液滴微流控技术制备功能型微球的研究进展

近年来,微流控技术(microfluidics)发展迅猛,在微通道条件下能够对微米级流体实现融合和剪切等精确控制,且与药学、生命科学等学科相互交叉,在微球制备过程中通过改造微球结构和添加功能性材料,使得制备的聚合物颗粒在化学分析、重金属吸附和检测等领域有着相当广泛的应用。相对于传统的微球制备方法,液滴微流控技术不仅可以构建多种形态的微球,还能提供优秀的模板,丰富和扩展了微球的应用领域。文章系统介绍了利用液滴微流控技术制备颗粒的装置和基本原理,讨论了制备核壳型、多孔型、各向异性功能型微球的方法和成果以及传统微球制备方法的弊端。     

氢氧化镧交联壳聚糖微球的微流控制备及其除磷性能

基于微流控技术制备了氢氧化镧[La(OH)₃]交联壳聚糖（CS）微球（La-CS-M）,并对其组成和结构进行表征,探究了微球吸附去除水中磷酸盐的性能和机理。结果表明,La-CS-M成功负载了La（OH）₃,与传统滴落法制备的氢氧化镧交联壳聚糖球（La-CS）相比,其表面和内部具有疏松多孔结构,其体积平均粒径为415.8 μm,孔隙率为89.22%,平均孔径为960.0 nm,pH_pzc约为6.5。La-CS-M在宽pH范围内（3.0~10.0）均保持较高吸附量,\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}-}对La-CS-M吸附性能影响较Cl^-、\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}、\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}以及腐殖酸（HA）明显。吸附动力学数据符合准二级动力学模型,等温吸附数据符合Langmuir模型且在pH=6.0时最大吸附量为56.48 mg/g。结合XPS表征和吸附数据推测La-CS-M的吸附机理涉及静电吸附和形成内层配合物（通过配位交换或Lewis酸碱作用）。吸附磷酸盐后La-CS-M可通过2.5 mol/L NaOH溶液实现脱附,具有良好的再生性和吸附稳定性。     

氢氧化镧交联壳聚糖微球的微流控制备及其除磷性能

基于微流控技术制备了氢氧化镧[La(OH)₃]交联壳聚糖（CS）微球（La-CS-M）,并对其组成和结构进行表征,探究了微球吸附去除水中磷酸盐的性能和机理。结果表明,La-CS-M成功负载了La（OH）₃,与传统滴落法制备的氢氧化镧交联壳聚糖球（La-CS）相比,其表面和内部具有疏松多孔结构,其体积平均粒径为415.8 μm,孔隙率为89.22%,平均孔径为960.0 nm,pH_pzc约为6.5。La-CS-M在宽pH范围内（3.0~10.0）均保持较高吸附量,\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}-}对La-CS-M吸附性能影响较Cl^-、\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}、\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}以及腐殖酸（HA）明显。吸附动力学数据符合准二级动力学模型,等温吸附数据符合Langmuir模型且在pH=6.0时最大吸附量为56.48 mg/g。结合XPS表征和吸附数据推测La-CS-M的吸附机理涉及静电吸附和形成内层配合物（通过配位交换或Lewis酸碱作用）。吸附磷酸盐后La-CS-M可通过2.5 mol/L NaOH溶液实现脱附,具有良好的再生性和吸附稳定性。     

T型微通道装置制备尺寸均一壳聚糖微球

采用T型微通道装置制备尺寸均一的壳聚糖微球. 研究了乳化剂用量、油水两相流速比和流速等条件对乳液粒径的影响,尝试制备了不同分子量的壳聚糖乳液,并确定了交联固化方式. T型微通道装置的油相通道直径350 mm,水相通道直径65 mm,两通道接口处直径16 mm. 以1.5%(w)的壳聚糖醋酸水溶液为水相,以液体石蜡/石油醚(7/5, j)的混合物作为油相,水相流速20 mL/min,油水两相流速比为15:1,4%(w)的PO-500作为油相乳化剂,制备得到的壳聚糖乳液粒径分布系数<10%. 以戊二醛的甲苯溶液作为交联剂,当戊二醛所含醛基与壳聚糖所含氨基的摩尔比为1:1时,交联时间选择2 h.     

利用微流控装置制备微球的研究进展

与传统机械搅拌法相比,微流控装置制备微球技术可制备出单分散性好、粒径和形态可控的微球. 本文综述了该技术制备微球的原理及其在给药载体、细胞载体、分离介质、食品加工和酶制剂等领域的应用,重点分析了微通道材质、形状及实验流体对制备微球的影响,指出通过修饰微通道内壁、控制连续相可避免相的倒置现象,通过控制微通道尺寸、调节连续相流速可控制乳滴形状,最后展望了该技术的发展前景.     

液滴界面可控导入沉淀剂制备单分散均匀微球

均一尺寸微米功能材料在诸如高分子化学、医药化工、催化以及高效分离等领域都受到普遍关注。现有常规方法很难满足制备单分散、均一性的微米材料的要求。采用微流控技术,在微流控芯片内先生成液滴,然后再在线固化液滴的方法,制备了各种单分散、尺寸均一的微球。通过液滴界面受控导入沉淀剂到液滴中,当所含溶质为固化慢的硅溶胶时,生成实心微球,制备得到表面积达572 m²·g^-1、直径变异系数约为2%的纳米孔道二氧化硅微球;当液滴内含沉淀固化较快的溶质,如Zn、Fe、Cu,则可形成水合氧化物或者混合氧化物空心球微球;当含快沉淀也含慢速固化物质时,如含可溶性Fe的硅溶胶时,通过调控沉淀剂进入液滴的速度,也成功了制备了Fe均匀分散在氧化硅内的混合氧化物微球。     

壳聚糖微球的制备

用甲醛作为交联剂,通过悬浮交联法制备粒径不同的壳聚糖微球。通过控制反应条件,可以得到单分散性的微米级微球。通过光学显微镜及红外光谱仪等仪器对所得的产物进行了表征。     

壳聚糖微球的制备研究

利用液体石蜡作有机分散介质,甲醛、戊二醛作交联剂,通过反相悬液交联法制备了微米级窄分布壳聚糖微球,对合成最佳条件进行了实验选择,并对产物的形态、红外光谱特性及吸附行为进行了初步表征     

基于微流控芯片的液相微萃取的研究进展

微流控芯片通过微通道网络,将样品的采集、混合、反应、分离和富集等分析过程集成在芯片上完成,为化学反应的微型化提供了一个良好的操作平台。利用液体在微观尺度下表现出的特殊的表面物理性质,将液相微萃取技术移植到微流控芯片上,可以实现小体积样品中低含量目标分析物的萃取。本文介绍了基于微流控芯片的液相微萃取近年的研究进展,并总结了层流、液滴、捕陷液滴几种基本的萃取模式。     

微流控法制备新型微颗粒功能材料研究新进展

微颗粒功能材料在药物传送与控制释放、活性物质封装保护、微反应以及微分离等方面具有极其广泛的应用。相对于传统的微颗粒制备方法,近年来发展起来的微流控技术为可控制备具有不同结构和功能的单分散微颗粒功能材料提供了一个更为优越的技术平台。综述了微流控法制备新型微颗粒功能材料的研究新进展,重点介绍了利用微流控法可控制备具有良好单分散性的球形、非球形、中空型、核-壳型、孔-壳型以及多腔室型功能微颗粒的研究现状。     

微流控模板法制备功能化非球形微颗粒研究新进展

功能化非球形微颗粒在生物医药、吸附、传感与检测等方面具有非常广泛的应用。相对于其他非球形微颗粒制备方法,近年来兴起的微流控技术,由于对微尺度流体具有超灵敏的操控特性,在制备和精确调控微米级功能材料方面具有很大的优势。通过精确控制流体在微尺度通道内的流动和剪切,微流控技术可以实现多种形态和结构的微尺度流体、乳液和纤维的可控构建,为非球形微颗粒的可控制造提供了优良的模板。同时,通过在制备过程中引入功能性材料,这些非球形微颗粒将具备更多的功能,从而极大地拓展和丰富了其应用范围。本文综述了近年来采用微流控技术制备功能化非球形微颗粒的研究新进展,重点介绍了以微流控技术构建得到的微流体、多相乳液及微纤维为模板可控制备功能化非球形微颗粒的研究现状。     

微流控法制备新型微颗粒功能材料研究新进展

微颗粒功能材料在药物传送与控制释放、活性物质封装保护、微反应以及微分离等方面具有极其广泛的应用。相对于传统的微颗粒制备方法,近年来发展起来的微流控技术为可控制备具有不同结构和功能的单分散微颗粒功能材料提供了一个更为优越的技术平台。综述了微流控法制备新型微颗粒功能材料的研究新进展,重点介绍了利用微流控法可控制备具有良好单分散性的球形、非球形、中空型、核-壳型、孔-壳型以及多腔室型功能微颗粒的研究现状。     

壳聚糖缓释微球的制备与表征

以壳聚糖(Chitosan)、戊二醛(Glutaraldehyde)、尿素(Urea)为主要原料,采用乳化-化学交联法制备尿素-壳聚糖缓释微球.通过红外光谱测试,分析缓释微球的结构特征;通过扫描电镜测试,观察微球的微观形貌;通过交联度测试确定戊二醛的最佳用量;通过缓释测试,测定壳聚糖微球的缓释效果.结果表明:采用乳化-...     

水溶性壳聚糖及磁性壳聚糖微球的制备

以废弃蟹壳为原料制备出了高脱乙酰度壳聚糖和脱乙酰度50%的水溶性壳聚糖,通过电位滴定、红外光谱等对产物的脱乙酰度、功能基团作了表征,测定了产物的黏度,结果表明制备的水溶性壳聚糖的动力黏度为82.9 mPa.s。以0.01 mol/L硝酸钴和0.02 mol/L硝酸铁的混合溶液,采用微乳液法制备了纳米铁酸钴,以水溶性壳聚糖为原料制备了壳聚糖/纳米铁酸钴复合微球,TEM结果显示该磁性壳聚糖微球为规则球形,粒径13μm左右,分散性好。     

壳聚糖微球制备方法的专利技术进展

壳聚糖,通过甲壳素脱除部分乙酰基得到,结构中含有大量的氨基和羟基,是天然多糖中唯一的碱性多糖。由于壳聚糖分子中含有大量的配位基团,且其具有优异的包埋和缓释性能,大量的研究将壳聚糖及其复配的组合物制备成微球形态。近几年对于壳聚糖的制备方法的专利越来越多,对原有的壳聚糖微球制备方法做了各种优化。壳聚糖微球的制备技术不断地进步,使壳聚糖微球在多个领域的产品中使用。     

离子交联法制备负载布洛芬的壳聚糖微球

以壳聚糖为药用载体,焦磷酸钠(TSPP)为离子交联剂,布洛芬为模型药物,采用离子交联法制备壳聚糖微球制剂,考察处方和工艺因素对载药微球的包封率和载药量的影响;采用扫描电子显微镜和红外光谱对微球结构进行表征。实验结果表明:在pH=3.68的壳聚糖溶液中,正负电荷摩尔比20∶1,转速为325r/min,投药量为0.05g是较理想的壳聚糖微球制备条件。而交联剂滴加时间在20～60min之间对微球的载药量和包封率的影响不大。     

壳聚糖微球的应用研究

壳聚糖是甲壳素脱乙酰化后的产物,由于它具有生物相溶性、可生物降解、无毒、吸附等特性,已广泛应用于医学、食品等方面。壳聚糖微球除具有壳聚糖本身特点外,在性能上又有新的改善。本文从壳聚糖微球作为药物缓释、基因治疗、螯合金属离子、负载催化剂、吸附染料等用途出发,对其应用前景进行了简单的综述。     

微流控技术中液滴聚并的研究进展

随着微流控技术的发展,在微通道内精确调控液滴行为的研究受到越来越多的关注。详细介绍了引发液滴聚并的方式,包括主动聚并和被动聚并。主动聚并是指施加电场、磁场、温度场等引起液滴融合,被动聚并是指通过改变通道结构或改变通道壁面润湿性促进聚并发生。此外,综述了液滴聚并动力学研究进展,例如：液膜排出时间和临界毛细管数。最后对聚并过程中的流场研究做了简要介绍。对液滴聚并的后续机理研究、探索高效的聚并方式和聚并的实际应用具有重要的指导意义。     

微流控芯片上双重液滴的生成方法

双重液滴在化学、医学、食品科学、生命科学中有广泛应用.与传统方法相比,微流控芯片在生成双重液滴上具有较大优越性,因此应用前景极为广泛.本文对微流控芯片上形成双重液滴的方法进行了总结,比较了各种方法的优缺点.     

多孔壳聚糖微球的制备及其在污水处理中的应用

以液体石蜡为有机分散介质,戊二醛为交联剂,环己烷为致孔剂,制备了微米窄分布多孔壳聚糖微球,研究了多孔壳聚糖微球对污水中金属离子的吸附特性,测定了吸附动力学和吸附等温线。结果表明,多孔壳聚糖微球对污水中的金属离子具有很好的吸附特性,污水在pH值为2~5时吸附率接近100%。