CN111892686B - 一种连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,将分散相和连续相流体分别注入单级毛细管微流体装置的进口管和收集管中形成单分散的液滴,液滴在收集管中向下游出口运动的过程中,液滴中的共溶剂逐渐扩散到连续相流体中,引起液滴内部发生相分离先形成油包水包油复乳,随着液滴中共溶剂的进一步扩散,复乳的中间水相逐渐在油包水包油复乳的内部油核的界面上反浸润形成雪人形液滴模板;在收集管的出口处通过紫外光照射使雪人形液滴模板固化,即得一侧为亲水性凝胶、另一侧为疏水性聚合物的两亲性雪人形微颗粒。该方法实现了两亲性雪人形微颗粒的连续可控制备,可制备出功能多样化的两亲性雪人形微颗粒。
Description
技术领域
本发明属于非球形聚合物微颗粒制备领域,涉及一种连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法。
背景技术
雪人形微颗粒将具有不同功能和物理性质的两种功能材料集成于一个整体,使其具有更多的功能性,被广泛应用于药物控制释放、增强流体混合以及构建光学像素单元等领域。特别地,当雪人形功能微颗粒的两端由不同亲疏水性的材料组成时,其可以被用作胶体表面活性剂用于制备Pickering乳液,从而增强乳液的稳定性。同时,两亲性也使其可以在油-水界面上实现可控组装,从而构建宏观尺度的亲疏水层,用于材料的表面修饰和功能化;还可以自组装于液滴尺度微界面上用于制备形状结构和功能更加多样化的非球形功能微颗粒。在雪人形功能微颗粒的各种应用过程中,其各向异性、结构和尺寸对它们的功能都起着决定性的作用,因此,可控地制备结构和功能灵活可调的雪人形功能微颗粒具有重要的意义。
目前,人们主要是通过一些方法固化雪人形液滴模板来制备雪人形功能微颗粒,雪人形液滴模板的制备则主要包括直接搅拌三种不互溶的溶液的方式和微流控液滴模板法。直接搅拌三种不互溶的溶液的方式所制备的雪人形微颗粒的尺寸均一性较差。微流控液滴模板法主要包括利用多级微流控装置、θ管微流控装置和单级微流控装置构建雪人形液滴模板,然后固化液滴得到雪人形微颗粒。但是,利用多级微流控装置的制备过程较为复杂,调控过程较为繁琐,而且液滴反浸润的过程一般需要较长的时间,极大地降低了生产效率。而利用θ管作为微流控装置的进口管制备雪人形微颗粒时,由于三相溶液相互之间的界面张力关系,两种预聚液在锥口处被剪切形成液滴的频率只有在一定流速范围内才能保持一致,这限制了对雪人形微颗粒形貌结构的调控能力。将相分离与液滴微流控技术相结合也可以制备雪人形微颗粒。根据相分离形成机理的不同又可以分成两种情况,第一种是共溶剂挥发或扩散,液滴被剪切形成后,内部的共溶剂逐渐扩散到周围流体中,从而使液滴中不互溶的物质逐渐分相,在三相之间的界面张力关系满足反浸润的条件时,便会形成雪人形液滴模板,然后固化液滴模板即得雪人形微颗粒。但是,目前使用该方法多是制备由聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乳酸(PLA)、聚苯乙烯(PS)、聚己内酯(PCL)和左旋聚乳酸(PLLA)等组成的雪人形微颗粒,这些材料的固化过程是物理固化过程,依靠共溶剂完全挥发或扩散,其固化过程一般需要较长的时间,生产效率较低,而且这些材料均是疏水性材料,难以赋予雪人形功能微颗粒多样化的性能。另一种是通过改变环境条件使液滴中的一种单体沉积出来达到相分离的目的,该方法需要特定的材料才能实现成功制备,一般为虫胶,通过改变环境酸碱性可以使其从液滴中沉降到液滴的一侧,然后再固化另一端得到固体微颗粒,该方法的通用性较低,材料选择性较差。因此,开发一种连续可控制备形貌结构和功能多样化的雪人形功能微颗粒的通用方法具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种通用的连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,以实现两亲性雪人形微颗粒的连续可控制备,使两亲性雪人形功能微颗粒的制备更简单易行,提高制备方法的通用性。
为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
一种连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,包括以下步骤:
(1)配制分散相和连续相流体
配制分散相流体:选择水溶性光固化高分子单体作为单体A,选择油溶性光固化高分子单体作为单体B;当单体A为液态时,采用单体A或单体A的溶液配制分散相流体,当单体A为固态时,采用单体A的溶液配制分散相流体,单体A的溶液中,单体A的质量与溶解单体A的溶剂的体积之比为(0.1~1)g/mL;当单体B为液态时,采用单体B或单体B的溶液配制分散相流体,当单体B为固态时,采用单体B的溶液配制分散相流体,单体B的溶液中,单体B的质量与溶解单体B的溶剂的体积之比为(0.1~1)g/mL;
将光引发剂、交联剂、单体A或单体A的溶液、单体B或单体B的溶液溶解于共溶剂中,得到分散相流体;或者将光引发剂、单体A或单体A的溶液、单体B或单体B的溶液溶解于共溶剂中,得到分散相流体;
分散相流体中,光引发剂的质量与光固化组分的总体积之比为(0.1~0.4)g/mL,光固化组分的总体积是指单体A或单体A的溶液与单体B或单体B的溶液总体积;若在配制分散相流体时添加了交联剂,则交联剂的量为单体A质量的0.02%~20%;
配制连续相流体:将光引发剂和表面活性剂溶解于惰性溶液中,得到连续相流体;连续相流体中,光引发剂的质量与惰性溶液的体积之比为(0~0.05)g/mL、表面活性剂的质量与惰性溶剂的体积之比为(0.005~0.2)g/mL;
(2)制备两亲性雪人形微颗粒
①将分散相流体和连续相流体分别通过注射泵注入单级毛细管微流体装置的进口管和收集管中,在进口管的出口处形成单分散的液滴,液滴在收集管中向下游出口运动的过程中,液滴中的共溶剂逐渐扩散到连续相流体中,引起液滴内部发生相分离先形成油包水包油复乳,随着液滴中共溶剂的进一步扩散,油包水包油复乳的中间水相逐渐在油包水包油复乳的内部油核的界面上反浸润形成雪人形液滴模板;收集管的长度应满足油包水包油复乳在收集管中实现充分的相分离以形成雪人形液滴模板;
②在收集管的出口处通过紫外光照射,使位于雪人形液滴模板一侧的单体A与交联剂进行交联或者自交联形成亲水性凝胶,位于雪人形液滴模板另一侧的单体B聚合形成疏水性聚合物,即得到一侧为亲水性凝胶、另一侧为疏水性聚合物的两亲性雪人形微颗粒;
(3)洗涤
洗涤去除雪人形微颗粒表面的连续相溶液,将洗涤后的雪人形微颗粒分散于水中保存。
上述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法的技术方案的步骤(2)①中,优选控制分散相流体的流量为25~350μL/h,优选控制连续相流体的流量为2~20μL/h。
上述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法的技术方案中,所述水溶性光固化高分子单体以及油溶性光固化高分子单体是指在光引发剂存在的条件下采用紫外光照射会发生聚合反应或交联反应的水溶性或油溶性高分子单体。水溶性光固化高分子单体以及油溶性光固化高分子单体可根据实际应用需求进行选择,通常,水溶性光固化高分子单体(单体A)包括N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、N-乙烯基己内酰胺(VCL)或者丙烯酰胺(AAm)等,油溶性光固化高分子单体(单体B)包括乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)等。
上述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法的技术方案中,当单体A为可以发生自交联的水溶性光固化高分子单体时,例如,当单体为聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)时,步骤(1)在配制分散相流体时可以不添加交联剂。
上述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法的技术方案中,为了赋予两亲性雪人形微颗粒更加丰富的功能,可在配制分散相流体时加入功能纳米材料或/和功能高分子。通常,所述功能纳米材料包括磁性纳米颗粒、催化纳米颗粒或者负载了催化剂的磁性纳米颗粒等,所述功能高分子包括荧光响应型高分子、温度响应型高分子、pH响应型高分子或者导电高分子等。
上述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法的技术方案中,步骤(1)在配制分散相流体时,所添加的交联剂只要能与单体A发生交联反应即可,常用的交联剂包括N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)、四臂聚乙二醇丙烯酰胺(ota-arm PEGAAm)或者聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)等。
上述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法的技术方案中,所述光引发剂只要能在紫外光照射下,能引发单体A与交联剂进行交联反应或者能引发单体A自交联、同时能引发单体B进行聚合反应即可,常用的光引发剂包括光引发剂1173、光引发剂2959或光引发剂500等。
上述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法的技术方案中,所述表面活性剂为油溶性表面活性剂,表面活性剂包括聚异丁烯基丁二酰亚胺、Tween85或Tween80。
上述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法的技术方案中,所述共溶剂包括丙酮、无水乙醇和异丙醇等,所述惰性溶剂包括正十六烷、正十二烷、液体石蜡和硅油等。
上述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法的技术方案中,步骤(1)所述光固化组分的总体积是指单体A或单体A的溶液与单体B或单体B的溶液总体积,具体地:当采用液态的单体A和液态的单体B配制分散相流体时,光固化组分的总体积为液态的单体A和液态的单体B,当采用单体A的溶液和单体B的溶液配制分散相流体时,光固化组分的总体积为单体A的溶液和单体B的溶液的总体积,当采用液态的单体A和单体B的溶液配制分散相流体时,光固化组分的总体积为液态的单体A和单体B的溶液的总体积,当采用单体A的溶液和液态的单体B配制分散相流体时,光固化组分的总体积为单体A的溶液和液态的单体B的总体积。
上述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法的技术方案的步骤(1)中,所述分散相流体中,单体A或单体A的溶液的量,以及单体B或单体B的溶液的量可以根据需要灵活添加,通常,单体A或单体A的溶液与单体B或单体B的溶液的体积比在(1~60):(1~60)范围内选取都是可行的。
上述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法的技术方案中,步骤(1)在配制分散相流体时,向光引发剂、交联剂、单体A或单体A的溶液、单体B或单体B的溶液的混合物中滴加共溶剂,当得到澄清的溶液时,停止滴加共溶剂,即得到分散相流体(采用交联剂的情况),或者,向光引发剂、单体A或单体A的溶液、单体B或单体B的溶液的混合物中滴加共溶剂,当得到澄清的溶液时,停止滴加共溶剂,即得到分散相流体(不采用交联剂的情况)。
上述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法的技术方案的步骤(2)中,采用的单级毛细管微流体装置可以为常规的单级毛细管微流体装置,也可以为单级对锥毛细管微流体装置,二者的主要差异在于收集管的入口处的直径与进口管的出口处的直径的比例关系不同,具体可根据待制备的雪人形微颗粒尺寸灵活选用,通常,步骤(2)中采用的单级毛细管微流体装置的进口管的出口处的直径为20~300μm、收集管的入口处的直径为60~700μm。
一种可行的单级毛细管微流体装置可采用如图1所示的单级对锥毛细管微流体装置,该装置包括进口管、连接管和收集管,与注射泵和紫外光源配合使用;进口管和收集管均由圆柱形玻璃毛细管制作,进口管具有锥形出口、收集管具有锥形入口,连接管为方形玻璃管,连接管中心部位具有正方形通孔;进口管的锥形出口插入收集管的锥形入口并通过连接管连接,进口管、连接管和连接管同轴设置;连接管的非进口端通过胶水密封;连接管的进口端用胶水固定有针头,进口管的进口端也用胶水固定有针头,针头分别通过管件与注射泵连接;该装置与紫外光源配合使用时,采用的紫外光源最好为紫外点光源,将紫外光源设置在收集管的出口位置,紫外光源发出的紫外光透过收集管的管壁照射至收集管内的雪人形液滴模板上;进口管的锥形出口的直径通常为20~300μm、收集管的锥形入口的直径通常为60~700μm。当希望制备出尺寸相对较大的雪人形微颗粒时,从单分散的液滴转变成雪人形液滴模板所需的时间会增加,因此所采用的收集管的长度会相应增加。
上述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法的技术方案的步骤(2)中,在制备两亲性雪人形微颗粒时,可将单级毛细管微流体装置水平放置、倾斜放置或竖直放置,最好是将收集管的出口端浸没于收集两亲性雪人形微颗粒的接收液的液面以下,这样有利于微流体装置中生成的两亲性雪人形微颗粒的顺利排出和收集。
本发明提供的上述方法制备的两亲性雪人形微颗粒由亲水性凝胶部分和疏水性聚合物部分组成,亲水性凝胶部分和疏水性聚合物部分的形态均近似呈球冠体,二者连接为一体形成了整体呈雪人形结构的微颗粒。该两亲性雪人形微颗粒的结构示意图如图2所示,该两亲性雪人形微颗粒的特征尺寸,包括亲水性凝胶部分的直径dN、疏水性聚合物部分的直径dE、亲水性凝胶部分的长度LN,以及微颗粒的总长度Lp可根据不同的应用需求进行灵活调整。
本发明提供的上述方法制备的两亲性雪人形微颗粒,该两亲性雪人形微颗粒的基体为两种固化光聚合高分子,根据应用需求的不同,该两亲性雪人形微颗粒的基体中还可以包括功能纳米材料和/或功能高分子,功能纳米材料可以为磁性纳米颗粒、催化纳米颗粒、负载了催化剂的磁性纳米颗粒等,功能高分子可以为荧光响应型高分子、温度响应型高分子、pH响应型高分子、导电高分子等。
进一步地,本发明提供的上述方法制备的两亲性雪人形微颗粒,亲水性凝胶部分的直径dN优选为50~150μm,疏水性聚合物部分的直径dE优选为50~150μm,亲水性凝胶部分的长度LN优选为50~150μm,微颗粒的总长度Lp优选为75~300μm,这些尺寸是指在环境温度为25℃的纯水中测量得到的尺寸。
与现有技术相比,本发明的技术方案产生了以下有益的技术效果:
1.本发明提供了一种连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,该方法利用液滴微流控技术制备两亲性雪人形微颗粒,通过微流控装置连续制备单分散的液滴,随着其在收集管中向下游出口方向运动的过程中,液滴中的共溶剂逐渐扩散到连续相流体中,引起液滴内部发生相分离先形成油包水包油复乳,随着液滴中共溶剂的进一步扩散,油包水包油复乳的中间水相逐渐在油包水包油复乳的内部油核的界面上反浸润形成雪人形液滴模板,然后在装置出口处通过紫外光照射使雪人形液滴模板固化,即得到一侧为亲水性凝胶另一侧为疏水性聚合物的两亲性雪人形微颗粒,实现了两亲性雪人形微颗粒的连续制备。
2.本发明提供的方法结合了微流控技术的优势,在进口管的出口处产生的液滴的单分散性良好,并且它们在收集管中运动的时间一致,所以它们到达收集管的出口处所形成雪人形液滴模板的结构均一,因而在在线固化后得到的两亲性雪人微颗粒的形貌结构均一。同时,本发明的方法结合微流控技术实现了两亲性雪人形微颗粒的连续制备,在确定好各相流体的组成和微流控装置的结构后,在制备过程中只需要采用注射泵控制各相流体的流量即可,制备方法简单易行,有利于实现批量化生产,可促进两亲性雪人形微颗粒的实际应用。
3.本发明提供的方法基于微流控技术,使其很容易可控地制备功能化的两亲性雪人形微颗粒,只需在分散相流体中分散一定量的功能纳米颗粒或溶解一定量的功能高分子,即可制备出具有不同响应性的两亲性雪人形微颗粒,通过添加多种功能纳米颗粒或功能高分子,可制备出具有多重响应性的两亲性雪人形微颗粒,克服了现有技术对雪人形微颗粒的功能化方式受到雪人形微颗粒制备方法的限制、功能化操作复杂、方式单一、难度大,难以制备出功能丰富的功能化雪人形微颗粒的不足。同时,通过改变分散相中水溶性光聚合高分子单体或油溶性光聚合高分子单体的种类,可实现不同组分的雪人形微颗粒的可控制备,对光聚合高分子单体没有特别的要求,选择范围更广,通过调整微流控装置的进口管与收集管的尺寸,以及各相流体的流量,可以灵活调控雪人形微颗粒的形貌结构。本发明的方法的通用性非常好,是一种可制备出结构和功能多样化的两亲性雪人形微颗粒的通用方法。
4.本发明以分散相中加入荧光染料LR300制备荧光型雪人形微颗粒为例,通过实验证实了在分散相流体中加入的功能性高分子或纳米颗粒在液滴相分离过程中会自发的进入相应的亲水或疏水端,依靠本发明的方法可实现对两亲性雪人微颗粒精确可控的功能化。
附图说明
图1是本发明采用的单级对锥毛细管微流体装置的结构示意图,图中,1—进口管、2—连接管、3—收集管、4—紫外点光源。
图2是本发明所述两亲性雪人形微颗粒的结构示意图,图中,dN—亲水性凝胶部分的直径、dE—疏水性聚合物部分的直径、LN—亲水性凝胶部分的长度、Lp—微颗粒的总长度。
图3是实施例1制备的两亲性雪人形微颗粒的光学照片。
图4是实施例5制备的两亲性雪人形微颗粒的光学照片。
图5是实施例5制备的两亲性雪人形微颗粒的扫描电镜照片。
图6是实施例6制备的两亲性雪人形微颗粒的光学显微照片。
图7是实施例7制备的带荧光性能的两亲性雪人形微颗粒的激光共聚焦显微照片。
图8是实施例8制备的两亲性雪人形微颗粒的光学显微照片。
图9是实施例9制备的两亲性雪人形微颗粒的光学显微照片。
图10是实施例10中两亲性雪人形微颗粒在不同温度下的光学显微照片。
图11是实施例11中两亲性雪人形微颗粒在不同时刻的光学显微照片。
图12是实施例12制备的水包油和油包水Pickering乳液以及两亲性雪人形微颗粒在油-水界面上分布情况的光学照片。
图13是实施例12中当温度改变时两亲性雪人形微颗粒在油-水界面上的分布情况的光学图片。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明提供的连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法进一步说明。有必要指出,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员根据上述发明内容,对本发明做出一些非本质的改进和调整进行具体实施,仍属于本发明的保护范围。
下述实施例中,采用的单级毛细管微流体装置为结构如图1所示的单级对锥毛细管微流体装置,包括进口管1、连接管2和收集管3,与注射泵和紫外点光源4配合使用。进口管和收集管均由圆柱形玻璃毛细管制作,进口管具有锥形出口、收集管具有锥形入口,连接管为方形玻璃管,连接管中心部位具有正方形通孔;进口管1由圆柱形玻璃毛细管制作,采用拉针仪将圆柱形玻璃毛细管的头部拉成圆锥形,然后在砂纸上滚动打磨至锥口内径约为60μm的平口,其圆管部段的外径为960μm、内径为550μm;收集管3由圆柱形玻璃毛细管制作,采用拉针仪将圆柱形玻璃毛细管的头部拉成圆锥形,然后在砂纸上滚动打磨至锥口内径约为200μm的平口,其圆管部段的外径为980μm、内径为700μm;连接管2为方形玻璃管,将方形玻璃管的两端打磨光滑平整得到,其中心部位设有正方形通孔,通孔尺寸为1×1mm。进口管、连接管和收集管在制作好之后需要放入无水乙醇中超声震荡半分钟清洗干净并用吹风吹干。进口管的锥形出口插入收集管的锥形入口并通过连接管连接,进口管、连接管和收集管同轴设置且通过AB胶水固定在载玻片上,连接管的非进口端通过AB胶水密封,连接管的进口端通过AB胶水固定有平口针头,进口管的进口端也通过AB胶水固定有平口针头,平口针头分别通过管件与注射泵连接。紫外点光源设置在收集管的出口位置,用于在线照射收集管引发出口处的雪人形液滴模板中的单体A及单体B发生聚合或交联反应。
实施例1
本实施例提供连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,步骤如下:
(1)配制分散相和连续相流体
配制分散相流体:以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)作为单体A,以乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)作为单体B;将NIPAM溶解于水中得到NIPAM溶液,其中NIPAM的质量与水的体积比为0.34g/mL;在室温下将光引发剂1173、交联剂四臂聚乙二醇丙烯酰胺(ota-arm PEGAAm)、NIPAM溶液以及ETPTA混合,向所得混合液中滴加丙酮,当得到澄清的溶液时,停止滴加丙酮,即得到分散相流体。
分散相流体中,NIPAM溶液与ETPTA的体积比为1:1,光引发剂1173的质量与光固化组分的总体积的比例为0.2g:1mL,光固化组分的总体积是指NIPAM溶液与ETPTA的总体积;交联剂ota-arm PEGAAm的量为NIPAM质量的6.68%。
配制连续相流体:在室温下将光引发剂1173和表面活性剂聚异丁烯基丁二酰亚胺(T-154)溶解于正十六烷中,得到连续相流体;连续相流体中,光引发剂1173的质量与正十六烷的体积之比为0.005g/mL、T-154的质量与正十六烷的体积之比为0.03g/mL。
(2)制备两亲性雪人形微颗粒
①将分散相流体和连续相流体分别通过注射泵注入单级对锥毛细管微流体装置的进口管和收集管中,在进口管的出口处形成单分散的液滴,液滴在收集管中向下游出口运动的过程中,液滴中的丙酮逐渐扩散到连续相流体中,引起液滴内部发生相分离先形成油包水包油复乳,随着液滴中丙酮的进一步扩散,油包水包油复乳的中间水相逐渐在油包水包油复乳的内部油核的界面上反浸润形成雪人形液滴模板。收集管的长度应满足油包水包油复乳在收集管中实现充分的相分离以形成雪人形液滴模板。
②在收集管的出口处通过紫外点光源发出的紫外光照射,使位于雪人形液滴模板一侧的NIPAM与交联剂进行交联反应形成亲水性凝胶,位于雪人形液滴模板另一侧的ETPTA聚合形成疏水性聚合物,即得到一侧为亲水性凝胶、另一侧为疏水性聚合物的两亲性雪人形微颗粒,在收集管的出口处用培养皿收集所得两亲性雪人形微颗粒。
该步骤中,一共进行了四组实验,各组实验中均控制连续相流体的流量为8mL/h,第一组实验控制分散相流体的流量为50μL/h,第二组实验控制分散相流体的流量为150μL/h,第三组实验控制分散相流体的流量为250μL/h,第四组实验控制分散相流体的流量为350μL/h。
(3)洗涤
采用石油醚洗涤步骤(2)收集到的两亲性雪人形微颗粒5次,洗涤过程不断摇晃培养皿,然后用丙酮洗去残留的石油醚,最后用去离子水洗涤5次使丙酮被完全去除,将洗涤后的雪人形微颗粒分散于去离子水中保存。
本实施例制备的两亲性雪人形微颗粒的光学照片如图3所示,图3的a~d图依次对应第一组~第四组实验制备的产品,由图可知,制得的两亲性雪人形微颗粒的形貌均一,由亲水性凝胶部分和疏水性聚合物部分组成,亲水性凝胶部分和疏水性聚合物部分的形态均近似呈球冠体,二者连接为一体形成了整体呈雪人形结构的微颗粒。各组实验制备的两亲性雪人形微颗粒的特征尺寸如表1所示,所有特征尺寸均在环境温度为25℃的纯水中测量得到。
表1两亲性雪人形微颗粒的特征尺寸
d<sub>N</sub>(μm) | d<sub>E</sub>(μm) | L<sub>N</sub>(μm) | L<sub>p</sub>(μm) | |
第一组 | 64 | 68 | 43 | 104 |
第二组 | 66 | 70 | 41 | 104 |
第三组 | 65 | 67 | 34 | 97 |
第四组 | 78 | 79 | 28 | 96 |
实施例2
本实施例提供连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,步骤如下:
(1)配制分散相和连续相流体
配制分散相流体:以NIPAM作为单体A,以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)作为单体B;将NIPAM溶解于水中得到NIPAM溶液,其中NIPAM的质量与水的体积比为0.113g/mL;在室温下将光引发剂1173、交联剂ota-arm PEGAAm、NIPAM溶液以及TMPTA混合,向所得混合液中滴加丙酮,当得到澄清的溶液时,停止滴加丙酮,即得到分散相流体。
分散相流体中,NIPAM溶液与TMPTA的体积比为1:1,光引发剂1173的质量与光固化组分总体积的比例为0.1g:1mL,光固化组分的总体积是指NIPAM溶液与TMPTA的总体积;交联剂ota-arm PEGAAm的量为NIPAM质量的2.5%。
配制连续相流体:在室温下将表面活性剂Tween80溶解于正十六烷中,得到连续相流体;连续相流体中,Tween80的质量与正十六烷的体积之比为0.005g/mL。
(2)制备两亲性雪人形微颗粒
①将分散相流体和连续相流体分别通过注射泵注入单级对锥毛细管微流体装置的进口管和收集管中,在进口管的出口处形成单分散的液滴,液滴在收集管中向下游出口运动的过程中,液滴中的丙酮逐渐扩散到连续相流体中,引起液滴内部发生相分离先形成油包水包油复乳,随着液滴中丙酮的进一步扩散,油包水包油复乳的中间水相逐渐在油包水包油复乳的内部油核的界面上反浸润形成雪人形液滴模板。收集管的长度应满足油包水包油复乳在收集管中实现充分的相分离以形成雪人形液滴模板。
②在收集管的出口处通过紫外点光源发出的紫外光照射,使位于雪人形液滴模板一侧的NIPAM与交联剂进行交联反应形成亲水性凝胶,位于雪人形液滴模板另一侧的TMPTA聚合形成疏水性聚合物,即得到一侧为亲水性凝胶、另一侧为疏水性聚合物的两亲性雪人形微颗粒,在收集管的出口处用培养皿收集所得两亲性雪人形微颗粒。
该步骤中,一共进行了以下两组实验:
第一组实验控制分散相流体的流量为25μL/h,连续相流体的流量为10mL/h;
第二组实验控制分散相流体的流量为150μL/h,连续相流体的流量为10mL/h。
(3)按照实施例1的操作进行洗涤。
实施例3
本实施例提供连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,步骤如下:
(1)配制分散相和连续相流体
配制分散相流体:以NIPAM作为单体A,以二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)作为单体B;将NIPAM溶解于水中得到NIPAM溶液,其中NIPAM的质量与水的体积比为0.25g/mL;在室温下将光引发剂1173、交联剂ota-arm PEGAAm、NIPAM溶液以及EGDMA混合,向所得混合液中滴加无水乙醇,当得到澄清的溶液时,停止滴加无水乙醇,即得到分散相流体。
分散相流体中,NIPAM溶液与ETPTA的体积比为1:1,光引发剂1173的质量与光固化组分总体积的比例为0.4g:1mL,光固化组分的总体积是指NIPAM溶液与EGDMA的总体积;交联剂ota-arm PEGAAm的量为NIPAM质量的20%。
配制连续相流体:在室温下将光引发剂1173和表面活性剂T-154溶解于正十二烷中,得到连续相流体;连续相流体中,光引发剂1173的质量与正十二烷的体积之比为0.05g/mL、T-154的质量与正十二烷的体积之比为0.2g/mL。
(2)制备两亲性雪人形微颗粒
①将分散相流体和连续相流体分别通过注射泵注入单级对锥毛细管微流体装置的进口管和收集管中,在进口管的出口处形成单分散的液滴,液滴在收集管中向下游出口运动的过程中,液滴中的无水乙醇逐渐扩散到连续相流体中,引起液滴内部发生相分离先形成油包水包油复乳,随着液滴中无水乙醇的进一步扩散,油包水包油复乳的中间水相逐渐在油包水包油复乳的内部油核的界面上反浸润形成雪人形液滴模板。收集管的长度应满足油包水包油复乳在收集管中实现充分的相分离以形成雪人形液滴模板。
②在收集管的出口处通过紫外点光源发出的紫外光照射,使位于雪人形液滴模板一侧的NIPAM与交联剂进行交联反应形成亲水性凝胶,位于雪人形液滴模板另一侧的EGDMA聚合形成疏水性聚合物,即得到一侧为亲水性凝胶、另一侧为疏水性聚合物的两亲性雪人形微颗粒,在收集管的出口处用培养皿收集所得两亲性雪人形微颗粒。
该步骤中,一共进行了以下两组实验:
第一组实验控制分散相流体的流量为100μL/h,连续相流体的流量为10mL/h;
第二组实验控制分散相流体的流量为150μL/h,连续相流体的流量为16mL/h。
(3)按照实施例1的操作进行洗涤。
实施例4
本实施例提供连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,步骤如下:
(1)配制分散相和连续相流体
配制分散相流体:以水溶性聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)作为单体A,以ETPTA作为单体B;将PEGDA溶解于水中得到PEGDA溶液,其中PEGDA的质量与水的体积比为0.5g/mL;在室温下将光引发剂2959、PEGDA溶液以及ETPTA混合,向所得混合液中滴加丙酮,当得到澄清的溶液时,停止滴加丙酮,即得到分散相流体。
分散相流体中,PEGDA溶液与ETPTA的体积比为2:1,光引发剂2959的质量与光固化组分总体积的比例为0.2g:1mL,光固化组分的总体积是指PEGDA溶液与ETPTA的总体积。
配制连续相流体:在室温下将光引发剂2959和表面活性剂T-154溶解于正十六烷中,得到连续相流体;连续相流体中,光引发剂2959的质量与正十六烷的体积之比为0.005g/mL、T-154的质量与正十六烷的体积之比为0.03g/mL。
(2)制备两亲性雪人形微颗粒
①将分散相流体和连续相流体分别通过注射泵注入单级对锥毛细管微流体装置的进口管和收集管中,在进口管的出口处形成单分散的液滴,液滴在收集管中向下游出口运动的过程中,液滴中的丙酮逐渐扩散到连续相流体中,引起液滴内部发生相分离先形成油包水包油复乳,随着液滴中丙酮的进一步扩散,油包水包油复乳的中间水相逐渐在油包水包油复乳的内部油核的界面上反浸润形成雪人形液滴模板。收集管的长度应满足油包水包油复乳在收集管中实现充分的相分离以形成雪人形液滴模板。
②在收集管的出口处通过紫外点光源发出的紫外光照射,使位于雪人形液滴模板一侧的PEGDA自交联形成亲水性凝胶,位于雪人形液滴模板另一侧的ETPTA聚合形成疏水性聚合物,即得到一侧为亲水性凝胶、另一侧为疏水性聚合物的两亲性雪人形微颗粒,在收集管的出口处用培养皿收集所得两亲性雪人形微颗粒。
该步骤中,一共进行了以下两组实验:
第一组实验控制分散相流体的流量为50μL/h,连续相流体的流量为10mL/h;
第二组实验控制分散相流体的流量为150μL/h,连续相流体的流量为10μL/h。
(3)按照实施例1的操作进行洗涤。
实施例5
本实施例提供连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,步骤如下:
(1)配制分散相和连续相流体
分散相和连续相流体与实施例1相同。
(2)制备两亲性雪人形微颗粒
按照实施例1步骤(2)的操作,按照以下流量进行五组实验:
第一组实验控制分散相流体的流量为100μL/h,连续相流体的流量为4mL/h;
第二组实验控制分散相流体的流量为100μL/h,连续相流体的流量为8μL/h;
第三组实验控制分散相流体的流量为100μL/h,连续相流体的流量为12μL/h;
第四组实验控制分散相流体的流量为100μL/h,连续相流体的流量为16μL/h;
第五组实验控制分散相流体的流量为200μL/h,连续相流体的流量为10μL/h。
(3)按照实施例1的操作进行洗涤。
本实施例制备的两亲性雪人形微颗粒的光学照片如图4所示,图4的a~d图依次对应第一组~第四组实验制备的产品,由图可知,制得的两亲性雪人形微颗粒的形貌均一。第一组~第四组实验制备的两亲性雪人形微颗粒的特征尺寸如表2所示,所有特征尺寸均在环境温度为25℃的纯水中测量得到。
表2两亲性雪人形微颗粒的特征尺寸
本实施例制备的两亲性雪人形微颗粒的扫描电镜照片如图5所示,从图5可以看出其一端为网状结构的凝胶,另一端为实心结构的聚ETPTA,且两端紧密连接在一起。
实施例6
本实施例提供连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,步骤如下:
(1)配制分散相和连续相流体
配制分散相流体:以NIPAM作为单体A,以ETPTA作为单体B;将NIPAM溶解于水中得到NIPAM溶液,其中NIPAM的质量与水的体积比为0.34g/mL;在室温下将光引发剂1173、交联剂ota-arm PEGAAm、NIPAM溶液以及ETPTA混合,向所得混合液中滴加丙酮,当得到澄清的溶液时,停止滴加丙酮,即得到分散相流体。
该步骤一共配制四组组分浓度不同的分散相流体:
第一组分散相流体中NIPAM溶液与ETPTA的体积比为1:1,第二组分散相流体中NIPAM溶液与ETPTA的体积比为2:1,第三组分散相流体中NIPAM溶液与ETPTA的体积比为3:1,第四组分散相流体中NIPAM溶液与ETPTA的体积比为4:1;各组分散相流体中,光引发剂1173的质量与光固化组分总体积的比例为0.2g:1mL,光固化组分的总体积是指NIPAM溶液与ETPTA的总体积;交联剂ota-arm PEGAAm的量为NIPAM质量的6.68%。
连续相流体与实施例1中的相同。
(2)制备两亲性雪人形微颗粒
按照实施例1步骤(2)的操作,采用本实施例配制的四组分散相流体和连续相流体进行四组实验(第一组~第四组实验分别采用第一组~第四组分散相流体),各组实验均控制分散相流体的流量为100μL/h,连续相流体的流量均为10mL/h。
(3)按照实施例1的操作进行洗涤。
本实施例制备的两亲性雪人形微颗粒的光学照片如图6所示,图6的a~d图依次对应采用第一组~第四组实验制备的产品,由图可知,制得的两亲性雪人形微颗粒的形貌均一。各组实验制备的两亲性雪人形微颗粒的特征尺寸如表3所示,所有特征尺寸均在环境温度为25℃的纯水中测量得到。
表3两亲性雪人形微颗粒的特征尺寸
实施例7
本实施例提供连续可控制备带荧光性能的两亲性雪人形微颗粒的方法,步骤如下:
(1)配制分散相和连续相流体
配制分散相流体:以NIPAM作为单体A,以ETPTA作为单体B;将NIPAM溶解于水中得到NIPAM溶液,其中NIPAM的质量与水的体积比为0.34g/mL;在室温下将光引发剂1173、交联剂ota-arm PEGAAm、油溶性荧光染料LR300、NIPAM溶液以及ETPTA混合,向所得混合液中滴加丙酮,当得到澄清的溶液时,停止滴加丙酮,即得到分散相流体。
分散相流体中,NIPAM溶液与ETPTA的体积比为1:1,光引发剂1173的质量与光固化组分总体积的比例为0.2g:1mL,光固化组分的总体积是指NIPAM溶液与ETPTA的总体积;交联剂ota-arm PEGAAm的量为NIPAM质量的6.68%,LR300的质量分数为1%。
连续相流体与实施例1中的相同。
(2)制备带荧光性能的两亲性雪人形微颗粒
按照实施例1步骤(2)的操作,采用本实施例配制的分散相流体和连续相流体进行制备,控制分散相流体的流量为100μL/h,连续相流体的流量均为10mL/h。
(3)按照实施例1的操作进行洗涤。
本实施例制备的带荧光性能的两亲性雪人形微颗粒的荧光共聚焦图片如图7所示,由图7可知,在液滴内部相分离并逐渐形成雪人形液滴模板的过程中,油溶性染料LR300自发地进入到ETPTA一端,这表明,在分散相流体中加入不同亲疏水性的功能高分子或纳米颗粒,它们在相分离过程中会自动地进入相应的一侧,从而实现精确可控的功能化。
实施例8
本实施例提供连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,步骤如下:
(1)配制分散相和连续相流体
配制分散相流体:以N-乙烯基己内酰胺(VCL)作为单体A,以ETPTA作为单体B;将VCL溶解于水中得到VCL溶液,其中VCL的质量与水的体积比为0.625g/mL;在室温下将光引发剂1173、交联剂ota-arm PEGAAm、VCL溶液以及ETPTA混合,向所得混合液中滴加丙酮,当得到澄清的溶液时,停止滴加丙酮,即得到分散相流体。
分散相流体中,VCL溶液与ETPTA的体积比为1:1,光引发剂1173的质量与光固化组分总体积的比例为0.2g:1mL,光固化组分的总体积是指VCL溶液与ETPTA的总体积;交联剂ota-arm PEGAAm的量为VCL质量的5.3%。
连续相流体与实施例1中的相同。
(2)制备两亲性雪人形微颗粒
①将分散相流体和连续相流体分别通过注射泵注入单级对锥毛细管微流体装置的进口管和收集管中,在进口管的出口处形成单分散的液滴,液滴在收集管中向下游出口运动的过程中,液滴中的丙酮逐渐扩散到连续相流体中,引起液滴内部发生相分离先形成油包水包油复乳,随着液滴中丙酮的进一步扩散,油包水包油复乳的中间水相逐渐在油包水包油复乳的内部油核的界面上反浸润形成雪人形液滴模板。收集管的长度应满足油包水包油复乳在收集管中实现充分的相分离以形成雪人形液滴模板。
该步骤中,控制分散相流体的流量为100μL/h,连续相流体的流量为10mL/h。
②在收集管的出口处通过紫外点光源发出的紫外光照射,使位于雪人形液滴模板一侧的VCL与交联剂进行交联反应形成亲水性凝胶,位于雪人形液滴模板另一侧的ETPTA聚合形成疏水性聚合物,即得到一侧为亲水性凝胶、另一侧为疏水性聚合物的两亲性雪人形微颗粒,在收集管的出口处用培养皿收集所得两亲性雪人形微颗粒。
(3)按照实施例1的操作进行洗涤。
本实施例制备的两亲性雪人形微颗粒的荧光共聚焦图片如图8所示,从图8可以看出该两亲性雪人形微颗粒的形貌均一,结构良好。
实施例9
本实施例提供连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,步骤如下:
(1)配制分散相和连续相流体
配制分散相流体:以丙烯酰胺(AAm)作为单体A,以ETPTA作为单体B;将AAm溶解于水中得到AAm溶液,其中AAm的质量与水的体积比为0.25g/mL;在室温下将光引发剂1173、交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)、AAm溶液以及ETPTA混合,向所得混合液中滴加丙酮,当得到澄清的溶液时,停止滴加丙酮,即得到分散相流体。
分散相流体中,AAm溶液与ETPTA的体积比为1:1,光引发剂1173的质量与光固化组分总体积的比例为0.2g:1mL,光固化组分的总体积是指AAm溶液与ETPTA的总体积;交联剂BIS的量为AAm质量的0.02%。
配制连续相流体:在室温下将光引发剂1173和表面活性剂Tween85溶解于正十六烷中得到连续相流体;连续相流体中,光引发剂1173的质量与正十六烷的体积之比为0.005g/mL、Tween85的质量与正十六烷的体积之比为0.04g/mL。
(2)制备两亲性雪人形微颗粒
①将分散相流体和连续相流体分别通过注射泵注入单级对锥毛细管微流体装置的进口管和收集管中,在进口管的出口处形成单分散的液滴,液滴在收集管中向下游出口运动的过程中,液滴中的丙酮逐渐扩散到连续相流体中,引起液滴内部发生相分离先形成油包水包油复乳,随着液滴中丙酮的进一步扩散,油包水包油复乳的中间水相逐渐在油包水包油复乳的内部油核的界面上反浸润形成雪人形液滴模板。收集管的长度应满足油包水包油复乳在收集管中实现充分的相分离以形成雪人形液滴模板。
该步骤中,控制分散相流体的流量为100μL/h,连续相流体的流量为10mL/h。
②在收集管的出口处通过紫外点光源发出的紫外光照射,使位于雪人形液滴模板一侧的AAm与交联剂进行交联反应形成亲水性凝胶,位于雪人形液滴模板另一侧的ETPTA聚合形成疏水性聚合物,即得到一侧为亲水性凝胶、另一侧为疏水性聚合物的两亲性雪人形微颗粒,在收集管的出口处用培养皿收集所得两亲性雪人形微颗粒。
(3)按照实施例1的操作进行洗涤。
本实施例制备的两亲性雪人形微颗粒的荧光共聚焦图片如图9所示,从图9可以看出该两亲性雪人形微颗粒的形貌均一,结构良好。
实施例10
本实施例中,测试两亲性雪人形微颗粒的平衡温敏性能。
将实施例6第二组实验制备的两亲性雪人形微颗粒置于玻璃小槽中,玻璃小槽由载玻片构成,内部的长宽都约为1cm,高度为载玻片的厚度,约为1.2mm,将微颗粒置于小槽内,然后充满水,并在上方用盖玻片从一侧滑向另一侧的方式盖住以确保内部没有气泡残留,然后用AB胶封住连接部分,以防止加热过程中水分的蒸发。测试过程中,使用恒温热台系统控制小槽内的温度,用热电偶实时监测其实际温度,热电偶的探头在小槽封闭之前插入槽内,可以更准确地表征微颗粒所处环境的实际温度。从25℃开始以2℃的间隔逐渐升温至55℃,在每一个温度点下均稳定30min,以保证微颗粒的凝胶一端达到溶胀平衡;同时,用工业显微镜观察并拍照记录其形貌,并用与之配套的软件测量其特征尺寸。
本实施例中两亲性雪人形微颗粒在不同温度下达到溶胀平衡后的光学照片如图10所示,由图10可知,随着环境温度升高,PNIPAM一侧的体积会逐渐收缩。
实施例11
本实施例中,测试两亲性雪人形微颗粒的动态温敏性能。
将实施例6第二组实验制备的两亲性雪人形微颗粒置于玻璃小槽中,玻璃小槽由载玻片构成,内部的长宽都约为1cm,高度为载玻片的厚度,约为1.2mm,将微颗粒置于小槽内,并在上方用盖玻片从一侧滑向另一侧的方式盖住以确保内部没有气泡残留,然后用AB胶封住连接部分,以防止加热过程中水分的蒸发。测试过程中,为了更好地控制热台循环变换温度,采用软件来控制恒温热台系统的温度变化过程,首先将小槽放置于设定温度为25℃的热台上稳定30min,然后通过软件设置恒温热台系统的温度在30s内从25℃迅速升高至50℃,接着在50℃稳定5min,然后在30s内从50℃迅速降温至25℃,降温结束后,在25℃稳定5min,稳定结束后依次开始第2、3和4次循环。在测试过程中,用工业显微镜全程实时观察并摄像记录其变化过程,同时,用相机记录热电偶显示的小槽内的实时温度。
本实施例中,当外界温度在25~50℃之间循环变化时,不同时刻微颗粒的光学照片如图11所示,由图11可知,随着环境温度升高,PNIPAM一侧的体积会逐渐收缩,随着温度的降低,PNIPAM一侧的体积会逐渐溶胀,而且PNIPAM凝胶的响应速度较快。
实施例12
本实施例中,测试两亲性雪人形微颗粒的亲疏水性能。
本发明所制备的两亲性雪人形微颗粒在温度低于体积相转变温度时,其凝胶一端呈亲水性,另一端呈疏水性,可作为胶体表面活性剂用于构建Pickering乳液。同时,PNIPAM凝胶在温度低于其体积相转变温度的环境中时,具有亲水性,整个雪人形微颗粒具有两亲性,当PNIPAM凝胶在温度低于其体积相转变温度的环境中时,表现出疏水性,整个微颗粒具有疏水性,因此,可通过温度控制雪人形微颗粒对Pickering乳液的稳定能力。
采用实施例7制备的两亲性雪人形微颗粒进行测试。
将实施例7制备的两亲性雪人形微颗粒与水和正十六烷混合在一起并剧烈摇晃30s,分别用5mL水和200μL正十六烷制备水包油Pickering乳液,用200μL水和5mL正十六烷制备油包水Pickering乳液。最后,用工业显微镜观察其在油-水界面上的分布以及所制备的乳液的形貌。通过用热台将环境温度从25℃升高至55℃,用工业显微镜观察微颗粒在油-水界面上的分布的动态变化过程。
本实施例制备的水包油和油包水Pickering乳液的光学图片分别如图12的a、c两图所示,微颗粒在油-水界面上的分布情况如图12的b、d两图所示。由图12可以看出,微颗粒能够很好的稳定Pickering乳液,且PNIPAM凝胶一端分布在水中,聚ETPTA一端分布在正十六烷中。当温度升高至55℃时,微颗粒的PNIPAM凝胶一端也表现出疏水性,在温度升高的过程中,PNIPAM凝胶一端会逐渐从纯水中脱离出来,完全分布在正十六烷中,其转变过程的光学图片如图13所示。基于此,可以将其这一性能用于通过升高温度控制液滴的融合,从而控制微液滴反应的启停。
Claims (9)
1.一种连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)配制分散相和连续相流体
配制分散相流体:选择水溶性光固化高分子单体作为单体A,选择油溶性光固化高分子单体作为单体B;当单体A为液态时,采用单体A或单体A的溶液配制分散相流体,当单体A为固态时,采用单体A的溶液配制分散相流体,单体A的溶液中,单体A的质量与溶解单体A的溶剂的体积之比为(0.1~1)g/mL;当单体B为液态时,采用单体B或单体B的溶液配制分散相流体,当单体B为固态时,采用单体B的溶液配制分散相流体,单体B的溶液中,单体B的质量与溶解单体B的溶剂的体积之比为(0.1~1)g/mL;
将光引发剂、交联剂、单体A或单体A的溶液、单体B或单体B的溶液溶解于共溶剂中,得到分散相流体;或者将光引发剂、单体A或单体A的溶液、单体B或单体B的溶液溶解于共溶剂中,得到分散相流体;
分散相流体中,光引发剂的质量与光固化组分的总体积之比为(0.1~0.4)g/mL,光固化组分的总体积是指单体A或单体A的溶液与单体B或单体B的溶液总体积;若在配制分散相流体时添加了交联剂,则交联剂的量为单体A质量的0.02%~20%;
配制连续相流体:将光引发剂和表面活性剂溶解于惰性溶液中,得到连续相流体;连续相流体中,光引发剂的质量与惰性溶液的体积之比为(0~0.05)g/mL、表面活性剂的质量与惰性溶剂的体积之比为(0.005~0.2)g/mL;
(2)制备两亲性雪人形微颗粒
①将分散相流体和连续相流体分别通过注射泵注入单级毛细管微流体装置的进口管和收集管中,在进口管的出口处形成单分散的液滴,液滴在收集管中向下游出口运动的过程中,液滴中的共溶剂逐渐扩散到连续相流体中,引起液滴内部发生相分离先形成油包水包油复乳,随着液滴中共溶剂的进一步扩散,油包水包油复乳的中间水相逐渐在油包水包油复乳的内部油核的界面上反浸润形成雪人形液滴模板;收集管的长度应满足油包水包油复乳在收集管中实现充分的相分离以形成雪人形液滴模板;所述单级毛细管微流体装置的进口管的出口处的直径为20~300 μm、收集管的入口处的直径为60~700 μm;
②在收集管的出口处通过紫外光照射,使位于雪人形液滴模板一侧的单体A与交联剂交联或者自交联形成亲水性凝胶,位于雪人形液滴模板另一侧的单体B聚合形成疏水性聚合物,即得到一侧为亲水性凝胶、另一侧为疏水性聚合物的两亲性雪人形微颗粒;
(3)洗涤
洗涤去除雪人形微颗粒表面的连续相溶液,将洗涤后的雪人形微颗粒分散于水中保存。
2.根据权利要求1所述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,其特征在于,步骤(2)①中,控制分散相流体的流量为25~350 μL/h,控制连续相流体的流量为2~20 μL/h。
3.根据权利要求1所述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,其特征在于,所述单体A包括N-异丙基丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯、N-乙烯基己内酰胺或者丙烯酰胺;所述单体B包括乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或者二甲基丙烯酸乙二醇酯。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,其特征在于,所述分散相流体中还包括功能纳米材料或/和功能高分子。
5.根据权利要求4所述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,其特征在于,所述功能纳米材料包括磁性纳米颗粒、催化纳米颗粒或者负载了催化剂的磁性纳米颗粒;所述功能高分子包括荧光响应型高分子、温度响应型高分子、pH响应型高分子或者导电高分子。
6.根据权利要求1至3中任一权利要求所述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,其特征在于,所述交联剂包括N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、四臂聚乙二醇丙烯酰胺或者聚乙二醇二丙烯酸酯。
7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,其特征在于,所述光引发剂包括光引发剂1173、光引发剂2959或光引发剂500,所述表面活性剂包括聚异丁烯基丁二酰亚胺、Tween85或Tween80。
8.根据权利要求1至3中任一权利要求所述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,其特征在于,步骤(1)的分散相流体中,单体A或单体A的溶液与单体B或单体B的溶液的体积比为(1~60):(1~60)。
9.根据权利要求1至3中任一权利要求所述连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法,其特征在于,步骤(1)在配制分散相流体时,向光引发剂、交联剂、单体A或单体A的溶液、单体B或单体B的溶液的混合物中滴加共溶剂,当得到澄清的溶液时,停止滴加共溶剂,即得到分散相流体,或者,向光引发剂、单体A或单体A的溶液、单体B或单体B的溶液的混合物中滴加共溶剂,当得到澄清的溶液时,停止滴加共溶剂,即得到分散相流体。
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