[发明专利]一种连续可控制备两亲性雪人形微颗粒的方法

说明书

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。

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