乳化/外部凝胶法制备二甲酸钾缓释微球及其抑菌性能研究

来源 :桂林理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lansekafei4271
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近年来,二甲酸钾(KDF)作为抗生素的良好替代品被广泛的添加到动物饲料中,但直接使用利用率较低。本研究为提高KDF在胃肠道的利用率,延长作用时间,采用乳化/外部凝胶法制备KDF/海藻酸钠(ALG)微球和KDF/A型分子筛(zeolite A)/ALG微球,在单因素实验的基础上,利用响应面法(RSM)优化设计实验,对优化后微球的结构进行FT-IR、XRD、SEM和TGA等分析表征,并对KDF微球中药物的缓释效果和释放行为,以及微球对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的体外抑菌性能进行研究。KDF/ALG微球和KDF/zeolite A/ALG微球的研究结果如下:(1)以Ca2+和Zn2+为交联剂,对制备出的KDF/ALG/Ca2+微球和KDF/ALG/Zn2+微球进行FT-IR、SEM和ZEISS测试分析,结果表明微球均有效包封KDF,且微球形貌呈球形,表面较粗糙,粒径分布均匀,平均粒径分别为2-10μm和10-50μm;TGA结果表明,KDF/ALG微球在生理温度下是稳定的,且KDF/ALG/Ca2+微球重量损失(58%)大于KDF/ALG/Zn2+微球(54%)。(2)采用水热合成法制备出具有良好结晶度的zeolite A,并以其为载体负载KDF制备出KDF/zeolite A/ALG缓释抑菌微球;Zeta电位分析表明,zeolite A在不同p H值下呈现不同的电位特性,zeolite A表面带正电荷,在酸性条件下可有效吸附溶液中KDF解离出的HCOO-。对KDF/zeolite A/ALG微球进行FT-IR测试分析研究,对比KDF/ALG微球可知,KDF/zeolite A/ALG微球中存在KDF和zeolite A的特征吸收峰;经XRD测试结果可知,负载KDF后zeolite A的结构未被破坏;SEM和TEM测试分析表明,微球表面较粗糙,通过EDS能谱图进一步说明了微球中包封了zeolite A和KDF;对微球进行TGA分析结果表明,KDF/zeolite A/ALG微球比KDF/ALG微球热稳定性好。对KDF/ALG微球和KDF/ALG/zeolite A微球进行包封率与负载率的计算结果表明,KDF/ALG微球的包封率和负载率均低于KDF/zeolite A/ALG微球,证明zeolite A的加入可提高微球的包封率和负载率。(3)微球体外模拟胃肠道释放结果表明,KDF/zeolite A/ALG微球具有良好的缓释效果,且微球在肠道的释放速率明显比胃部快。KDF/zeolite A/ALG/Ca2+微球在胃部环境(p H=1.2)环境中,微球缓释平衡时间为5 h,在肠道环境(p H=7.4)时,微球缓释时间为4 h;KDF/zeolite A/ALG/Zn2+微球在p H=1.2时,微球缓释平衡时间为6 h,在肠道环境时,微球缓释时间为5 h。微球在胃肠道释放机理研究表明,在胃液环境中,KDF/zeolite A/ALG/Ca2+微球最佳拟合模型为Hixon-Crowell模型和一级动力学模型,KDF/zeolite A/ALG/Zn2+微球遵循一级动力学模型与Higuchi扩散模型;在模拟肠液环境下,KDF/zeolite A/ALG/Ca2+微球的释放主要遵循一级动力学模型和Hixon-Crowell模型,而KDF/zeolite A/ALG/Zn2+微球的释放主要遵循一级动力学模型。(4)微球体外抑菌测试结果发现,抑菌微球对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌效果。随着KDF浓度的逐渐增大,抑菌效果有所增强。在微球溶液浓度为96 mg/mL时,KDF/zeolite A/ALG/Ca2+微球对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为89%、85%,最小抑菌浓度为12 mg/mL、6 mg/mL;KDF/zeolite A/ALG/Zn2+微球对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为88%、87%,最小抑菌浓度为24 mg/mL、12 mg/mL。
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