[發明專利]一種基于雙水相的雙液核水凝膠微囊制備方法

有效

• 申請號: 201911190143.2
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN112844259B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 秦建華;王慧;趙孟乾
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;B01J19/00
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

本發明提供了一種基于雙水相的雙液核水凝膠微囊制備方法。該方法包括微流控芯片的制備、體系的構建、微囊的制備與條件優化等。本發明利用可自發相分離的雙水相成分，通過調節體系成分的濃度和流速可穩定形成尺寸可調、大小均一、形貌可控的雙液核水凝膠微囊。該技術有望在響應性材料制備、單細胞配對、細胞共培養、藥物共負載等化學生物學應用中發揮作用。

技術領域

本發明屬于微流控技術、生物材料、藥物化學等領域，尤其涉及一種基于雙水相的多液核水凝膠微囊制備方法。

背景技術

微流控技術涵蓋的一個重要分支是微流控液滴操控技術，利用流體間不同性質(濃度、界面能等)來獲得尺寸均一可控的液滴，竟而靈活實現液滴的捕獲、融合、分選等操作。該技術已經在生物材料、組織工程、細胞分析與檢測等領域得到了廣泛的應用。

水凝膠微囊由于其固有的微孔性,生物相容性,相似天然細胞外基質，目前已經在生物學、再生醫學、材料化學等領域引起了廣泛關注。目前水凝膠微囊使用最多的是核殼狀的水凝膠微囊，充分利用了微囊特有的性質已作為3D微載體，廣泛用于藥物的可控釋放與合成、細胞負載、物質萃取等方面。但由于單核的水凝膠微囊只能實現物質在核內的單一負載，很難實現多種物質在不同核內的分區負載，目前，也有文獻報道利用微流控技術采用油-水-油(O/W/O)雙乳化體系甚至是多級乳化的方式制備的含多個液核的水凝膠微囊，但其共性是液核為油負載，對于液核是水溶液的水凝膠微囊的制備仍是一個挑戰。

近年來，雙水相體系是廣大科研工作者關注的一個熱點。雙水相體系，是由一個全水體系，它是由兩種不同性質的水溶液組成的，當兩種水溶液相互混合時，體系的界面能高于混合的吉布斯自由能，從而產生發生相分離的現象。本發明提供了一種基于雙水相的多液核水凝膠微囊制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于雙水相的多液核水凝膠微囊制備方法。

本發明多液核水凝膠微囊的核均為水溶液，殼為水凝膠。

本發明提供了一種基于雙水相的雙液核水凝膠微囊制備方法，采用微流控芯片，利用可自發相分離的雙水相體系，改變核流速、殼流速和連續相流速來調節雙液核水凝膠微囊的尺寸大小，包括液核腔的大小和微囊整體大小；穩定形成尺寸可調、大小均一、形貌可控的雙液核水凝膠微囊，所形成雙液核水凝膠微囊的核均為水溶液，殼為水凝膠。

所述微流控芯片具體如下：

該芯片利用常規軟光刻的方法制成，由芯片上層、芯片中間層和芯片下層鍵合而成的三層PDMS芯片,芯片中間層為功能芯片，芯片下層是沒有結構的芯片；

芯片上層主要由核流體入口3，殼流體入口2，連續相入口1，核流體分流口4，殼流體分流口5組成；

芯片中間層主要由連續相入口6，連續相通道11，核流體入口9，殼流體入口7，核通道10，殼通道8，層流通道12，主通道13和反應通道14，流體出口15組成；

所述芯片上層的核流體分流口4與芯片中間層的核流體入口9相通；

所述芯片上層的殼流體分流口5與芯片中間層的殼流體入口7相通；

所述芯片上層的連續相入口1與芯片中間層的連續相入口6相通。

通道10的個數為2、殼通道8的個數為3，行成雙液核。

核流體從核流體入口3分別通過核流體分流口4進入核流體入口9，經過核通道10流入層流通道12；殼流體從殼流體入口2分別通過殼流體分流口5，經過芯片中間層的殼流體入口7，進入殼通道8，最終流入層流通道12；連續流從連續相入口1通過中間層連續相入口6經連續相通道11流入主通道13；核流體，殼流體，連續流體最終均通過通道13和反應通道14，制備的雙液核水凝膠微囊從流體出口15流出并收集。

所述雙水相體系的構建如下：