน แต่มูลค่าการใช้ถูกจำกัดด้วยอาการไม่พึงประสงค์ขนาดใหญ่และการดูดซึมต่ำ ไมโครแคปซูลที่ปล่อยออกมาแบบยั่งยืน 10-Hydroxycamptothecin (HCPT) ซึ่งเตรียมโดยเทคโนโลยีการประกอบตัวเองด้วยนาโนแบบดึงดูดด้วยไฟฟ้าสถิตแบบชั้นต่อชั้น (วิธี LBL) มีประสิทธิภาพการห่อหุ้มสูงและมีคุณสมบัติการปลดปล่อยแบบยั่งยืน ซึ่งช่วยเพิ่มมูลค่าการประยุกต์ใช้ของจีน ยาสมุนไพร เอชซีพีที [1].
- สาขาเคมีรายวัน
ในแง่ของผลิตภัณฑ์เคมีประจำวัน ไมโครแคปซูลน้ำมันหอมระเหยจากพืชส่วนใหญ่จะใช้ในผงซักฟอก ผลิตภัณฑ์ดูแลผิว และเครื่องสำอาง หลี่เสวี่ยจิง และคณะ ศึกษาบทบาทของไมโครแคปซูลแป้งน้ำมันหอมระเหยในน้ำยาซักผ้า และพบว่าเมื่อใช้ไมโครแคปซูลแป้งเพื่อห่อหุ้มน้ำมันหอมระเหยและน้ำมันหอมระเหยเหลว ประสิทธิภาพของน้ำมันหอมระเหยระหว่างการซักและหลังการล้างสามารถเพิ่มขึ้นได้ในปริมาณรวมที่ต่ำ หลังจากที่น้ำมันหอมระเหยถูกห่อหุ้มด้วยไมโครแคปซูล น้ำมันหอมระเหยจากพืชจะถูกปล่อยออกสู่เนื้อเยื่อผิวหนังโดยอัตโนมัติและสม่ำเสมอโดยมีไมโครแคปซูลเป็นตัวพา และจะถูกเก็บไว้ในความเข้มข้นที่มีประสิทธิภาพเป็นเวลานาน ในเวลาเดียวกันก็มีบทบาทในการรักษาเสถียรภาพของ ส่วนผสมที่มีประสิทธิภาพและลดการระคายเคืองของสารเติมแต่งพิเศษต่อผิว
- ด้านอาหาร
การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีไมโครแคปซูลในด้านอาหารมีหน้าที่อำนวยความสะดวกในการขนส่งและการเก็บรักษา ป้องกันการระเหย การเกิดออกซิเดชัน และการเสื่อมสภาพของวัตถุดิบอาหารบางชนิดที่ไม่เสถียร ลดหรือกลบกลิ่นเหม็นหรือความขมในอาหาร ควบคุมการปล่อยของเสีย ไมโครแคปซูลปรุงแต่งรสในอาหารเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของรสชาติที่คงอยู่ยาวนานและมีประสิทธิภาพยาวนาน และหลีกเลี่ยงอิทธิพลร่วมกันของสารปรุงแต่งที่มีหลายส่วนประกอบในอาหาร ตัวอย่างเช่น เม็ดสีธรรมชาติบางชนิดมีปัญหาเรื่องการละลายและความคงตัวในการใช้งานต่ำ หลังจากไมโครเอนแคปซูเลชัน ไม่เพียงแต่เปลี่ยนคุณสมบัติการละลายเท่านั้น แต่ยังปรับปรุงความเสถียรอีกด้วย
- สนามย้อม
แกนหลักทางเทคนิคของการย้อมไมโครแคปซูลคือการสร้างไมโครแคปซูลโดยใช้สีย้อมเป็นวัสดุหลัก เมื่อทำการย้อม คุณสามารถใส่ไมโครแคปซูลสีย้อมลงในอ่างสีย้อมได้โดยตรง และใช้ความแตกต่างของความเข้มข้นของสีย้อมในเส้นใย อ่างสีย้อม และแคปซูลเพื่อทำให้สีย้อมถูกปล่อยออกมา ดูดซับ และย้อมบนเส้นใยอย่างต่อเนื่องเพื่อให้การย้อมเสร็จสมบูรณ์ การย้อมสี การใช้สีย้อมไมโครแคปซูลในการย้อมสามารถผลิตสิ่งทอที่มีสีสันและแก้ปัญหาบางอย่างในการพิมพ์และการย้อมสีสิ่งทอได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การลดต้นทุน การปรับปรุงการใช้สีย้อม การอำนวยความสะดวกในการทำให้น้ำเสียบริสุทธิ์ และการย้อมสีแบบไม่ใช้สารเสริมและแบบไม่มีน้ำ สีหลักสามสีของสีย้อมกระจายที่อุณหภูมิสูงได้รับการคัดเลือกเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพการจับคู่สีของไมโครแคปซูลที่ย้อมบนหนังกลับโพลีเอสเตอร์ ผลการวิจัยพบว่าโดยทั่วไปความอิ่มตัวของสีย้อมไมโครแคปซูลที่กระจายตัวได้รับการปรับปรุง และความลึกของสีที่ชัดเจนเพิ่มขึ้น ซึ่งบ่งชี้ว่าการจับคู่สีนั้นมีความเป็นไปได้
 |
 |
เทคโนโลยีไมโครเอนแคปซูเลชันของ HSF
สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดติดต่อเรา:
อีเมล: sales@healthfulbio.com
วอทส์แอป: +86 18992720900