[發(fā)明專利]一種粒徑和形貌均可控的磁性異性Janus微球及其制備方法和所用的微流體控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410103274.3
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103846067A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常振旗;韋俊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;B01L3/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及Janus微球的制備領(lǐng)域，具體地說涉及一種粒徑和形貌均可控的磁性異性Janus微球及其制備方法和所用裝置。

背景技術(shù)

1991年諾貝爾頒獎(jiǎng)大會上，de?Gennes首次用“Janus”（古羅馬的雙面神）來描述表面兩半球面具有不同性質(zhì)的粒子。若一個(gè)Janus微球的其中一面具有磁性性質(zhì)而另一面不具有，則稱其為磁性異性Janus微球。

磁性異性Janus微球由于對外部磁場能快速地響應(yīng)、以此實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制，可以廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，例如藥物輸送、磁共振成像檢測、核酸分離，也可應(yīng)用于環(huán)境治理，如污水治污回收等。為了增進(jìn)Janus微球的應(yīng)用，必須發(fā)展先進(jìn)的合成技術(shù)。諸如拓?fù)溥x擇表面改性、模板導(dǎo)向自組裝、可控相分離、可控表面成核方法等技術(shù)已經(jīng)用來制備Janus微粒，但是產(chǎn)量有限、粒徑和形貌的難于控制，是限制它們廣泛應(yīng)用的致命缺點(diǎn)，而且對于磁性異性Janus微球的制備并沒有很好的適應(yīng)性。Yin?Ning等用基于Pickering-type?double?emulsions的化學(xué)方法生產(chǎn)了磁性異性Janus微球，該方法雖然簡單，但是卻較難控制微球的粒徑和形貌，其它制備方法，也面臨同樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種粒徑和形貌均可控的磁性異性Janus微球的制備方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種粒徑和形貌均可控的磁性異性Janus微球。

本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供制備上述粒徑和形貌均可控的磁性異性Janus微球所用的裝置。

本發(fā)明解決技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明粒徑和形貌均可控的磁性異性Janus微球的制備方法，其特點(diǎn)在于：首先制備磁性微粒，然后分別配置分散相I溶液、連續(xù)相溶液和均勻分布有所述磁性微粒的分散相II溶液，控制分散相I溶液、分散相II溶液和連續(xù)相溶液的流速及連續(xù)相溶液的粘度，當(dāng)分散相I溶液、分散相II溶液和連續(xù)相溶液匯合后，獲得粒徑和形貌不同且直徑尺寸均一的磁性異性Janus液滴，對所述磁性異性Janus液滴進(jìn)行固化即得粒徑和形貌均可控的磁性異性Janus微球。

具體的說，本發(fā)明的制備方法是按如下步驟進(jìn)行：

a、制備磁性微粒：在去離子水中加入含鐵離子的化合物和含亞鐵離子的化合物，獲得混合溶液；將所述混合溶液加熱至60℃并保持，在機(jī)械攪拌的條件下，以噴霧的方式加入氫氧化鈉溶液至所述混合溶液的pH值為11～12，繼續(xù)攪拌并保溫，反應(yīng)1小時(shí)，獲得磁性微粒懸浮溶液；對所述磁性微粒懸浮溶液進(jìn)行離心獲得磁性微粒沉淀物，依次用去離子水、乙醇和乙酸乙酯離心清洗所述磁性微粒沉淀物，然后在90℃環(huán)境下烘干2小時(shí)即得磁性微粒；

b、分散相I溶液、分散相II溶液和連續(xù)相溶液的配制：

配置分散相I溶液：將光引發(fā)劑加入到二縮三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA）中，磁力攪拌使所述光引發(fā)劑溶解，獲得光引發(fā)劑重量百分比為4%的分散相I溶液；

配置分散相II溶液：將光引發(fā)劑加入到由稀釋物質(zhì)和硅丙樹脂構(gòu)成的混合物中，再加入步驟a所制備的磁性微粒，通過球磨機(jī)使磁性微粒均勻分散，即得分散相II溶液；

配置連續(xù)相溶液：將羧甲基纖維素鈉溶解于去離子水中，獲得連續(xù)相溶液；

c、調(diào)控分散相I溶液、分散相II溶液和連續(xù)相溶液的流速及連續(xù)相溶液的粘度：控制分散相I溶液和分散相II溶液的流速范圍為1～20μL/min，連續(xù)相溶液的流速范圍為50～500μL/min；

通過控制連續(xù)相溶液中所述羧甲基纖維素鈉的含量，調(diào)控連續(xù)相溶液的粘度范圍為300～2500mPa·s；

d、磁性異性Janus液滴的形成：步驟b所得分散相I溶液、分散相II溶液和連續(xù)相溶液匯合后，獲得粒徑和形貌不同且直徑尺寸均一的磁性異性Janus液滴；

e、對磁性異性Janus液滴固化：將步驟d所得的磁性異性Janus液滴通過紫外光照射進(jìn)行固化，即得粒徑和形貌均可控的磁性異性Janus微球。

優(yōu)選的，步驟a中所述含鐵離子的化合物為六水合氯化鐵或硫酸鐵；

所述含亞鐵離子的化合物為七水合硫酸亞鐵或四水合氯化亞鐵；

所述氫氧化鈉溶液的濃度為2mol/L；

在所述混合溶液中鐵離子和亞鐵離子的摩爾數(shù)比為2∶1。

步驟b所述光引發(fā)劑為紫杉醇；