[发明专利]空心微球在连续脉冲变化环境中pH振荡响应行为的检测方法

说明书

本发明属于空心微球动力学行为检测技术领域，涉及一种空心微球在连续脉冲变化环境中pH振荡响应行为的检测方法，包括以下步骤：采用模板自由基聚合法合成P(NIPAm‑co‑AAc)空心微球；将亚硫酸盐溶液与硫酸形成的第一混合液、溴酸盐溶液和空心微球形成的第二混合液分别装入两个储液瓶；搭建pH振荡相应行为动力学测试装置，每隔一个检测周期，通过蠕动泵混合后给pH振荡响应行为动力学测试装置中的反应器供料，对反应器进行搅拌；在检测周期内，通过pH振荡行为动力学测试装置对空心微球的粒径和pH值的变化情况进行检测。本发明测试出了空心微球在生化环境中不间断的收缩膨胀行为，为空心微球在生化传感器、药物输送系统等方面的应用提供良好的启示。

技术领域

本发明属于空心微球动力学行为检测技术领域，涉及一种空心微球在连续脉冲变化环境中pH振荡响应行为的检测方法。

背景技术

刺激响应型微球会根据所受刺激信号做出相应的响应行为，在体积和形态等方面发生变化，即“智能响应型行为”，比如pH、温度、光、生物分子响应性等。此种特性为研究生化传感器、药物输送系统、纳米计算机和生化分离等智能生化系统提供重要启示。刺激响应型微球在许多领域所存在巨大的潜在用途吸引了广泛关注，成为近年来研究热点。

传统刺激响应型微球多采用无规共聚法和核壳结构法获得。其实心结构的阻尼特性导致刺激响应行为不够明显，过程可逆性差，甚至失去二次响应性。另外，实验过程中外部环境的刺激因素多为单次、单向刺激，与实际生化环境相差甚远。

聚合物中空球体是一种具有特殊结构的功能材料，粒子尺寸为纳米或微米级的中空球，因其具有尺寸小、比表面积大、密度低、中空结构、良好的渗透性等特性，而具有环境响应能力的聚合物中空材料，结合了中空材料独特的结构特点和环境响应材料的优良响应性能，赋予材料更大的可控性和环境响应功能性，具有巨大的潜在应用价值。

温度响应是最常见的一种环境响应，其中研究最为广泛的温敏性聚合物主要为聚异丙基丙烯酰胺（PNIPAm），其在纯水中临界相转变温度（LCST）为34℃。以PNIPAm为主链，通过接枝共聚等方法可以引入具有不同性能的官能团，从而使微凝胶具有不同的响应特性，比如pH、光、生物分子等响应性。如公开号为CN 106311102 A的中国发明专利公开了“一种光热响应型复合凝胶空心微球的制备方法”，以二氧化硅实心球为模板，通过表面接枝聚合法制备出了具有温度响应与近红外光响应的空心微球。

化学仿生系统的发展则要求通过化学仿生环境来控制凝胶颗粒在耦合体系内持续响应，即将化学响应性凝胶颗粒与合适的化学反应体系发生耦合作用并能远离平衡态，凝胶体积能响应体系振荡而持续振荡。而到目前为止，尚没有公布空心微球在耦合体系中pH振荡响应动力学行为的检测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空心微球在连续脉冲变化环境中pH振荡响应行为的检测方法，通过检测P(NIPAm-co-AAc)空心微球在脉冲式耦合反应体系中的非线性动力学行为，测试出了空心微球在生化环境中不间断的收缩膨胀行为，从而可以进一步在空心微球结构中包埋特定生化成分或药物，空心微球在响应环境变化的同时，通过收缩膨胀，达到定向释放的功能，为P(NIPAm-co-AAc)空心微球在生化传感器、药物输送系统等方面的应用提供良好的启示。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种空心微球在连续脉冲变化环境中pH振荡响应行为的检测方法，包括以下步骤：

步骤1：采用模板自由基聚合法，合成P(NIPAm-co-AAc)空心微球；

步骤2：采用pH振荡体系BrO₃^--SO₃^2--H⁺，将亚硫酸盐溶液与硫酸形成的第一混合液、溴酸盐溶液和P(NIPAm-co-AAc)空心微球形成的第二混合液分别装入两个储液瓶；