CN102311945A - 一种温度-pH双敏凝胶微球及制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种凝胶微球产品，具有温度-pH双敏性，平均孔径为数纳米到200nm，平均粒径为1μm到100μm。其制备方法为：1)提供溶解了水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸、引发剂、交联剂的水溶液作为水相W；2)提供溶解了油溶性乳化剂且与水互不相溶的油性物质作为油相O；3)将所述水相与油相混合得到W/O型乳液，搅拌，通惰性气体；4)保持惰性气体氛围，向W/O型乳液中加入加速剂，低于N-异丙基丙烯酰胺的临界溶解温度下聚合得到凝胶微球；5)将聚合得到的凝胶微球洗涤，得到凝胶微球产品。本发明还提供了凝胶微球的用途。

Description

一种温度-pH双敏凝胶微球及制备方法和应用

技术领域

本发明涉及功能高分子材料及生化分离、固定化酶载体领域。更具体地说，涉及一种具有温度-pH双敏性的凝胶微球。

本发明还涉及上述凝胶微球的制备方法。

本发明还涉及上述凝胶微球的应用。

背景技术

智能水凝胶是由亲水的三维交联高分子网络和介质(水)共同组成的物理化学性能和结构随外界环境的改变(如温度、pH、光电场、磁场等)而发生变化的高分子聚集体，在化工、医药、机械等领域应用极为广泛。聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)是一种典型的温敏性高分子，是温敏水凝胶最常用的材料之一。其水凝胶在临界溶解温度(LCST)附近(约32℃)发生可逆亲疏水性转变，当温度高于LCST时表现为疏水性，当温度低于LCST时表现为亲水性。在固定化酶、药物控释、细胞培养、生化分离、微反应器等领域具有广阔的应用前景。随着对材料功能要求的不断提高，研究开发具有多重刺激响应性的“杂交型”智能材料已成为该领域的重要发展方向。N-异丙基丙烯酰胺与其它单体接枝或共聚可得到具有双重敏感性的水凝胶，温度和pH分别为极易实现的物理刺激和化学刺激，因此制备温度-pH双重敏感性的水凝胶备受关注。

水凝胶在应用过程中，其对外界刺激的响应速率是一个极为重要的参数。水凝胶膨胀和收缩达到平衡所需的时间与水凝胶的线型尺寸密切相关，水凝胶膨胀和收缩的特征时间τ∝R²/D，其中R为水凝胶线性尺寸，D为水凝胶协同扩散系数。目前文献报道的PNIPAM水凝胶大多为大块水凝胶和纳米凝胶球。大块凝胶由于其刺激响应速度慢、比表面积小、机械性能差等诸多缺点，使其应用受到很多限制，而纳米凝胶虽然解决了上述问题，但在应用时仍存在很多不足，若作为分离介质，单独使用时不易收集，柱内使用会带来非常高的柱压，这些都是纳米尺度颗粒所无法回避的问题。与纳米凝胶及大块凝胶相比，微米级凝胶微球由于其介于纳米尺度和宏观尺度之间，兼具两者的优点且克服了两者的不足，刺激响应速度快、具有较大的比表面积且不易团聚，具有良好的机械性能等诸多优良性能，在诸多领域发挥着越来越重要的作用。制备小粒径微球的方法通常有沉淀聚合法和悬浮聚合法。沉淀聚合法制备的通常为1微米以下的纳微凝胶球，这就大大限制了凝胶球的应用；而悬浮聚合法制备时则存在以下问题，即不能采用常规的热引发方式引发聚合，这是由于常规热引发聚合温度(60-70℃)远高于PNIPAM的LCST，W/O乳液内水相的NIPAM聚合后会发生相转变，原来吸附于亲水性表面的乳化剂不一定能吸附于疏水性表面，破坏乳液的稳定性，出现大量沉淀，沉淀后的聚合物团聚成块状，不能得到凝胶微球。因此，整个聚合过程需要保持低温(聚合温度须小于PNIPAM的LCST)。虽然目前报道的紫外线辐射光引发聚合法可以在低温下引发聚合，但紫外光引发聚合不可避免地存在一些缺点，例如受到紫外光穿透能力的限制，要求聚合体系体积不能太大，否则不易穿透，造成聚合体系聚合不均匀，若要增大光强度，虽可增强穿透能力，但又会带来体系温度升高、生物活性物质变性等一系列问题，因此紫外光引发聚合制备规模受到限制。

另外，凝胶微球的尺寸均一性是刺激响应一致性的重要保证，目前凝胶微球制备多用机械搅拌及均质乳化法，制备所得的微球粒径不均一、大小不可控。对温度刺激的响应不一致，且易造成包埋率及固载量低，这些都会对应用效果产生影响。因此，需要开发新的微米级特别是尺寸均一微米级凝胶微球制备方法，以满足智能水凝胶快速、一致响应的实际需求。

水凝胶微球在应用过程中，孔径是一个非常重要的参数，孔径不仅影响水凝胶微球对温度的响应速率，还影响其作为载体时的应用性能：在作为固定化酶载体时，孔径大小直接影响酶固载量及底物进出水凝胶的速率，进而影响催化效率；在作为药物载体时，孔径大小对药物包埋率及释药行为都有重要影响；在细胞培养及生化分离应用中，水凝胶的孔径也是非常重要的参数。因此，对水凝胶孔径的控制显得非常必要。如果可以控制水凝胶的孔径，就可以根据需要设计所需孔径的大小，然后制备所设计孔径的水凝胶。这对于实现按需可控制备及拓展水凝胶的应用都将有重要意义。

中国专利(公开号CN1328067A)公开了一种多孔温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的制备方法，外加CaCO₃作为致孔剂制备多孔水凝胶，可以通过调节CaCO₃颗粒的大小来调节凝胶的孔径，但这种方法制备完成后还要将致孔剂CaCO₃用盐酸溶解掉，盐酸会对凝胶内的固定化酶、药物、细胞等产生破坏作用，此方法不能实现同步固定化，操作繁琐，且制备的为大块凝胶。因此，有必要研究新型的制备方法，制备出孔径和粒径可控的PNIPAM凝胶微球，进一步拓展其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有温度-pH双敏性的凝胶微球。

本发明的又一目的在于提供上述凝胶微球的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的凝胶微球产品，具有温度-pH双敏性，平均孔径为数纳米到200nm，优选为30-80nm；平均粒径为1μm到100μm，优选为20-50μm。

本发明提供的上述凝胶微球的制备方法，主要步骤如下：

1)提供溶解了水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸、引发剂、交联剂的水溶液作为水相W；

水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸的总浓度为0.1wt％-60wt％；

水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸的质量比为1％-100％，通过改变水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸的比例调节凝胶微球的平均孔径；

引发剂占水溶性单体的质量比为0.1-10％；

交联剂占水溶性单体的质量比为0.1-80％；

2)提供溶解了油溶性乳化剂且与水互不相溶的油性物质作为油相O，油溶性乳化剂浓度为1wt％-20wt％；

3)将所述水相与油相混合得到W/O型乳液，搅拌，通惰性气体；

4)保持惰性气体氛围，向W/O型乳液中加入加速剂，低于N-异丙基丙烯酰胺的临界溶解温度下聚合得到凝胶微球，每100ml W/O型乳液中加入加速剂的量为1-1000μm；

5)将聚合得到的凝胶微球洗涤，得到凝胶微球产品。

所述凝胶微球的制备方法，其中加速剂是在低温下加速引发剂产生自由基引发聚合反应的一类试剂。

所述凝胶微球的制备方法，其中W/O型乳液采用将水相在压力作用下使其通过孔径均一的疏水性微孔膜得到。

所述凝胶微球的制备方法，其中引发剂为重结晶的过硫酸铵或过硫酸钾；惰性气体为氮气或氩气；乳化剂为司盘80或聚甘油蓖麻醇酯。

所述凝胶微球的制备方法，其中油相O为环己烷、正庚烷、环己烷与正庚烷的混合物、环己烷与氯仿的混合物、正庚烷与氯仿的混合物、环己烷与正庚烷与氯仿的混合物；其中，环己烷与氯仿的体积比、正庚烷与氯仿的体积比均为9∶1-5∶5。

本发明的凝胶微球可以用作固定化载体。

附图说明

图1是制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球的原理及流程图。

图2是实施例1制备的凝胶微球的显微镜照片。

图3是实施例1制备的凝胶微球的电镜照片。

图4是实施例1制备的凝胶微球的粒径分布图。

图5是实施例1制备的凝胶微球的内部结构电镜照片。

图6是实施例2制备的凝胶微球的显微镜照片。

图7是制备微球的丙烯酸含量与微球平均粒径之间的关系图。

图8是制备微球的平均粒径与膜孔径之间的关系图。

图9是实施例14制备的凝胶微球的显微镜照片。

图10是实施例15制备的凝胶微球的显微镜照片。

具体实施方式

本发明通过向W/O体系加入加速剂，水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸可以在PNIPAM临界溶解温度以下聚合，避免了聚合过程中因热引发体系温度升高而使PNIPAM发生亲疏水性相转变，从而可以保持聚合过程中W/O体系稳定，制备得到凝胶微球。传统的热引发聚合反应在用于N-异丙基丙烯酰胺的W/O聚合体系制备凝胶微球时，由于PNIPAM在临界溶解温度附近发生可逆亲疏水性转变，而热引发的聚合温度远高于PNIPAM的临界溶解温度，会导致W/O体系不稳定而产生大量沉淀，不能成功制备凝胶微球。

本发明提供的凝胶微球孔径中，共聚单体N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸的比例与凝胶微球的孔径呈线性关系，可以调节两者的比例来调节凝胶微球的孔径。

本发明的制备方法中，W/O乳液采用微孔膜乳化法制备，可以通过调节疏水性微孔膜的孔径来调节凝胶微球的粒径，且凝胶微球的粒径均一。按下式计算的粒径分布系数不大于20％：

C.V.＝{[∑(di-d)2/N]1/2/d}×100％

式中，C.V.代表粒径分布系数；di代表各个纳微球的直径；d代表微球的数均平均粒径，d＝∑di/N；N为用于计算粒径的微球数量，且N≥200个。

本发明提供的方法包括如下步骤：

1)提供溶解了水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸、引发剂、交联剂的水溶液作为水相W；

2)提供溶解了油溶性乳化剂且与水互不相溶的油性物质作为油相O；

3)将所述水相与油相混合得到W/O型乳液，搅拌，通惰性气体；

4)保持惰性气体氛围，向W/O型乳液中加入加速剂，在低于N-异丙基丙烯酰胺的临界溶解温度下进行聚合得到凝胶微球；

5)将聚合得到的凝胶微球洗涤，得到凝胶微球产品。

上述制备方法中，步骤1的水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺为重结晶的N-异丙基丙烯酰胺，N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸的总浓度为0.1wt％-60wt％，优选为1-40％，更优选为5wt％-20wt％；所述引发剂为重结晶的过硫酸铵或过硫酸钾，引发剂占单体的质量比为0.1-10％，优选为1-8％，更优选为2-5％；交联剂为四甲基双丙烯酰胺或双丙烯酸乙二醇酯，交联剂占单体的质量比为0.1-80％，优选为1-60％，更优选为2-5％。

上述制备方法中，步骤2的油相为与水不容的油性物质，可选自环己烷、正庚烷、环己烷与正庚烷的混合物、环己烷与氯仿的混合物、正庚烷与氯仿的混合物、环己烷与正庚烷与氯仿的混合物。正庚烷或环己烷与氯仿的配比为9∶1(v/v)到5∶5(v/v)，更优选为8∶2(v/v)，所述油溶性乳化剂为Span80或聚甘油蓖麻醇酯(PGPR)，浓度为1wt％-20wt％，优选为2-10％，更优选为3wt％-8wt％

上述制备方法中，步骤3的W/O型乳液可以通过机械搅拌或均质乳化法得到，也可以通过超声乳化法得到，还可以通过得到微孔膜乳化法得到，优选为通过疏水性微孔膜得到。因为在选用微孔膜乳化法时，凝胶微球粒径与膜孔径呈线性关系，粒径在1-100μm范围内大小可控，平均粒径优选为10-80μm，更优选为10-50μm。

上述制备方法中，步骤3选用微孔膜乳化方法制备W/O乳液时，过膜压力为0.5-2kPa，膜孔径为0.5-50微米，优选为2-20微米，搅拌可以采用机械搅拌或磁力搅拌，磁力搅拌速率为100～150rpm/min。

上述制备方法中，步骤3的惰性气体为氮气或氩气，优选为氮气。本步骤通惰性气体的目的是排出溶解在W/O体系中的空气，以保证聚合反应顺利进行。

上述制备方法中，步骤4的加速剂为可以在低温下引发聚合反应的一类试剂。本方法中优选为可以加速过硫酸盐类引发剂产生自由基的一类试剂，优选为四甲基乙二胺或亚硫酸氢钠或偏重亚硫酸钠。以四甲基乙二胺为例来说明加速剂的加入方法，四甲基乙二胺的量为1-1000μl/100ml，优选为10-500μl/100ml，首先要用油相进行萃取，然后将萃取有四甲基乙二胺的油相滴加如W/O乳液反应体系中。聚合温度须低于N-异丙基丙烯酰胺的临界溶解温度，一般为0-32℃，优选为15-30℃，更优选为25-30℃。这是因为PNIPAM为温敏型材料，其临界转化温度(LCST)在32℃附近，若采用常规热引发聚合温度(60-70℃)远高于PNIPAM的LCST，W/O乳液内水相的NIPAM聚合后会发生相转变，原来吸附于亲水性表面的乳化剂不一定能吸附于疏水性表面，破坏乳液的稳定性，出现大量沉淀，不能得到尺寸均一的微球。因此，需要外加加速剂实现低于PNIPAM的临界溶解温度下聚合。

四甲基乙二胺用油相萃取后加入到W/O乳液中，而不是直接加入到溶有单体的水相。若直接加入到水相，加速剂加入后很快引发聚合(几分钟内)，而膜乳化则需要较长的时间(1hr以上)，因此，水相在过膜前就已经发生聚合，不能成功制备W/O乳液且极易堵膜。若加速剂不经油相萃取直接加入，会引起W/O乳液扰动，容易引发乳滴聚并，不利于均一微球的制备，因此，本发明采用油相萃取的加速剂。加入加速剂后，即可保证室温引发聚合。

本发明的制备方法中，水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸质量比例为1％～100％(wt％)；其中凝胶微球的平均孔径可以通过调节水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸的比例来调节。水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸质量比例优选为3％-50％(wt％)，更优选为5％-25％(wt％)。本发明的制备方法所制备的微球中，丙烯酸含量与微球内部孔径呈线性关系，丙烯酸所占的比例越大，双敏凝胶微球平均孔径越小，反之，丙烯酸所占比例越小，双敏凝胶微球的平均孔径越大。如丙烯酸含量占总单体量的5wt％时，凝胶微球的平均孔径为27.04nm。

本发明工艺简单，双敏凝胶微球的粒径和孔径可以在很大范围内调节，以满足不同的需求。与以往的技术相比，本发明有以下优点：

1)本发明提供了一种温敏凝胶微球的制备方法，使W/O乳液低温即可聚合，有效避免了聚合过程中因热引发体系温度升高而使PNIPAM发生亲疏水性相转变，制备得到的凝胶微球刺激响应速度快，应用范围广。

2)本发明提供了一种凝胶微球孔径可控的制备方法，可以调节两者的比例来调节凝胶微球的孔径，可根据需要设计微球的孔径，以满足不同的需求。

3)本发明还提供一种简单易行的粒径均一、粒径可控的凝胶微球的制备方法，W/O乳液采用微孔膜乳化法制备，可以通过调节疏水性微孔膜的孔径来调节凝胶微球的粒径，且凝胶微球的粒径均一，可有效保证微球的刺激响应一致性。

本发明的凝胶微球产品作为固定化载体的用途，作为固定化酶载体，可固定化多种酶类，如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶、淀粉酶、胃蛋白酶、核糖核酸酶等。还可以作为固定化细胞的载体，可以根据细胞的大小调节微球孔径，制备相应孔径的凝胶微球。

下面对本发明进行更为详尽的描述。

如果没有特别指明，本发明中所用的浓度单位均为wt％。

总体上讲，本发明提供了一种凝胶微球的制备方法。

根据一个优选的实施方案，本发明首先将水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸、引发剂、交联剂的水溶液作为水相W，将溶解了油溶性乳化剂且与水互不相溶的油性物质作为油相O，采用经过化学修饰的表面疏水的微孔膜在氮气压力作用下将水相压过微孔膜制备得到W/O乳液，在惰性气体氛围下(优选为氮气)，将用油相萃取过的加速剂加入W/O乳液中，在低于N-异丙基丙烯酰胺的临界溶解温度下，聚合得到温度-pH双敏凝胶微球。通过调节水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸的比例，可以调节微球的孔径，以满足不同的需求。

本发明中，聚合温度在低于PNIPAM临界溶解温度的条件下进行，温敏性聚合物PNIPAM存在一个临界溶解温度(LCST)，当外界温度高于此温度时，PNIPAM表现为疏水性；当外界温度低于此温度时，PNIPAM表现为亲水性。若聚合温度高于PNIPAM的LCST，一旦聚合开始，W/O乳液中水相中水溶性单体NIPAM聚合成长链的PNIPAM后，PNIPAM在高温下会由亲水性向疏水性转变，原来吸附在亲水界面上的乳化剂因为接触了疏水界面而脱离下来，致使原本稳定的W/O乳液失去稳定性而产生沉淀，不能成功制备得到凝胶微球。若整个聚合过程中体系的温度一直保持在LCST以下，聚合开始后，PNIPAM不会发生亲疏水性的转变，不会破坏W/O乳液的稳定性。因此，可以成功制备得到所需凝胶微球。

本发明中，可以通过调节水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸的比例来调节凝胶微球的孔径。凝胶微球在固定化酶、药物控释、细胞培养、生化分离、微反应器等领域应用广泛，凝胶微球的孔径直接影响其应用。凝胶微球孔径不仅影响水凝胶微球对温度的响应速率，还影响其应用性能，例如作为固定化酶载体时，孔径太小，酶很难进入微球内部，微球的酶固载量就会很低，若孔径太大，虽然酶很容易进入微球内部，但微球的比表面积太低，也不利于固载量的提高，因此，微球的孔径与酶的大小要匹配恰当，而且孔径的大小也影响底物的出入。因此，对水凝胶孔径的控制非常重要。本发明可以根据应用需求设计凝胶微球的孔径，通过调节水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸的比例调节凝胶微球的孔径，以满足不同的需要。

下面对本发明的凝胶微球的制备方法举例加以说明。但是应当理解，这些举例说明仅仅是为了便于更好地理解本发明，而决非对本发明范围的限制。

实施例1

将10g N-异丙基丙烯酰胺加入100ml正己烷中，加热至40℃使之溶解，再缓慢冷却，待结晶后抽滤，冰箱静置过夜，次日过滤得到滤饼，用正己烷重结晶后待用。采用疏水性玻璃膜作为微孔膜。准确称量0.85g精制后的N-异丙基丙烯酰胺、0.15g(总单体量的15wt％)丙烯酸、0.05g(总单体量的15wt％)亚甲基双丙烯酰胺MBA溶于8ml去离子水，搅拌均匀。然后加入0.05g(总单体量的3wt％)引发剂APS，补充去离子水至总体积为10ml，磁力搅拌使之充分溶解。取80ml环己烷与20ml氯仿混合均匀，加入5.0g(油相质量的5％g/ml)乳化剂SPAN80，磁力搅拌使之混合均匀。在2.5KPa的氮气压力下将水相通过5.2微米的SPG膜孔压入油相，油相搅拌速度为130～140rpm，时间3～4小时。待将水相全部压入油相后得到尺寸均一的W/O乳液，将上述得到的乳液通氮气半小时后，向体系加入环己烷萃取的四甲基乙二胺1毫升(含四甲基乙二胺100微升)，聚合反应时搅拌速度保持在170rpm，25℃下聚合反应4小时后得到聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球。4000rpm转速下离心弃上清，所得微球用丙酮洗3次，去离子水洗3次，用去离子水悬浮储存。微球孔径采用比表面与孔隙度分析仪ASAP 2020测定，平均孔径为12.18纳米，微球粒径及分布采用激光粒度仪Mastersizer 2000E测定，微球平均粒径为25.22微米。光学显微镜如图1所示，粒径分布如图2所示。C.V.为13.23％。

实施例2

采用与实施例1相同的装置与方法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球，其中不同的是保持N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸总量为1g，N-异丙基丙烯酰胺的量变为0.95g(总单体量的95wt％)，丙烯酸的量为0.05g(总单体量的5wt％)，得到聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球平均孔径为27.04纳米，微球平均粒径为24.92微米。C.V.为14.47％。

实施例3

采用与实施例1相同的装置与方法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球，其中不同的是保持N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸总量为1g，N-异丙基丙烯酰胺的量变为0.90g(总单体量的90wt％)，丙烯酸的量为0.10g(总单体量的10wt％)，得到聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球平均孔径为20.45内米，微球平均粒径为25.45微米。C.V.为15.30％。

实施例4

采用与实施例1相同的装置与方法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球，其中不同的是保持N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸总量为1g，N-异丙基丙烯酰胺的量变为0.80g(总单体量的80wt％)，丙烯酸的量为0.20g(总单体量的20wt％)，得到聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球平均孔径为9.38内米，微球平均粒径为24.92微米。C.V.为14.78％。

实施例5

采用与实施例1相同的装置与方法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球，其中不同的是保持N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸总量为1g，N-异丙基丙烯酰胺的量变为0.75g(总单体量的75wt％)，丙烯酸的量为0.25g(总单体量的25wt％)，得到聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球平均孔径为4.44内米，微球平均粒径为24.80微米。C.V.为15.01％。

实施例1-5所制备的聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球丙烯酸含量与平均孔径的关系如图3所示。由图可以看出微球丙烯酸含量与微球平均孔径呈线性关系。

实施例6

采用与实施例1相同的装置与方法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球，其中不同的是聚合温度为20℃，得到微球平均孔径为12.34纳米，平均粒径为25.80微米。C.V.为14.42％。

实施例7

采用与实施例1相同的装置与方法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球，其中不同的是聚合温度为30℃，得到微球平均孔径为12.46纳米，平均粒径为25.35微米。C.V.为16.06％。

实施例8

采用与实施例1相同的装置与方法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球，其中不同的是聚合时间为8小时，得到微球平均孔径为12.53纳米，平均粒径为25.06微米。C.V.为13.80％。

实施例9

采用与实施例1相同的装置与方法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球，其中不同的是聚合时间过夜(12小时以上)，得到微球平均孔径为12.48纳米，平均粒径为25.57微米。C.V.为14.14％。

实施例10

采用与实施例1相同的装置与方法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球，其中不同的是所用的SPG膜孔径为1.4微米，得到微球平均孔径为12.14纳米，微球平均粒径为6.14微米。C.V.为15.11％。

实施例11

采用与实施例1相同的装置与方法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球，其中不同的是所用的SPG膜孔径为2.8微米，得到微球平均孔径为12.56纳米，微球平均粒径为12.40微米。C.V.为15.32％。

实施例12

采用与实施例1相同的装置与方法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球，其中不同的是所用的SPG膜孔径为7.2微米，得到微球平均孔径为12.39纳米，微球平均粒径为29.40微米。C.V.为15.62％。

实施例13

采用与实施例1相同的装置与方法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球，其中不同的是所用的SPG膜孔径为9微米，得到微球平均孔径为12.71纳米，微球平均粒径为39.80微米。C.V.为14.79％。

实施例1、实施例10-13所制备的聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球的平均粒径与膜孔径的关系如图5所示。由图可以看出微球平均粒径与膜孔径呈线性关系。

实施例14

采用与实施例1相同的配方制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球，其中不同的是采用机械搅拌法制备W/O乳液，得到的微球平均粒径大小非常不均一(如图9所示)。

实施例15

采用与实施例1相同的配方制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微球，其中不同的是采用均质乳化法制备W/O乳液，得到的微球平均粒径大小非常不均一(如图10所示)。

Claims (9)

1.一种凝胶微球产品，具有温度-pH双敏性，平均孔径为数纳米到200nm，平均粒径为1μm到100μm。

2.根据权利要求1所述的凝胶微球产品，其中，平均孔径为30-80nm，平均粒径为20-50μm。

3.权利要求1所述凝胶微球的制备方法，主要步骤如下：

1)提供溶解了水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸、引发剂、交联剂的水溶液作为水相W；

水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸的总浓度为0.1wt％-60wt％；

水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸的质量比为1％-100％，通过改变水溶性单体N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸的比例调节凝胶微球的平均孔径；

引发剂占水溶性单体的质量比为0.1-10％；

交联剂占水溶性单体的质量比为0.1-80％；

2)提供溶解了油溶性乳化剂且与水互不相溶的油性物质作为油相O，油溶性乳化剂浓度为1wt％-20wt％；

3)将所述水相与油相混合得到W/O型乳液，搅拌，通惰性气体；

4)保持惰性气体氛围，向W/O型乳液中加入加速剂，低于N-异丙基丙烯酰胺的临界溶解温度下聚合得到凝胶微球，每100ml W/O型乳液中加入加速剂的量为1-1000μm；

5)将聚合得到的凝胶微球洗涤，得到凝胶微球产品。

4.根据权利要求3所述凝胶微球的制备方法，其中，加速剂足在低温下加速引发剂产生自由基引发聚合反应的一类试剂。

5.根据权利要求3所述凝胶微球的制备方法，其中，W/O型乳液采用将水相在压力作用下使其通过孔径均一的疏水性微孔膜得到。

6.根据权利要求3所述凝胶微球的制备方法，其中，引发剂为重结晶的过硫酸铵或过硫酸钾；惰性气体为氮气或氩气；乳化剂为司盘80或聚甘油蓖麻醇酯。

7.根据权利要求3所述凝胶微球的制备方法，其中，油相O为环己烷、正庚烷、环己烷与正庚烷的混合物、环己烷与氯仿的混合物、正庚烷与氯仿的混合物、环己烷与正庚烷与氯仿的混合物。

8.根据权利要求7所述凝胶微球的制备方法，其中，环己烷与氯仿的体积比、正庚烷与氯仿的体积比均为9∶1-5∶5。

9.权利要求1所述凝胶微球作为固定化载体的用途。

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