CN113045775B - 一种pH/光照双响应抗菌水凝胶微球及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种pH/光照双响应抗菌水凝胶微球及其制备方法，首先制备聚乙烯吡咯烷酮(PVP)稳定的多孔聚苯乙烯(PS)微球，然后在多孔PS微球上通过原位还原AgNO3得到PS/Ag复合微球，制备邻硝基苄基丙烯酸酯修饰的葡聚糖作为水凝胶主要原料，最后利用微流控法在水凝胶形成的同时将PS/Ag复合微球和上转换纳米颗粒包埋到抗菌水凝胶微球中，得到pH/光照双响应抗菌水凝胶微球。本发明以多孔PS微球为银离子载体，提高了银离子负载量；水凝胶微球的光响应和pH响应协同作用，使抗菌银离子释放速度得到智能调控，在保证抗菌效果的同时，有效预防了抗菌剂过量释放带来的不利影响，延长了抗菌水凝胶微球的使用寿命。

Description

一种pH/光照双响应抗菌水凝胶微球及其制备方法
技术领域
本发明涉及抗菌材料的制备方法，特别涉及一种pH/光照双响应抗菌水凝胶微球及其制备方法。
背景技术
细菌、真菌等病原微生物常常引发感染、机体组织发生病变，引起食物腐败以及材料降解，严重威胁着人类健康。尤其是近年来，随着科学技术发展各种新材料不断产生和应用带来了更多的细菌感染问题，且人类对自身健康状况越来越关注，因此更加高效且便利的抗菌材料具有很大社会意义和经济价值。
长效抗菌是近年来的一个研究热点，然而，现有的技术多以减缓抗菌材料的释放或扩散速度为研究重点，关于刺激响应抗菌材料的研究较少。且目前关于刺激响应抗菌材料的研究大多停留在单项刺激因素响应，单项刺激响应抗菌还存在引发因素少，使用环境受限等问题，因此通过技术开发和改良研制一种高效、长效、使用范围广且适应性强的抗菌材料十分有必要。
水凝胶作为一类重要的高分子材料，由于其优良的理化性能和生物学特性而被广泛应用于生物、医药等领域。根据对环境刺激的敏感程度可分为对刺激不敏感的传统型水凝胶和对刺激产生响应的环境敏感型水凝胶。环境敏感型水凝胶在环境因素刺激下可发生溶胀或降解。
上转换发光材料受到低能量的光激发，可发射出高能量的光，即经波长长、频率低的光激发，材料发射出波长短、频率高的光。上转换材料可分为将红外光转可见光和将可见光转紫外光两种。
如何将上述的环境敏感型水凝胶与上转换发光材料结合在一起，实现一种多项刺激的抗菌材料，进而可以高效、长效的达到抗菌效果，是本发明的目的。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种pH/光照双响应抗菌水凝胶微球及其制备方法。首先制备聚乙烯吡咯烷酮(PVP)稳定的多孔聚苯乙烯(PS)微球，然后在多孔PS微球上通过原位还原AgNO3得到PS/Ag复合微球，制备邻硝基苄基丙烯酸酯修饰的葡聚糖作为水凝胶主要原料，最后利用微流控法在水凝胶形成的同时将PS/Ag复合微球和上转换材料包埋到抗菌水凝胶微球中，得到pH/光照双响应抗菌水凝胶微球。
为解决其技术问题，本发明采用的技术方案为：一种pH/光照双响应抗菌水凝胶微球的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：制备多孔PS微球：
将重量份0.1-0.3的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)配成20-35g/L的水溶液即溶液1，将重量份0.5-1的引发剂加入到重量份30-60的苯乙烯中至完全溶解为溶液2，再将配好的溶液1、溶液2以及重量份5-35的致孔剂加入反应釜中，通氮气并搅拌，加热升温至72℃，保温反应6-12小时，反应完成后冷却至室温，用布氏漏斗抽滤得到聚苯乙烯微球，将其浸泡于丙酮中10-48小时，浸泡完成后过滤出聚苯乙烯微球加入到甲醇中浸泡10-72小时，浸泡完毕进行过滤，再用无水乙醇清洗产物三次，再将产物分散到水中，最后过滤置于烘箱中45℃干燥24小时，得多孔聚苯乙烯(PS)微球；
步骤二：制备PS/Ag复合微球：
将多孔PS微球分散到水中，然后将多孔PS微球水溶液(90-110g/L)与AgNO3水溶液(3-6g/L)按20-40：1的体积比混合，再将混合物加热至80℃，在80℃下搅拌反应5h，然后离心并用水洗涤2-3次得到PS/Ag复合微球；
步骤三：制备邻硝基苄基丙烯酸酯修饰的葡聚糖(Dex-AN)：
将重量份38-43的4-(4-(1-(丙烯酰氧基)乙基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁酸(AN)溶解在重量份9-12的二甲基亚砜中，再添加重量份1-1.5的N，N0-二环己基碳二酰亚胺(DCC)和重量份0.05-0.1的4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐(DPTS)得混合物，向混合物中添加重量份9-12的葡聚糖的二甲基亚砜溶液(60-90g/L)，并在室温下搅拌24-48小时，过滤后将滤液放入透析管中，用二甲基亚砜和水进行透析，透析完成后，冷冻干燥得邻硝基苄基丙烯酸酯修饰的葡聚糖(Dex-AN)；
步骤四：制备pH/光照双响应抗菌水凝胶微球
以微流控法制备pH/光照双响应抗菌水凝胶微球，所用装置由三部分组成：a.内边长为150-800μm，外边长为250-1300μm的方形玻璃管；b.套在方形玻璃管内且与方形玻璃管同轴，内径为60-400μm，外径为150-700μm的锥形圆柱玻璃毛细管；c.套在方形玻璃管内且与方形玻璃管同轴，内径为60-400μm，外径为150-700μm的产品收集管，收集管的收集入口对准锥形圆柱玻璃毛细管的锥型出口；
首先准备溶液，将步骤三制得的Dex-AN将加入到磷酸盐缓冲生理盐水中配制成浓度为0.1-0.2g/L的Dex-AN溶液溶液，取二巯基聚乙二醇(HS-PEG-SH)加入到磷酸盐缓冲生理盐水中配制成浓度0.2-0.4g/L的HS-PEG-SH溶液，将步骤二制得的PS/Ag复合微球分散在水中，取上转换纳米颗粒分散在水中；
对装置进行遮光，以水为最外相流体，Dex-AN溶液和HS-PEG-SH溶液以3：1体积比混合并静置1-10min为中间相流体，PS/Ag复合微球和上转换纳米颗粒水溶液以10-200：1体积比混合为最内相流体；用微量注射泵以1-4mL/hr的速度将最内相流体输送到锥形圆柱毛细管中，中间相流体通过微量注射泵以2-6mL/hr的速度从与最内向流体相同的方向输送到锥形圆柱毛细管和方形玻璃管之间的同轴区，同时最外相流体从与最内向流体相反的方向通过微量注射泵以30-65mL/hr的速度输送到收集管和方形玻璃管之间的同轴区，所有流体在收集管入口汇合形成同轴流体并进入收集管，将收集到的混合液静置1h后，进行固液分离，并对所得固相用水洗涤2-3次，得到pH/光照双响应抗菌水凝胶微球。
所述步骤一中引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化二异丙苯中的任意一种或多种的混合。
所述步骤一中致孔剂为邻苯二甲酸二乙酯、戊烷、正庚烷、环己烷中的任意一种或多种的混合。
所述步骤四中上转换纳米颗粒受可见光激发后可发射紫外光。
本发明还公开了一种根据上述制备方法制得的pH/光照双响应抗菌水凝胶微球。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1.本发明以多孔PS微球为银离子载体，使银离子负载量大大提高，有效提升了杀菌性能；以水凝胶壳层包埋PS/Ag复合微球和上转换纳米颗粒，在封闭银离子的同时隔绝空气保护了上转换纳米颗粒，使上转换纳米颗粒保持有效性。
2.本发明制备的抗菌水凝胶微球具有pH/光照双响应性，当环境pH值由7.5降低至5时，水凝胶溶胀率变大，抗菌银离子释放速度加快；当有可见光光照时，上转换纳米颗粒为受激发后发射紫外光，水凝胶在紫外光照射下发生降解，快速释放抗菌银离子。光响应和pH响应协同作用，使抗菌银离子释放速度得到智能调控。这意味着环境pH不发生变化时释放速度缓慢，受环境pH降低刺激释放速度加快，在需要的情况下进行光照实现瞬时大量释放。这样的智能调控在保证抗菌效果的同时，有效预防了抗菌银离子过量释放带来的不利影响，延长了抗菌水凝胶微球的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例1制备出的pH/光照双响应抗菌水凝胶微球1，在不同环境下静置12小时后抗菌银离子的释放情况；
图2为本发明实施例1-4制备出的pH/光照双响应抗菌水凝胶微球1-4在遮光且pH为7的环境中静置24小时后抗菌银离子的释放情况。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作更进一步的举例说明。
实施例1
步骤一：制备多孔PS微球
将重量份0.15的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)配成25g/L的水溶液即溶液1，将重量份0.6的偶氮二异丁腈加入到重量份35的苯乙烯中至完全溶解为溶液2，再将配好的溶液1、溶液2以及重量份10的正庚烷加入反应釜中，通氮气并搅拌，加热升温至72℃，并保持72℃反应9小时，反应完成后冷却至室温，用布氏漏斗抽滤得到聚苯乙烯微球，将所得聚苯乙烯微球浸泡于丙酮中24小时，浸泡完成后过滤出聚苯乙烯微球加入到甲醇中浸泡24小时浸泡完毕进行过滤再用无水乙醇清洗产物三次，再将产物分散到水中，最后过滤置于烘箱中45℃干燥24小时，得多孔聚苯乙烯微球，即多孔PS微球；
步骤二：制备PS/Ag复合微球：
将多孔PS微球分散到水中，然后将多孔PS微球水溶液(90g/L)与AgNO3水溶液(4g/L)按25：1的体积比混合，再将混合物加热至80℃，在80℃下搅拌反应5h。然后离心并用水洗涤3次得到PS/Ag复合微球；
步骤三：制备邻硝基苄基丙烯酸酯修饰的葡聚糖
将重量份40的4-(4-(1-(丙烯酰氧基)乙基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁酸(AN)溶解在重量份9的二甲基亚砜中，再添加重量份1.3的N，N0-二环己基碳二酰亚胺(DCC)和重量份0.06的4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐(DPTS)得混合物，向混合物中添加重量份10的葡聚糖的二甲基亚砜溶液(65g/L)，并在室温下搅拌24小时。过滤，将滤液放入透析管中，用二甲基亚砜和水进行透析，透析完成后，冷冻干燥得邻硝基苄基丙烯酸酯修饰的葡聚糖(Dex-AN)；
步骤四：制备pH/光照双响应抗菌水凝胶微球
以微流控法制备pH/光照双响应抗菌水凝胶微球，所用装置由三部分组成：a.内边长为300μm，外边长为210μm的方形玻璃管；b.套在方形玻璃管内且与方形玻璃管同轴，内径为80μm外径为160μm的锥形圆柱玻璃毛细管；c.套在方形玻璃管内且与方形玻璃管同轴，内径为80μm外径为160μm的产品收集管，收集管的收集入口对准锥形圆柱玻璃毛细管的锥型出口；
首先准备溶液，将Dex-AN将加入到磷酸盐缓冲生理盐水中配制成浓度为0.1g/L的溶液，取二巯基聚乙二醇(HS-PEG-SH)加入到磷酸盐缓冲生理盐水中配制成浓度0.2g/L的溶液，将PS/Ag复合微球分散在水中，取上转换纳米颗粒分散在水中；
对装置进行遮光，以水为最外相流体，Dex-AN溶液和HS-PEG-SH溶液以3：1体积比混合并静置6min为中间相流体，PS/Ag复合微球和上转换纳米颗粒水溶液以50：1体积比混合为最内相流体；用微量注射泵以1mL/hr的速度将最内相流体输送到锥形圆柱毛细管中，中间相流体通过微量注射泵以2mL/hr的速度从与最内向流体相同的方向输送到锥形圆柱毛细管和方形玻璃管之间的同轴区，同时最外相流体从与最内向流体相反的方向通过微量注射泵以30mL/hr的速度输送到收集管和方形玻璃管之间的同轴区，所有流体在收集管入口汇合形成同轴流体并进入收集管，将收集到的混合液静置1h后，进行固液分离，并对所得固相用水洗涤3次，得到pH/光照双响应抗菌水凝胶微球1。
实施例2
步骤一：制备多孔PS微球
将重量份0.2的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)配成25g/L的水溶液即溶液1，将重量份0.7的偶氮二异丁腈加入到重量份40的苯乙烯中至完全溶解为溶液2，再将配好的溶液1、溶液2以及重量份20的正庚烷加入反应釜中，通氮气并搅拌，加热升温至72℃，并保持72℃反应10小时，反应完成后冷却至室温，用布氏漏斗抽滤得到聚苯乙烯微球，将所得聚苯乙烯微球浸泡于丙酮中24小时，浸泡完成后过滤出聚苯乙烯微球加入到甲醇中浸泡24小时浸泡完毕进行过滤再用无水乙醇清洗产物三次，再将产物分散到水中，最后过滤置于烘箱中45℃干燥24小时，得多孔聚苯乙烯微球，即多孔PS微球；
步骤二：制备PS/Ag复合微球：
将多孔PS微球分散到水中，然后将多孔PS微球水溶液(100g/L)与AgNO3水溶液(3g/L)按30：1的体积比混合，再将混合物加热至80℃，在80℃下搅拌反应5h。然后离心并用水洗涤3次得到PS/Ag复合微球；
步骤三：制备邻硝基苄基丙烯酸酯修饰的葡聚糖
将重量份40的4-(4-(1-(丙烯酰氧基)乙基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁酸(AN)溶解在重量份10的二甲基亚砜中，再添加重量份1.5的N，N0-二环己基碳二酰亚胺(DCC)和重量份0.08的4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐(DPTS)得混合物，向混合物中添加重量份10的葡聚糖的二甲基亚砜溶液(75g/L)，并在室温下搅拌24小时。过滤，将滤液放入透析管中，用二甲基亚砜和水进行透析，透析完成后，冷冻干燥得邻硝基苄基丙烯酸酯修饰的葡聚糖(Dex-AN)；
步骤四：制备pH/光照双响应抗菌水凝胶微球
以微流控法制备pH/光照双响应抗菌水凝胶微球，所用装置由三部分组成：a.内边长为300μm，外边长为210μm的方形玻璃管；b.套在方形玻璃管内且与方形玻璃管同轴，内径为80μm外径为160μm的锥形圆柱玻璃毛细管；c.套在方形玻璃管内且与方形玻璃管同轴，内径为80μm外径为160μm的产品收集管，收集管的收集入口对准锥形圆柱玻璃毛细管的锥型出口；
首先准备溶液，将Dex-AN将加入到磷酸盐缓冲生理盐水中配制成浓度为0.1g/L的溶液，取二巯基聚乙二醇(HS-PEG-SH)加入到磷酸盐缓冲生理盐水中配制成浓度0.25g/L的溶液，将PS/Ag复合微球分散在水中，取上转换纳米颗粒分散在水中；
对装置进行遮光，以水为最外相流体，Dex-AN溶液和HS-PEG-SH溶液以3：1体积比混合并静置8min为中间相流体，PS/Ag复合微球和上转换纳米颗粒水溶液以80：1体积比混合为最内相流体；用微量注射泵以1mL/hr的速度将最内相流体输送到锥形圆柱毛细管中，中间相流体通过微量注射泵以2mL/hr的速度从与最内向流体相同的方向输送到锥形圆柱毛细管和方形玻璃管之间的同轴区，同时最外相流体从与最内向流体相反的方向通过微量注射泵以30mL/hr的速度输送到收集管和方形玻璃管之间的同轴区，所有流体在收集管入口汇合形成同轴流体并进入收集管，将收集到的混合液静置1h后，进行固液分离，并对所得固相用水洗涤3次，得到pH/光照双响应抗菌水凝胶微球2。
实施例3
步骤一：制备多孔PS微球
将重量份0.25的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)配成30g/L的水溶液即溶液1，将重量份0.6的偶氮二异丁腈加入到重量份50的苯乙烯中至完全溶解为溶液2，再将配好的溶液1、溶液2以及重量份20的正庚烷加入反应釜中，通氮气并搅拌，加热升温至72℃，并保持72℃反应12小时，反应完成后冷却至室温，用布氏漏斗抽滤得到聚苯乙烯微球，将所得聚苯乙烯微球浸泡于丙酮中36小时，浸泡完成后过滤出聚苯乙烯微球加入到甲醇中浸泡48小时浸泡完毕进行过滤再用无水乙醇清洗产物三次，再将产物分散到水中，最后过滤置于烘箱中45℃干燥24小时，得多孔聚苯乙烯微球，即多孔PS微球；
步骤二：制备PS/Ag复合微球：
将多孔PS微球分散到水中，然后将多孔PS微球水溶液(100g/L)与AgNO3水溶液(5g/L)按35：1的体积比混合，再将混合物加热至80℃，在80℃下搅拌反应5h。然后离心并用水洗涤3次得到PS/Ag复合微球；
步骤三：制备邻硝基苄基丙烯酸酯修饰的葡聚糖
将重量份40的4-(4-(1-(丙烯酰氧基)乙基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁酸(AN)溶解在重量份12的二甲基亚砜中，再添加重量份1的N，N0-二环己基碳二酰亚胺(DCC)和重量份0.09的4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐(DPTS)得混合物，向混合物中添加重量份12的葡聚糖的二甲基亚砜溶液(65g/L)，并在室温下搅拌48小时。过滤，将滤液放入透析管中，用二甲基亚砜和水进行透析，透析完成后，冷冻干燥得邻硝基苄基丙烯酸酯修饰的葡聚糖(Dex-AN)；
步骤四：制备pH/光照双响应抗菌水凝胶微球
以微流控法制备pH/光照双响应抗菌水凝胶微球，所用装置由三部分组成：a.内边长为300μm，外边长为210μm的方形玻璃管；b.套在方形玻璃管内且与方形玻璃管同轴，内径为80μm外径为160μm的锥形圆柱玻璃毛细管；c.套在方形玻璃管内且与方形玻璃管同轴，内径为80μm外径为160μm的产品收集管，收集管的收集入口对准锥形圆柱玻璃毛细管的锥型出口；
首先准备溶液，将Dex-AN将加入到磷酸盐缓冲生理盐水中配制成浓度为0.2g/L的溶液，取二巯基聚乙二醇(HS-PEG-SH)加入到磷酸盐缓冲生理盐水中配制成浓度0.3g/L的溶液，将PS/Ag复合微球分散在水中，取上转换纳米颗粒分散在水中；
对装置进行遮光，以水为最外相流体，Dex-AN溶液和HS-PEG-SH溶液以3：1体积比混合并静置8min为中间相流体，PS/Ag复合微球和上转换纳米颗粒水溶液以120：1体积比混合为最内相流体；用微量注射泵以1mL/hr的速度将最内相流体输送到锥形圆柱毛细管中，中间相流体通过微量注射泵以2mL/hr的速度输从与最内向流体相同的方向送到锥形圆柱毛细管和方形玻璃管之间的同轴区，同时最外相流体从与最内向流体相反的方向通过微量注射泵以30mL/hr的速度输送到收集管和方形玻璃管之间的同轴区，所有流体在收集管入口汇合形成同轴流体并进入收集管，将收集到的混合液静置1h后，进行固液分离，并对所得固相用水洗涤3次，得到pH/光照双响应抗菌水凝胶微球3。
实施例4
步骤一：制备多孔PS微球
将重量份0.3的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)配成35g/L的水溶液即溶液1，将重量份0.9的偶氮二异丁腈加入到重量份55的苯乙烯中至完全溶解为溶液2，再将配好的溶液1、溶液2以及重量份30的正庚烷加入反应釜中，通氮气并搅拌，加热升温至72℃，并保持72℃反应12小时，反应完成后冷却至室温，用布氏漏斗抽滤得到聚苯乙烯微球，将所得聚苯乙烯微球浸泡于丙酮中24小时，浸泡完成后过滤出聚苯乙烯微球加入到甲醇中浸泡72小时浸泡完毕进行过滤再用无水乙醇清洗产物三次，再将产物分散到水中，最后过滤置于烘箱中45℃干燥24小时，得多孔聚苯乙烯微球，即多孔PS微球；
步骤二：制备PS/Ag复合微球：
将多孔PS微球分散到水中，然后将多孔PS微球水溶液(110g/L)与AgNO3水溶液(6g/L)按38：1的体积比混合，再将混合物加热至80℃，在80℃下搅拌反应5h。然后离心并用水洗涤3次得到PS/Ag复合微球；
步骤三：制备邻硝基苄基丙烯酸酯修饰的葡聚糖
将重量份43的4-(4-(1-(丙烯酰氧基)乙基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁酸(AN)溶解在重量份12的二甲基亚砜中，再添加重量份1.5的N，N0-二环己基碳二酰亚胺(DCC)和重量份0.1的4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐(DPTS)得混合物，向混合物中添加重量份10的葡聚糖的二甲基亚砜溶液(90g/L)，并在室温下搅拌36小时。过滤，将滤液放入透析管中，用二甲基亚砜和水进行透析，透析完成后，冷冻干燥得邻硝基苄基丙烯酸酯修饰的葡聚糖(Dex-AN)；
步骤四：制备pH/光照双响应抗菌水凝胶微球
以微流控法制备pH/光照双响应抗菌水凝胶微球，所用装置由三部分组成：a.内边长为300μm，外边长为210μm的方形玻璃管；b.套在方形玻璃管内且与方形玻璃管同轴，内径为80μm外径为160μm的锥形圆柱玻璃毛细管；c.套在方形玻璃管内且与方形玻璃管同轴，内径为80μm外径为160μm的产品收集管，收集管的收集入口对准锥形圆柱玻璃毛细管的锥型出口；
首先准备溶液，将Dex-AN将加入到磷酸盐缓冲生理盐水中配制成浓度为0.2g/L的溶液，取二巯基聚乙二醇(HS-PEG-SH)加入到磷酸盐缓冲生理盐水中配制成浓度0.35g/L的溶液，将PS/Ag复合微球分散在水中，取上转换纳米颗粒分散在水中；
对装置进行遮光，以水为最外相流体，Dex-AN溶液和HS-PEG-SH溶液以3：1体积比混合并静置10min为中间相流体，PS/Ag复合微球和上转换纳米颗粒水溶液以180：1体积比混合为最内相流体；用微量注射泵以1mL/hr的速度将最内相流体输送到锥形圆柱毛细管中，中间相流体通过微量注射泵以2mL/hr的速度从与最内向流体相同的方向输送到锥形圆柱毛细管和方形玻璃管之间的同轴区，同时最外相流体从与最内向流体相反的方向通过微量注射泵以30mL/hr的速度输送到收集管和方形玻璃管之间的同轴区，所有流体在收集管入口汇合形成同轴流体并进入收集管，将收集到的混合液静置1h后，进行固液分离，并对所得固相用水洗涤3次，得到pH/光照双响应抗菌水凝胶微球4。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所做出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种pH/光照双响应抗菌水凝胶微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：制备多孔PS微球：
将重量份0.1-0.3的聚乙烯吡咯烷酮PVP配成20-35g/L的水溶液即溶液1，将重量份0.5-1的引发剂加入到重量份30-60的苯乙烯中至完全溶解为溶液2，再将配好的溶液1、溶液2以及重量份5-35的致孔剂加入反应釜中，通氮气并搅拌，加热升温至72℃，保温反应6-12小时，反应完成后冷却至室温，用布氏漏斗抽滤得到聚苯乙烯微球，将其浸泡于丙酮中10-48小时，浸泡完成后过滤出聚苯乙烯微球加入到甲醇中浸泡10-72小时，浸泡完毕进行过滤，再用无水乙醇清洗产物三次，再将产物分散到水中，最后过滤置于烘箱中45℃干燥24小时，得多孔聚苯乙烯PS微球；
步骤二：制备PS/Ag复合微球：
将多孔PS微球分散到水中，然后将浓度为90-110g/L的多孔PS微球水溶液与浓度为3-6g/L的AgNO3水溶液按20-40：1的体积比混合，再将混合物加热至80℃，在80℃下搅拌反应5h，然后离心并用水洗涤2-3次得到PS/Ag复合微球；
步骤三：制备邻硝基苄基丙烯酸酯修饰的葡聚糖Dex-AN：
将重量份38-43的4-(4-(1-(丙烯酰氧基)乙基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁酸AN溶解在重量份9-12的二甲基亚砜中，再添加重量份1-1.5的N,N'-二环己基碳二亚胺DCC和重量份0.05-0.1的4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐DPTS得混合物，向混合物中添加重量份9-12的浓度为60-90g/L的葡聚糖二甲基亚砜溶液，并在室温下搅拌24-48小时，过滤后将滤液放入透析管中，用二甲基亚砜和水进行透析，透析完成后，冷冻干燥得邻硝基苄基丙烯酸酯修饰的葡聚糖Dex-AN；
步骤四：制备pH/光照双响应抗菌水凝胶微球：
以微流控法制备pH/光照双响应抗菌水凝胶微球，所用装置由三部分组成：a.内边长为150-800μm，外边长为250-1300μm的方形玻璃管；b.套在方形玻璃管内且与方形玻璃管同轴，内径为60-400μm，外径为150-700μm的锥形圆柱玻璃毛细管；c.套在方形玻璃管内且与方形玻璃管同轴，内径为60-400μm，外径为150-700μm的产品收集管，收集管的收集入口对准锥形圆柱玻璃毛细管的锥型出口；
首先准备溶液，将步骤三制得的Dex-AN加入到磷酸盐缓冲生理盐水中配制成浓度为0.1-0.2g/L的Dex-AN溶液，取二巯基聚乙二醇HS-PEG-SH加入到磷酸盐缓冲生理盐水中配制成浓度0.2-0.4g/L的HS-PEG-SH溶液，将步骤二制得的PS/Ag复合微球分散在水中，取上转换纳米颗粒分散在水中；
所述上转换纳米颗粒受可见光激发后可发射紫外光；
对装置进行遮光，以水为最外相流体，Dex-AN溶液和HS-PEG-SH溶液以3：1体积比混合并静置1-10min为中间相流体，PS/Ag复合微球和上转换纳米颗粒水溶液以10-200：1体积比混合为最内相流体；用微量注射泵以1-4mL/hr的速度将最内相流体输送到锥形圆柱毛细管中，中间相流体通过微量注射泵以2-6mL/hr的速度从与最内向流体相同的方向输送到锥形圆柱毛细管和方形玻璃管之间的同轴区，同时最外相流体从与最内向流体相反的方向通过微量注射泵以30-65mL/hr的速度输送到收集管和方形玻璃管之间的同轴区，所有流体在收集管入口汇合形成同轴流体并进入收集管，将收集到的混合液静置1h后，进行固液分离，并对所得固相用水洗涤2-3次，得到pH/光照双响应抗菌水凝胶微球。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤一中引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化二异丙苯中的任意一种或多种的混合。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤一中致孔剂为邻苯二甲酸二乙酯、戊烷、正庚烷、环己烷中的任意一种或多种的混合。
4.一种根据权利要求1-3任一所述的制备方法制得的pH/光照双响应抗菌水凝胶微球。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101029112A (zh) * 2007-03-28 2007-09-05 天津工业大学 紫外光－pH响应型高分子水凝胶及其用途
CN101190976A (zh) * 2006-12-01 2008-06-04 北京印刷学院 一种具有控制释放功能的抗菌包装材料
KR101040861B1 (ko) * 2010-11-02 2011-06-14 경북대학교 산학협력단 항균성 은 나노입자를 담지한 하이드로겔 마이크로입자 및 그 제조방법
CN104045843A (zh) * 2014-06-27 2014-09-17 北京林业大学 一种抗菌水凝胶的制备方法
CN106009442A (zh) * 2016-06-21 2016-10-12 天津大学 一种载纳米银的聚乙烯醇水凝胶的制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105131315B (zh) * 2014-11-27 2017-08-29 上海戴云化工科技有限公司 非自由基光化学交联水凝胶材料制备方法、其产品及应用
US20180355121A1 (en) * 2017-06-13 2018-12-13 Uvic Industry Partnerships Inc. Multifunctional microcarriers with thermo-responsive biomaterial coating and use thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101190976A (zh) * 2006-12-01 2008-06-04 北京印刷学院 一种具有控制释放功能的抗菌包装材料
CN101029112A (zh) * 2007-03-28 2007-09-05 天津工业大学 紫外光－pH响应型高分子水凝胶及其用途
KR101040861B1 (ko) * 2010-11-02 2011-06-14 경북대학교 산학협력단 항균성 은 나노입자를 담지한 하이드로겔 마이크로입자 및 그 제조방법
CN104045843A (zh) * 2014-06-27 2014-09-17 北京林业大学 一种抗菌水凝胶的制备方法
CN106009442A (zh) * 2016-06-21 2016-10-12 天津大学 一种载纳米银的聚乙烯醇水凝胶的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Y.Murali Mohan et.al."Hydrogel networks as nanoreactors: A novel approach to silver nanoparticles for antibacterial applications".《Polymer》.2007,第48卷(第1期),第158-164页. *

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