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基于离心微流控系统制备海藻酸钙粒子的研究

刘梅  
【摘要】:海藻酸钙粒子具有良好的生物相容性,制备尺寸均一、形貌可控的海藻酸钙粒子,对其在生化分析及生物医药等领域的应用探索具有重要意义。微流控技术在制备多功能粒子方面展示出了独特的优势,能够精确控制粒子的结构、尺寸及形貌,且效率高,成本低。本文设计了离心微流控芯片,利用离心力将海藻酸钠溶液以液滴的形式甩入氯化钙溶液中,通过交联固化制备海藻酸钙粒子,建立了基于离心微流控系统制备海藻酸钙粒子的新方法。第一章,首先综述了利用微流控技术制备功能粒子的方法及研究进展,包括高分子聚合物粒子的制备、金属纳米粒子的制备、Janus粒子的制备;介绍了海藻酸钠的性质、海藻酸钙粒子的制备方法以及其在生化分析和生物医药方面的应用;最后,提出了本文的工作目的及设计思想。第二章,将离心微流控技术和液滴模板生成法相结合,建立了制备海藻酸钙粒子的新方法。设计并优化了适用于离心平台的微流控芯片,考察了离心速度、通道出口尺寸、通道出口与氯化钙溶液液面之间的距离、海藻酸钠溶液和氯化钙溶液的浓度、表面活性剂等因素对粒子尺寸、形貌以及粒子生成稳定性的影响。对8通道芯片生成粒子的单分散性进行了表征,单个通道产生粒子的粒径的变异系数在2.8%~4.8%(n=50)之间。进一步设计并制作了48通道和64通道的芯片,通过对芯片构型的进一步改进,将单位时间内的粒子生成量分别提高6和8倍。最后,设计了用于制备Janus粒子的双通道型芯片,分别引入混有两种不同荧光微球的海藻酸钠溶液,制备了Janus海藻酸钙粒子,并实现了磁性封装,初步证明了该粒子在生化分析等领域的应用潜力。第三章,对本文建立的基于离心微流控系统制备海藻酸钙粒子的方法进行了总结和展望。


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