[發(fā)明專利]一種高度有序排列微球的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910068431.0
• 申請日: 2009-04-10
• 公開（公告）號: CN101537332A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何本橋
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微球自組裝制備方法，就是通過多孔膜模板將單分散微球粒子固定在多孔膜表面實(shí)現(xiàn)微球高度有序排列的方法。

背景技術(shù)

由于具有較高的比表面積和表面易改性的優(yōu)點(diǎn)，各種有機(jī)、無機(jī)微球在生物分子(如蛋白質(zhì)等)微圖案化中的應(yīng)用越來越受到人們的重視[S.Brenner，M.Johnson，J.Bridgham，et?al.，Nature?Biotechnology?18，630-634(2000).]。生物分子通過物理或化學(xué)作用附著在微球表面，然后通過微球的圖案化排列實(shí)現(xiàn)生物分子的微圖案化，但是微球的圖案化排列往往不容易實(shí)現(xiàn)。最廣泛使用的微球圖案化排列方法是模板法，[S.Brenner，M.Johnson，J.Bridgham，etal.，Nature?Biotechnology?18，630-634(2000).N.E.Zander，J.A.Orticki，A.S.Karikari，T.E.Long?and?A.M.Rawlett，Chemistry?of?Materials?19，6145-6149(2007).]它是用事先制備好的具有特定結(jié)構(gòu)的基板為模板來實(shí)現(xiàn)微球的圖案化。這些基板通常是通過微制造技術(shù)得到的，如光刻技術(shù)、電子束蝕刻技術(shù)和印跡技術(shù)等。這些微制造技術(shù)通常需要用到昂貴的儀器、苛刻的制備環(huán)境及繁瑣的制備工藝，限制了它們的廣泛使用。如在專利CN100334230C中，報道了一種陣列式微球的制備方法，是利用為加工技術(shù)，在基片上加工為坑道的有序結(jié)構(gòu)，然后將單分散的微球粒子散布其上，在重力的作用下，微球粒子填充到坑道或微溝槽中得到陣列式微球排布結(jié)構(gòu)。由于為微坑道是V形或矩形，分布于其中的微粒并不能牢固的固定其中，需要事先在基板上添加交聯(lián)劑以固定分布其上的微球粒子，顯然是一種復(fù)雜的制備方法。發(fā)展方便易行的模板制備技術(shù)成為微球圖案化的迫切要求。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明提供一種基于有序多孔膜為模板制備高度有序排列的單分散微球制備方法。本發(fā)明中所用到的模板制備方法簡單、適用各種性質(zhì)微球的有序排列，微球排布效果不受外界條件的限制，制備工藝簡單，具有普適性。

技術(shù)方案：本發(fā)明中制備多孔膜所使用的材料是聚合物材料，如聚苯乙烯、單羧基聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、乙基纖維素中的一種，所用的溶劑為揮發(fā)性有機(jī)溶劑，如苯、甲苯、二硫化碳、三氯甲烷、二氯甲烷、四氫呋喃中的一種。把聚合物溶于揮發(fā)性溶劑中配成濃度為2～40wt％的溶液備用。所使用微球?yàn)閱畏稚⑽⑶颉奈⑶虮旧淼奈锢硇再|(zhì)來分，所使用的微球?yàn)橹楣馕⑶颍虼判晕⑶颍驘晒馕⑶颍鶕?jù)微球的化學(xué)所成分來分，所使用的微球?yàn)橛袡C(jī)高分子類微球，如聚苯乙烯微球、聚丙烯酸類微球、有機(jī)硅類微球等，或者為無機(jī)類微球，如二氧化硅微球、金屬氧化物微球等。根據(jù)多孔膜的孔徑大小，要求所使用的微球直徑為200nm～20μm。

本發(fā)明中多孔膜制備方法如下：在一個直徑約20cm的水浴中懸浮放置一個塑料平臺，再把干凈的玻璃片放到塑料平臺上，用微量進(jìn)液器在玻璃片上滴25～100μl的聚合物溶液，讓其自然蒸發(fā)干燥得到多孔膜，多孔膜的孔徑通過改變水浴溫度、溶液濃度以及澆注體積來調(diào)節(jié)，得到多孔膜直徑300nm～25μm單分散孔徑的多孔膜。孔徑大小的變化如果圖1所示。

該方法制備多孔膜的原理是[U.H.F.Bunz，Advanced?Materials?18，973-989(2006)]：聚合物溶液澆注到基片上后，溶劑揮發(fā)，致使溶液膜及周圍溫度下降，從而使空氣氛圍中的水蒸汽冷凝而凝聚成均勻的小水滴，這些小水滴降落到溶液膜表面繼續(xù)長大，并在毛細(xì)管力的作用下高度有序排列；同時聚合物溶液會包裹小水滴使其穩(wěn)定存在。這樣小水滴就成為了一種理想的模板，在溶劑揮發(fā)和水干燥后，聚合物膜就形成了有序多孔膜。