[發明專利]一種單分散極性異性Janus核殼結構凝膠微球及其制備方法和所用的微流體控制裝置

有效

• 申請號: 201410103158.1
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103861535A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 常振旗;吳林軍
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;B01J19/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明涉及極性異性Janus核殼結構凝膠微球的制備領域，具體地說涉及一種形貌、核數量可控的單分散極性異性Janus核殼結構微球及其制備方法和所用裝置。

背景技術

Janus微粒指的是含有兩種不同化學成分或表面具有不同性質的非對稱微粒，表現在微粒兩面的力學性能、磁學性能、光學性能、電學性能、表面親疏水性能（極性）的不同。Janus微粒因兩部分的性質不對稱，具有附加的定向作用力，借助這一定向作用力，就可以實現粒子在空間上的組裝。由于Janus微粒特殊的物理化學性質給自組裝功能材料帶來的新思路，使這類材料在諸如藥物輸送、功能表面活性劑、自組裝和分子識別、電子紙、光學上午傳感器、光子晶體等領域展現出廣闊的應用前景。

為了滿足一些特殊的用途，需要制備具有復雜結構的Janus微粒。例如在藥物輸送領域，多種藥物需要按照一種設計好的順序進行定向釋放，傳統的Janus微粒難以滿足這一要求。極性異性Janus核殼結構微球指的是含有兩個極性不同的半球，其中一個或者兩半球內部含有一個或者若干個核的微粒，它在藥物輸送領域有著極大的應用前景。為了滿足實際需要，在制備極性異性Janus核殼結構微球時，需要方便地控制微球極性和非極性部分的比例，成核的數量，這為制備工作增加了難度。目前國內外尚無成功制備該種微球的報道。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種形貌、核的數量可控的單分散極性異性Janus核殼結構凝膠微球的制備方法。

本發明的另一目的在于提供一種形貌、核的數量可控的單分散極性異性Janus核殼結構凝膠微球。

本發明的還一目的在于提供制備上述形貌、核的數量可控的單分散極性異性Janus凝膠微球所用的裝置。

本發明解決技術問題，采用如下技術方案：

本發明單分散極性異性Janus核殼結構凝膠微球的制備方法，其特點在于：

a、分別配制極性分散相溶液、非極性分散相溶液、極性成核相溶液和連續相溶液；

b、將極性成核相溶液通入極性成核相毛細管，非極性分散相溶液在極性成核相毛細管的流出端口處連續剪切所述極性成核相溶液，形成帶有極性核液滴的非極性分散相溶液；

c、將極性分散相溶液和帶有極性核液滴的非極性分散相溶液分別通入并排固定、流出端口相貼靠且流出端口端面相平齊的極性分散相毛細管和非極性分散相毛細管，在極性分散相毛細管和非極性分散相毛細管的流出端口處，極性分散相溶液和帶有極性核液滴的非極性分散相溶液相接觸，并被連續相溶液剪切，形成單分散極性異性Janus核殼結構液滴；Janus核殼結構液滴由極性部分和非極性部分構成、且在非極性部分中包裹著極性核。

d、對所述單分散極性異性Janus核殼結構液滴進行固化，即得單分散極性異性Janus核殼結構凝膠微球。

本發明的制備方法，其特點也在于：

所述極性分散相溶液中各原料按質量份的配比為：丙烯酰胺10%；雙丙烯酰胺（甲叉）1.5%；過硫酸銨0.5%；表面活性劑0.5%；余量為去離子水；

所述非極性分散相溶液為質量濃度為4%的紫杉醇（HCPK）的二縮三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA）溶液；

所述連續相溶液為二甲基硅油（分析純，粘度約為500mPa·s，密度約為0.966～0.975g/ml。）；

所述極性成核相溶液中各原料按質量份的配比為：丙烯酰胺10%；雙丙烯酰胺（甲叉）1.5%；過硫酸銨0.5%；表面活性劑0.5%；余量為去離子水。

所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）或十二烷基硫酸鈉（SDS）。表面活性劑起著降低表面張力的作用。

所述固化是通過依次經紫外燈照射及水浴加熱實現。由于極性異性Janus核殼結構液滴中極性部分和極性核容易發生融合，破壞結構，因此要對液滴進行快速固化。紫外燈直接照射在液滴流過的透明的軟管上，在紫外光的作用下，Janus核殼結構液滴的非極性部分首先固化。再用回收容器收集半固化的極性異性Janus核殼結構液滴，用水浴鍋對回收容器進行加熱，隨著溫度上升，極性異性Janus核殼結構液滴的極性部分和極性核也隨之固化，獲得結構穩定的極性異性Janus核殼結構凝膠微球。

在步驟b中通過調控極性成核相溶液的流量，調控單分散極性異性Janus核殼結構液滴中非極性部分所包裹的極性核的數量。