仿生構筑功能化Janus粒子的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種仿生構筑功能化Janus粒子的方法，該方法先使用兩種親疏水類型不同的硅烷偶聯(lián)劑對SiO2進行改性，得到潤濕性不同的改性SiO2，以該改性SiO2為顆粒乳化劑，在高速均質(zhì)作用下制備得到不同類型的Pickering乳液；然后基于貽貝的仿生原理利用聚多巴胺或其結構類似物的黏附特性和化學反應活性即可得到化學分區(qū)明確的功能化Janus粒子。本發(fā)明中Pickering乳液法保證了Janus粒子的產(chǎn)量化，聚多巴胺或其結構類似物的輔助作用實現(xiàn)了Janus粒子的多功能化，并以此制備出更多類型的Janus粒子，如Janus/金屬納米粒子、Janus/無機化合物、Janus/有機化合物等。
【專利說明】
仿生構筑功能化Janus粒子的方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于Jan u s粒子的制備技術領域，具體涉及一種利用潤濕性可調(diào)的S i 0 2制 備的不同類型Pickering乳液仿生修飾得到化學反應活性的Janus粒子的方法。
【背景技術】
[0002] Janus粒子是一類因結構不同造成物理化學性能差異的各向異性顆粒，因其具有 不對稱性而在一顆粒子上即可體現(xiàn)出不同的物理或化學性能，因此，Janus粒子在顆粒乳化 劑、納米發(fā)動機、磁響應、光學傳感、電子紙、界面催化、藥物載體、生物技術等眾多領域具有 極廣闊的應用前景。
[0003] 目前，制備Janus粒子的方法較多，其中Pickering乳液模板法因其立體曲面結構 而具有產(chǎn)量高的優(yōu)勢，且方法具有操作簡便、產(chǎn)物穩(wěn)定、適用的乳化劑顆粒類型廣泛、環(huán)境 友好、可進行微結構調(diào)控、普適性強等優(yōu)點，因此常被用來制備Janus粒子。Pickering乳液 是一種以固體顆粒作為乳化劑而穩(wěn)定的乳液系統(tǒng)，通過對固體顆粒在水相(水包油型)或者 油相（油包水型）中的暴露面進行物理或化學處理，簡易破乳之后，可得到化學分區(qū)明確的 Janus粒子。Pi ckering乳液的性質(zhì)受顆粒乳化劑的表面潤濕性、顆粒間的相互作用、顆粒尺 寸、形狀、濃度等影響。其中，固體顆粒的潤濕性最為關鍵，它直接決定了Pickering乳液類 型以及乳液的穩(wěn)定性。目前，穩(wěn)定Pickering乳液的顆粒乳化劑中以Si〇2微球作為穩(wěn)定劑的 研究較多，St5ber方法合成的Si0 2微球，單分散性良好，性能穩(wěn)定，但該方法制得的Si02表面 富含硅羥基，表現(xiàn)出很強的親水性，單一的潤濕性致使其在顆粒乳化劑方面的應用受限。
[0004] 單一的硅烷偶聯(lián)劑改性獲得的粒子往往僅具有單向的親水或親油性，難以實現(xiàn)潤 濕性連續(xù)可調(diào)，并由此制備的Pickering乳液類型單一，后期不能制得嵌入深度可調(diào)的 Janus粒子。Bing Liu等（Angewandte Chemie，2008,47(21): 3973-3975)使用4-氯甲基苯基 三氯硅烷對Si〇2微球進行改性并得到親油疏水的顆粒乳化劑，通過Pickering乳液法制備 了一部分含有聚丙烯酰胺、另一部分含有聚苯乙烯的不對稱微球，該方法得到的改性粒子 潤濕性單一，制備工序較為復雜，且得到的Janus粒子分區(qū)較不明確，不具有化學反應活性。
[0005] 近年來，人們發(fā)現(xiàn)海洋貽貝足絲分泌蛋白具有黏附性，并且在水環(huán)境下黏附能力 超強。Messersmith等（Science，2007,318(5849):426-430)進一步研究發(fā)現(xiàn)，D0PA的類似物 多巴胺可以在堿性條件下氧化自聚合，并具有強的黏附特性和化學反應活性，其鄰苯二酚 基團活性較高，能對金、銀和鉑等貴重金屬離子表現(xiàn)出還原能力，通過化學鍍金屬反應得到 金屬單質(zhì)；能夠螯合無機離子并原位礦化或者吸附無機納米粒子得到無機化合物層（如 ?幻0 4、!102、211〇工&0)3等）；能與含硫醇、氨基的親水或疏水有機分子或聚合物等發(fā)生邁克 爾加成反應和席夫堿反應，并將功能性有機物引入到材料表面，使其表面具有特殊性質(zhì)， 如:抗腐蝕性、耐摩擦性、生物活性以及生物相容性等功能特性。與其它表面修飾方法相比， 聚多巴胺修飾基材這一方法簡單方便，與被修飾基材的幾何形狀無關，而且所修飾的表面 具有很好的化學反應性，因而在生物技術、納米技術、電化學、膜材料等方面顯示出巨大的 應用價值。
[0006] -般在Janus粒子制備或者應用過程中，往往伴隨著環(huán)境不友好性過程的發(fā)生，如 實驗制備中需要特殊的保護試劑、還原試劑等化學試劑，或制備工藝復雜、過程繁瑣，后期 不便處理，產(chǎn)物Janus粒子表面缺乏化學反應活性的功能基團等，這些因素限制了 Janus粒 子的制備和使用范圍。因此，一種工藝簡便、環(huán)境友好、化學反應活性的復合微球制備方案 越來越受到人們的重視。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種采用不同潤濕性的改性Si02為顆粒乳 化劑制備的Pickering乳液，基于貽貝的仿生原理利用聚多巴胺或其結構類似物制備功能 化Janus粒子。
[0008] 解決上述技術問題所采用的技術方案由下述步驟組成：
[0009] 1、改性 Si02
[0010] 將Si02均勻分散于甲苯中，然后加入親水型硅烷偶聯(lián)劑和疏水型硅烷偶聯(lián)劑，其 中Si02與親水型硅烷偶聯(lián)劑、疏水型硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為1:(1~6):(0~4.5)，常溫攪拌 3~5小時，得到改性后的Si0 2。
[0011] 2、制備 Pickering 乳液
[0012] 將改性后的Si02與油相、超純水混合，形成Pickering乳液。
[00?3 ] 3、制備仿生功能化的P i cker i ng乳液
[0014] 將？;[01^1'；[1^乳液、多巴胺或多巴胺結構類似物加入到口!1值為8.5的1'1^8-131^1^1 緩沖液中，其中多巴胺或多巴胺結構類似物與Pickering乳液的質(zhì)量-體積比為lg :2~ 50mL，常溫攪拌1~24小時，得到仿生功能化的Pickering乳液。
[0015] 4、制備功能化Janus粒子
[0016]將仿生功能化的P i c k e r i n g乳液液滴修飾功能物質(zhì)后，除去油相，得到功能化 Janus粒子，其中所述的功能物質(zhì)是Au、Ag、Pt、Fe3〇4、Ti〇2、Si〇2、ZnO、CdS、CaC〇3、羥基磷灰 石、異硫氰酸熒光素、羅丹明123、殼聚糖、聚醚酰亞胺、雙氨基聚乙二醇、雙(3-氨基丙基)聚 乙二醇、雙巰基聚乙二醇、乙硫醇、己二硫醇、聚賴氨酸中的任意一種。
[0017]上述步驟1中，優(yōu)選Si02與親水型硅燒偶聯(lián)劑、疏水型硅燒偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為1: (3 ~5):(1~1.5)，其中所述的Si02為球形、棒狀或片狀Si02,所述的親水型硅烷偶聯(lián)劑為3-氨 丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、2-氨乙基-氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙 基甲基二甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的任意一種，所述的疏水型硅烷 偶聯(lián)劑為二甲基二氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧 基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、 苯基三乙氧基硅烷、異氰酸丙基三乙氧基硅烷、r-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、r-縮水 甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷中的任意一種。
[0018]上述步驟2中，所述的油相為固體石蠟時，將改性后的Si02超聲分散于超純水中， 然后加入油相，改性后的Si02與油相、超純水的質(zhì)量比為1:4~5: 50~60,加熱至油相完全 恪化后，用均質(zhì)器在8000~16000轉/分鐘下分散2~5分鐘，形成Pickering乳液。
[0019] 上述步驟2中，所述的油相為正己烷、正庚烷、環(huán)己烷、苯乙烯、甲苯、豆油、薄荷醇、 肉豆蔻酸異丙酯、肉豆蔻酸甲酯、1-十一醇、十二烷、1，8_桉葉素、丁香油酚、液體石蠟等時， 將改性后的Si02超聲分散于超純水中，然后加入油相，改性后的Si02與油相、超純水的質(zhì)量 比為1:4~5:50~60，用均質(zhì)器在8000~16000轉/分鐘下分散2~5分鐘，形成Pickering乳 液。
[0020] 上述步驟3中，優(yōu)選將Pickering乳液、多巴胺或多巴胺結構類似物加入到pH值為 8.5的Tris-Buffer緩沖液中，其中多巴胺或多巴胺結構類似物與Pickering乳液的質(zhì)量-體 積比為lg:5~15mL，常溫攪拌1~3小時，其中所述的多巴胺結構類似物為多巴、甲基多巴、 甲基多巴胺、羥基多巴胺、單寧酸、兒茶酚胺、去甲腎上腺素、屈昔多巴中的任意一種。
[0021]本發(fā)明的有益效果如下：
[0022] 1、本發(fā)明使用兩種親疏水類型不同的硅烷偶聯(lián)劑對Si02進行改性，得到潤濕性不 同的改性Si02,以該改性Si02為顆粒乳化劑可制備不同類型的Pickering乳液，所制備的 Janus粒子嵌入深度可調(diào)。并且，改性Si02表面的功能基團可隨硅烷偶聯(lián)劑的類型、功能基 團、用量的改變而改變，為顆粒乳化劑的多功能化提供了參考。
[0023] 2、本發(fā)明使用Pickering乳液模板法，本發(fā)明使用Pickering乳液模板法，所使用 的顆粒乳化劑的種類、尺度、維度、幾何形狀范圍較廣，所使用的油相范圍較廣，且制備過程 穩(wěn)定易于控制，產(chǎn)物穩(wěn)定，保證了Janus粒子的產(chǎn)量化生產(chǎn)。
[0024] 3、本發(fā)明制備的Janus粒子，化學分區(qū)明確，并且具有化學反應活性，為后期不同 類型及功能Janus粒子的制備及Janus粒子的應用提供了一條有效的途徑。本發(fā)明豐富了 Janus粒子的品種和功能，可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，為Janus粒子復合材料的制備、Janus粒子的 應用打下了基礎。
[0025] 4、本發(fā)明以聚多巴胺或其結構類似物為仿生涂層材料，克服了普通Janus粒子的 生物不相容性和化學惰性，本發(fā)明制備的Si02/Ag Janus粒子、Si02/Fe3〇4 Janus粒子、Si02/ FITC Janus粒子可應用于功能Janus粒子的制備、油水分離、催化、油水分離、藥物載體、靶 向治療、熒光標記、細菌凋亡檢測等領域。
[0026] 5、本發(fā)明中功能化的Si〇2/PDA Janus粒子平臺，后期可制備多種類型及功能特性 的Janus粒子，如：還原并結合金屬粒子(如Au、Ag、Pt等），螯合無機離子并礦化或者黏附氧 化物(如?63〇4、1102、3102、211〇、0(13、0 &0)3、羥基磷灰石等），與含硫醇(-3!〇、氨基(-順2)的親 水或疏水有機分子或聚合物等發(fā)生邁克爾加成反應和席夫堿反應而接枝有機分子等，并具 有高的實際應用價值。
【附圖說明】
[0027]圖1是實施例1制備的Si02/Ag Janus粒子的掃描電子顯微鏡照片。
[0028]圖2是實施例1制備的Si02/Ag Janus粒子的透射電子顯微鏡照片。
[0029] 圖3是實施例1制備的Si02/Ag Janus粒子的能量色散X射線光譜圖。
[0030] 圖4是實施例1的Si02微球（曲線a)、Si02/Ag Janus粒子（曲線b)的X-射線衍射圖。 [0031]圖5是實施例2制備的Si02/Ag Janus粒子的掃描電子顯微鏡照片。
[0032]圖6是實施例3制備的Si02/Ag Janus粒子的掃描電子顯微鏡照片。
[0033]圖7是實施例4制備的Si02/Ag Janus粒子的掃描電子顯微鏡照片。
[0034]圖8是實施例5制備的Si02/Ag Janus粒子的掃描電子顯微鏡照片。
[0035]圖9是實施例6制備的Si02/Ag Janus粒子的掃描電子顯微鏡照片。
[0036]圖10是實施例7制備的Si02/Ag Janus粒子的掃描電子顯微鏡照片。
[0037]圖11是實施例8制備的Si02/Fe3〇4janus粒子的透射電子顯微鏡照片。
[0038]圖12是實施例8制備的Si02/Fe3〇4janus粒子的能量色散X射線光譜圖。
[0039]圖13是實施例8制備的Si02/Fe3〇4janus粒子的X-射線衍射圖。
[0040]圖14是實施例9制備的Si02/FITC Janus粒子的激光共聚焦顯微鏡照片。
【具體實施方式】
[0041]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍不僅限于 這些實施例。
[0042] 實施例1
[0043] 1、改性 Si02
[0044] 將0.6g粒徑為520nm的Si02微球加入30mL甲苯中，超聲分散均勻，然后加入2.7g3-氨丙基三乙氧基硅烷和o.lg二甲基二氯硅烷，其中Si〇2與3-氨丙基三乙氧基硅烷、二甲基 二氯硅烷的質(zhì)量比為1:4.5:0.17,常溫攪拌4小時，將反應產(chǎn)物離心分離后，用甲苯和無水 乙醇交替洗滌，真空干燥，得到改性后的Si0 2，其水接觸角為40.24°。
[0045] 2、制備 Pickering 乳液
[0046]將0.2g改性后的Si02微球加入10g超純水中，超聲分散均勻，然后將lg切片固體石 蠟置于分散液上層，并加熱分散液至75°C，待固體石蠟完全熔化后，用均質(zhì)器在9000轉/分 鐘轉速下分散3分鐘，形成Pickering乳液。
[0047 ] 3、制備仿生功能化的P i cker i ng乳液
[0048] 在攬摔條件下，將0.5mL Pickering乳液加入到lOOmL pH值為8.5的Tris-Buffer 緩沖液中，再加入〇.〇5g多巴胺，其中多巴胺與Pickering乳液的質(zhì)量-體積比為lg:10mL，常 溫攪拌1小時，抽濾，用去離子水反復沖洗至濾液基本透明為止，得到仿生功能化的 Pickering 乳液。
[0049] 4、制備功能化Janus粒子
[0050] 將0.5mL仿生功能化的Pickering乳液滴加到40mL 2mg/mL的[Ag(NH3)2]+溶液中， 常溫攪拌1小時，抽濾，用去離子水反復沖洗至濾紙表面沒有粉末殘余后，用透析膜透析除 去殘留Ag+，然后用三氯甲燒除去石錯，得到功能化Janus粒子一Si〇2/Ag Janus粒子。
[0051 ] 采用Hitachi SU8010冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡、JEOL JEM-2100透射電子顯微鏡、 能量色散X射線光譜儀、DX-2700X射線衍射儀對Si02/Ag Janus粒子進行表征，結果見圖1~ 4。由圖1可見，所制備的Si〇2/Ag Janus粒子具有明顯的不對稱結構，銀納米顆粒尺寸均一， 并且以不對稱形式負載于Si02微球表面。根據(jù)圖2中透射電子顯微鏡下Janus粒子的尺寸、 形狀、結構均可以判定銀納米顆粒在微球表面均為半負載形式。由圖3可知，該Janus粒子含 有C、N、0、Si、Ag元素，分別對應于Si 02微球和銀納米顆粒，說明該Janus粒子含有銀元素。由 圖4可見，相比于Si〇2微球（曲線a)，Si〇2/Ag Janus粒子（曲線b)20衍射角在38.2°、44.1°、 64.7°、77.4°、81.7°處分別出現(xiàn)了特征峰，對應于立方晶系銀的（111)、（ 200)、（ 220)、（311) 和(222)晶面，并無其他雜峰存在，證明了在該Janus粒子中銀以面心立方的形式存在。 [0052] 實施例2
[0053] 本實施例的步驟1中，將0.6g粒徑為520nm的Si02微球加入30mL甲苯中，超聲分散 均勻，然后加入2.7g3-氨丙基三乙氧基硅烷和O.lg二甲基二氯硅烷，其中Si02與3-氨丙基 三乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷的質(zhì)量比為1:4.5:0.17，常溫攪拌4小時，將反應產(chǎn)物離心 分離后，用甲苯和無水乙醇交替洗滌，真空干燥，得到改性后的Si0 2,其水接觸角為40.24°。 其他步驟與實施例1相同，得到Si〇2/Ag Janus粒子(見圖5)。
[0054] 實施例3
[0055] 本實施例的步驟1中，將0.6g粒徑為520nm的Si02微球加入30mL甲苯中，超聲分散 均勻，然后加入2.7g3-氨丙基三乙氧基硅烷和0.3g二甲基二氯硅烷，其中Si02與3-氨丙基 三乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷的質(zhì)量比為1:4.5:0.5，常溫攪拌4小時，將反應產(chǎn)物離心分 離后，用甲苯和無水乙醇交替洗滌，真空干燥，得到改性后的Si0 2,其水接觸角為46.57°。其 他步驟與實施例1相同，得到Si〇2/Ag Janus粒子(見圖6)。
[0056] 實施例4
[0057] 本實施例的步驟1中，將0.6g粒徑為520nm的Si02微球加入30mL甲苯中，超聲分散 均勻，然后加入2.7g 3-氨丙基三乙氧基硅烷，其中Si02微球與3-氨丙基三乙氧基硅烷的質(zhì) 量比為1:4.5,常溫攪拌4小時，將反應產(chǎn)物離心分離后，用甲苯和無水乙醇交替洗滌，真空 干燥，得到改性后的Si0 2微球，其水接觸角為12.63°。其他步驟與實施例1相同，得到Si02/Ag Janus粒子(見圖7)。
[0058] 實施例5
[0059] 本實施例的步驟1中，將0.6g粒徑為520nm的Si02微球加入30mL甲苯中，超聲分散 均勻，然后加入2.7g3-氨丙基三乙氧基硅烷和l.Og二甲基二氯硅烷，其中Si02與3-氨丙基 三乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷的質(zhì)量比為1:4.5:1.7，常溫攪拌4小時，將反應產(chǎn)物離心分 離后，用甲苯和無水乙醇交替洗滌，真空干燥，得到改性后的Si0 2,其水接觸角為73.65°。其 他步驟與實施例1相同，得到Si〇2/Ag Janus粒子(見圖8)。
[0060] 實施例6
[0061 ] 本實施例的步驟1中，將0.4g粒徑為880nm的Si02微球加入15mL甲苯中，超聲分散 均勻，然后加入1.35g3-氨丙基三乙氧基硅烷和l.Og二甲基二氯硅烷，其中Si02與3-氨丙基 三乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷的質(zhì)量比為1:3.4:2.5，常溫攪拌4小時，將反應產(chǎn)物離心分 離后，用甲苯和無水乙醇交替洗滌，真空干燥，得到改性后的Si0 2。其他步驟與實施例1相 同，得到Si〇2/Ag Janus粒子(見圖9)。
[0062] 實施例7
[0063] 本實施例的步驟1中，將0.4g粒徑為1.25μπι的Si02微球加入15mL甲苯中，超聲分散 均勻，然后加入1.35g 3-氨丙基三乙氧基硅烷和1.7g二甲基二氯硅烷，其中Si02與3-氨丙 基三乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷的質(zhì)量比為1:3.4:4.3，常溫攪拌4小時，將反應產(chǎn)物離心 分離后，用甲苯和無水乙醇交替洗滌，真空干燥，得到改性后的Si0 2。其他步驟與實施例1相 同，得到Si〇2/Ag Janus粒子(見圖10)。
[0064] 實施例8
[0065] 本實施例的步驟1~3與實施例4相同，在步驟4中，將14mg粒徑為6.37nm的Fe3〇4加 入20mL去離子水中，配制成7mg/mL Fe3〇4納米粒子分散液;將0.5mL仿生功能化的Pickering 乳液滴加到20mL 7mg/mL Fe3〇4納米粒子分散液中，常溫攪拌24小時，抽濾，用去離子水反復 沖洗至濾紙表面沒有粉末殘余，然后加入三氯甲烷除去石蠟，得到功能化Janus粒子一 Si02/Fe3〇4 Janus粒子。由圖11可見，F(xiàn)e3〇4納米粒子在Si02微球表面以半負載形式存在。由 圖12可見，該Janus粒子含有(：、10、31、？6元素，分別對應于3102微球和?63〇4納米粒子，說明 該Janus粒子含有Fe元素。由圖13可見，Si0 2/Fe3〇4 Janus粒子2Θ衍射角在30.16°、35.52°、 43.17°、57.1°、62.7°、79.17°處出現(xiàn)了Fe 3〇4的特征衍射峰(JCPDS 88-0315)，特征晶面對應 關系為(220)、（311)、（400)、（511)、（440)、（444)，證實了該Janus粒子成功負載了立方晶系 的Fe3〇4納米粒子。
[0066] 實施例9
[0067] 本實施例的步驟1~3與實施例4相同，在步驟4中，將lmg異硫氰酸熒光素(FITC)加 入12mL無水乙醇中，然后在攪拌條件下滴加0.5mL仿生功能化的Pickering乳液，用錯箱紙 遮蓋避光，常溫攪拌24小時，抽濾，用去離子水反復沖洗至使用紫外燈照射濾液基本沒有熒 光為止，然后加入三氯甲燒除去石錯，得到功能化Janus粒子一Si〇2/FITC Janus粒子。由圖 14可見，所制備的Si02/FITC Janus粒子具有明顯的不對稱結構，說明FITC以不對稱形式負 載于Si〇2微球表面。
[0068]上述實施例中的親水型硅烷偶聯(lián)劑3-氨丙基三乙氧基硅烷也可用等質(zhì)量的3-氨 丙基三甲氧基硅烷、2-氨乙基-氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨 乙基氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的任意一種替換，疏水型硅烷偶聯(lián)劑二甲基二氯硅烷也可 用等質(zhì)量的乙烯基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、甲基三 甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基 硅烷、異氰酸丙基三乙氧基硅烷、r-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、r-縮水甘油醚氧丙基 三乙氧基硅烷中的任意一種替換，以達到對Si0 2改性得到不同潤濕性Si02的目的。
[0069]另外，本發(fā)明在仿生功能化的Pickering乳液液滴上修飾功能物質(zhì)Au可參考文獻 Journal of Materials Chemistry，2010,20(47) :10696-10704.，修飾功能物質(zhì)Pt可參考 文獻Nanotechnology ,2013,24(6) :065501.，修飾功能物質(zhì)Ti〇2可參考文獻Journal of Membrane Science，2013,437:179-188.，修飾功能物質(zhì)Si〇2可參考文獻Colloids and Surfaces A,2015,470:80-91，修飾功能物質(zhì)羥基磷灰石可參考文獻Advanced Functional Materials ,2010,20(13) :2132-2139.的方法，修飾功能物質(zhì)Zn0、CdS可根據(jù)修飾Fe3〇4的方 法。
【主權項】
1. 一種仿生構筑功能化Janus粒子的方法，其特征在于它由下述步驟組成： (1) 改性 Si02 將Si02均勻分散于甲苯中，然后加入親水型硅烷偶聯(lián)劑和疏水型硅烷偶聯(lián)劑，其中Si02 與親水型硅烷偶聯(lián)劑、疏水型硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為1: (1~6): (0~4.5)，常溫攪拌3~5小 時，得到改性后的Si〇2; (2) 制備Pickering乳液 將改性后的Si〇2與油相、超純水混合，形成Pickering乳液； (3) 制備仿生功能化的Pickering乳液 將Pickering乳液、多巴胺或多巴胺結構類似物加入到pH值為8.5的Tris-Buffer緩沖 液中，其中多巴胺或多巴胺結構類似物與P i cker ing乳液的質(zhì)量-體積比為1 g: 2~50mL，常 溫攪拌1~24小時，得到仿生功能化的P i cker ing乳液； (4) 制備功能化Janu s粒子 將仿生功能化的Pi cker ing乳液液滴修飾功能物質(zhì)后，除去油相，得到功能化Janus粒 子，其中所述的功能物質(zhì)是Au、Ag、Pt、Fe3〇4、Ti〇2、Si〇2、ZnO、CdS、CaC〇3、羥基磷灰石、異硫氰 酸熒光素、羅丹明123、殼聚糖、聚醚酰亞胺、雙氨基聚乙二醇、雙(3-氨基丙基)聚乙二醇、雙 巰基聚乙二醇、乙硫醇、己二硫醇、聚賴氨酸中的任意一種。2. 根據(jù)權利要求1所述的仿生構筑功能化Janus粒子的方法，其特征在于：在步驟（1) 中，所述的Si02與親水型硅烷偶聯(lián)劑、疏水型硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為1: (3~5): (1~1.5)。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的仿生構筑功能化Janus粒子的方法，其特征在于：所述的 Si02為球形、棒狀或片狀Si02。4. 根據(jù)權利要求1或2所述的仿生構筑功能化Janus粒子的方法，其特征在于:所述的親 水型硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、2-氨乙基-氨丙基三甲 氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的任意一 種。5. 根據(jù)權利要求1或2所述的仿生構筑功能化Janus粒子的方法，其特征在于:所述的疏 水型硅烷偶聯(lián)劑為二甲基二氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙 基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正辛基三乙 氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、異氰酸丙基三乙氧基硅烷、r-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅 烷、r-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷中的任意一種。6. 根據(jù)權利要求2所述的仿生構筑功能化Janus粒子的方法，其特征在于：在步驟（2) 中，所述的油相為固體石蠟，將改性后的Si0 2超聲分散于超純水中，然后加入油相，改性后 的Si02與油相、超純水的質(zhì)量比為1:4~5: 50~60,加熱至油相完全熔化后，用均質(zhì)器在 8000~16000轉/分鐘下分散2~5分鐘，形成Pi cker ing乳液。7. 根據(jù)權利要求2所述的仿生構筑功能化Janus粒子的方法，其特征在于：在步驟（2) 中，所述的油相為正己烷、正庚烷、環(huán)己烷、苯乙烯、甲苯、豆油、薄荷醇、肉豆蔻酸異丙酯、肉 豆蔻酸甲酯、1-十一醇、十二烷、1，8_桉葉素、丁香油酚、液體石蠟中的任意一種，將改性后 的Si0 2超聲分散于超純水中，然后加入油相，改性后的Si02與油相、超純水的質(zhì)量比為1:4~ 5:50~60，用均質(zhì)器在8000~16000轉/分鐘下分散2~5分鐘，形成Pi cker ing乳液。8. 根據(jù)權利要求1所述的仿生構筑功能化Janus粒子的方法，其特征在于：在步驟（3) 中，將Pickering乳液、多巴胺或多巴胺結構類似物加入至IjpH值為8.5的Tris-Buffer緩沖液 中，其中多巴胺或多巴胺結構類似物與P i cker ing乳液的質(zhì)量-體積比為1 g: 5~15mL，常溫 攪拌1~3小時，得到仿生功能化的Pickering乳液。9.根據(jù)權利要求8所述的仿生構筑功能化Janus粒子的方法，其特征在于:所述的多巴 胺結構類似物為多巴、甲基多巴、甲基多巴胺、羥基多巴胺、單寧酸、兒茶酚胺、去甲腎上腺 素、屈昔多巴中的任意一種。
【文檔編號】C08K3/08GK106084215SQ201610445232
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】鄧字巍, 吳成蛟, 王延兵, 尚斌
【申請人】陜西師范大學