[发明专利]一步法连续制备海藻酸钙微凝胶的微流控技术

权利要求书

1.一步法连续制备海藻酸钙微凝胶的微流控方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)配制溶液

①以水溶性海藻酸盐为原料溶解于水中制备海藻酸水溶液，加入交联反应引发剂，再将生物活性物质和/或纳米颗粒分散于上述水溶液中得水凝胶预聚体溶液，作为水相溶液，

其中：

所述交联反应引发剂选自钙-乙二胺四乙酸的螯合物水溶液、钙-氨三乙酸的螯合物水溶液、碳酸钙纳米颗粒、硫酸钙纳米颗粒、磷酸钙纳米颗粒中一种或几种的组合；所述交联反应引发剂的终浓度以钙含量记为10-1000mM；

②将氟化油、氟化表面活性剂和酸性物质共混得第一重油相；

③将氟化油与全氟醇共混或将氟化油与全氟酸共混得第二重油相；

(2)将步骤①获得的水相溶液以第一流速注入微流芯片，以第二流速将第一重油相溶液从第二输入口注入微流芯片，水相溶液和第一重油相经过乳化通道共混，形成油包水乳液液滴；

(3)以第三流速将第二重油相由第三输入口注入微流芯片，第二重油相与步骤(2)所得乳液在设置于乳化通道下游的混合通道中充分共混后，从输出通道流出芯片；将输出的溶液输入收集相水溶液，使载有生物活性物质和/或纳米颗粒的海藻酸钙微凝胶分散在收集相水性溶液中，收集水相溶液即得终产品；

所述酸性物质选自下述一种或几种的组合：硫酸、硝酸、盐酸、碳酸、磷酸、醋酸或柠檬酸；所述酸性物质在混合溶液中的浓度为0.001-20v/v％；

形成的水相液滴从上游水油两相交汇通道到第二重油相共混通道时间为0.1-30s，微凝胶颗粒与第二重油相共混后到注入收集水溶液相的时间为0.1-30s；

水相流速和第一重油相的流速比为0.01～1；第一重油相流速和第二重油相流速比为1:0.5～50。

2.根据权利要求1所述的一步法连续制备海藻酸钙微凝胶的微流控方法，其特征在于：所述的微流芯片具有流体聚焦结构、T形混合结构、同向流动型或十字结构的微流通道，具有至少3相液体输入口，以及乳化通道和输出通道。

3.根据权利要求1所述的一步法连续制备海藻酸钙微凝胶的微流控方法，其特征在于：所述海藻酸原料为海藻酸盐水溶液。

4.根据权利要求1所述的一步法连续制备海藻酸钙微凝胶的微流控方法，其特征在于：所述海藻酸原料为胶原、明胶、透明质酸、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、葡聚糖、壳聚糖、琼脂糖中的一种或几种的组合与海藻酸的混合物。

5.根据权利要求1所述的一步法连续制备海藻酸钙微凝胶的微流控方法，其特征在于：其中预聚体溶液中海藻酸原料总浓度为0.1-8w/v％。

6.根据权利要求1所述的一步法连续制备海藻酸钙微凝胶的微流控方法，其特征在于：步骤(1)中被包埋生物活性物质和/或纳米颗粒选自下述一种或几种的组合：活体细胞、水溶性的活性蛋白药物分子、纳米颗粒；

所述活体细胞为原代培养细胞、传代培养细胞、细胞株培养细胞和杂合体；

所述水溶性的活性蛋白药物分子为蛋白质类药物、多肽类药物、酶类药物和细胞生长因子；

所述纳米颗粒为纳米金、纳米银、纳米氧化铁、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸、脂溶性维生素、喹诺酮类非水溶性药物、羟基磷灰石、二氧化硅、磷酸钙、纳米碳管、石墨烯的纳米颗粒；所述纳米颗粒尺寸直径5-1000nm。

7.根据权利要求1所述的一步法连续制备海藻酸钙微凝胶的微流控方法，其特征在于：所述氟化油选自下述一种或几种的组合：全氟戊烷、全氟己烷、全氟庚烷、全氟丁基-甲基醚、全氟辛烷、全氟壬烷、全氟癸烷、全氟十一烷、全氟十二烷、全氟十三烷、全氟十四烷、全氟十五烷、全氟十六烷、全氟十七烷、全氟萘烷。

8.根据权利要求1所述的一步法连续制备海藻酸钙微凝胶的微流控方法，其特征在于：所述氟化表面活性剂选自下述一种或几种的组合：全氟醚、全氟烷基酸全氟醚-聚乙烯醇嵌段共聚物、全氟醚-聚乙烯醇-全氟醚嵌段共聚物表面活性剂；其中氟化表面活性剂的浓度为0.1-10wt％。