[发明专利]一种单分散全水相Pickering乳液的制备方法及其微流控装置

说明书

本发明公开了一种单分散全水相Pickering乳液的制备方法及其微流控装置，制备方法包括以下步骤：步骤1：将等体积的聚乙二醇水溶液和葡聚糖水溶液充分混溶后分相；上相为聚乙二醇溶液，下相为葡聚糖溶液；步骤2：在葡聚糖溶液中加入脲酶，形成混合溶液A；步骤3：在聚乙二醇溶液中加入尿素和氯化钙，形成混合溶液B；步骤4：以混合溶液A为内水相，步骤1得到的聚乙二醇溶液为中间水相，混合溶液B为外水相；即可得到所需全水相Pickeing乳液；本发明制备得到的Pickering乳液，具有良好的生物相容性，易于实现对药物等活性物质的直接包封；通过界面化学反应生成颗粒并吸附于乳液界面，无需外力，乳液均一，乳液液滴大小可控。

技术领域

本发明涉及Pickering乳液的制备方法及其装置，具体涉及一种单分散全水相Pickering乳液的制备方法及其微流控装置。

背景技术

Pickering乳液是以固体颗粒代替传统表面活性剂作为稳定剂而制备的一种新型乳液，由于该乳液具有稳定性高、安全性高、易于实现环境响应等优点在食品、医药和化妆品及微囊材料制造等领域中被广泛应用。在传统制备Pickering乳液的工艺中都是通过超声乳化、涡旋震荡、机械搅拌等方法来完成，产生的乳液液滴大小不均一，且该方法由于需要高能乳化，极易对包封细胞等生物活性物质造成机械损害，限制了其在生物医药等领域的应用。

近年来微流控制备Pickering的出现极大解决了液滴尺寸不均一问题，并可实现对活性物质的温和包封。然而大多数微流控方法主要利用油水两相来产生油包水(ZhihongNie,et al.Journal of the American Chemical Society,2008,130:16508–16509)或水包油(XiaoxueYao,et al.Small,2018,14:1802902)的单分散Pickering乳液，因为有机油固有的毒性被证明能抑制细胞生长，加速细胞死亡，破坏组织的形成(Rong Fan,etal.Biomicrofluidics,2015,9:052602)，所以限制了微流控Pickering乳液在生物医学和制药领域的应用。

双水相(即全水相)系统，是指某些高分子和盐或者两种高分子的水溶液达到一定临界浓度时可自发分相形成的两相体系，由于该体系具有良好的生物相容性和选择分配性，常被用作蛋白质、核酸等生物活性物质的分离提取。双水相体系因其两相相似的物理化学性质，极低的界面张力，较大的界面层厚度，使得稳定双水相乳液变得非常困难。2017年西南交通大学孟涛课题组报道了蛋白质-高分子共聚物颗粒稳定双水相Pickering乳液的研究，虽然解决了油相带来的毒性和双水相乳液稳定性的问题，但均质乳化的乳液很难控制其尺寸的均一性(见Longhui Xue,et al.ACS Macro Letters,2017,6:679-683)。2018年Niki Abbasi等人利用重压法在微流控PDMS(聚二甲基硅氧烷)装置中被动产生双水相Pickering乳液(见Niki Abbasi,etal.Langmuir,2018,34:213-218)，但是该方法可控性差，仅靠流体运动将颗粒随机吸附于微流控液滴流界面，利用率较为低下，造成了颗粒不必要的浪费，难以满足实际应用的需求。由于双水相Pickering乳液的生物相容性好、乳液尺寸均一、液滴大小可控，同时又为制备包封生物活性物质的药用微囊提供了绝佳模板，因此在制药、食品、化妆品和分析检测等领域具有广阔的应用前景。然而，可控制备兼具单分散性和稳定性的双水相Pickering乳液一直是这项技术的瓶颈。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提供一种生物相容性高、乳液稳定性好、液滴尺寸均一且大小可控的单分散全水相Pickering乳液的制备方法及其微流控装置。

本发明采用的技术方案是：