一种制备高分子磁性微球的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种制备高分子磁性微球的装置，所述脉冲激光器输出端与所述衰减器的输入端相连；所述衰减器的输出端与所述承载件之间设置有反射镜与凸透镜；沿所述反射光束的传播方向，所述承载件与所述接收件相对设置，与所述接收件相对的所述承载件的表面依次设置有磁性材料层与高分子聚合物层；所述聚焦点位于所述磁性材料层与所述接收件之间；所述接收件设置于所述夹具上，所述承载件、接收件与夹具均设置于装载有水的水槽内；所述水槽设置于所述移动平台上，所述脉冲激光器与所述移动平台均与所述电脑连接。本申请利用脉冲激光作为能量源，使得磁性材料与高分子聚合物反应，得到了高分子磁性微球。

Device for preparing polymer magnetic microsphere

The utility model provides a device for preparing polymer magnetic microspheres, the pulse laser output and the attenuator is connected with the input end of the output end; the attenuator and the bearing mirror and the convex lens is arranged between the reflected beam; propagating along the direction of the bearing member with the receiving member disposed opposite, and the receiving member relative to the bearing part surface is arranged with a layer of magnetic material and polymer layer; the focus is located between the magnetic material layer and the receiving part; the receiving part is arranged in the fixture, the bearing member receive parts and fixture are arranged in the water tank loading; the water tank is arranged on the mobile platform, the pulse laser and the mobile platform are connected with the computer. The application of pulsed laser as energy source makes the magnetic material react with macromolecule polymer, and the polymer magnetic microsphere is obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种制备高分子磁性微球的装置
本技术涉及高分子磁性材料
，尤其涉及一种制备高分子磁性微球的装置。
技术介绍
高分子磁性微球是指通过适当的方法使有机高分子与无机磁性颗粒结合起来形成的具有一定磁性的高分子复合微球。在环境监测、精细化工、细胞分离、免疫分析、靶向药物、固定化酶以及化妆品等方面，高分子磁性微球都有广阔的应用前景。目前，研制适应不同要求的磁性高分子复合微球正是科研学者努力的重要方向。磁性高分子微球按照结构可以分为4类(如图1所示)：(1)内核为磁性材料，壳为聚合物的核/壳式结构；(2)以高分子材料为核、磁性材料作为壳层的核/壳式结构；(3)内层、外层皆为高分子材料，中间层是磁性材料的夹心式结构；(4)微球整体为高分子材料，磁性物质混杂其中的结构。目前，研究和应用比较多的是前面两种微球形态。高分子磁性微球的优势主要体现在以下3个特性上：(1)表面积与体积的比值大，表面能大，表现出常规试剂不曾有的表面活性；(2)高分子磁性微球的超顺磁性也成功地引入到了高分子材料中；(3)高分子磁性复合微球在生物医学工程中的应用有一个重要的条件就是要有生物兼容性；多数生物高分子如多聚糖、蛋白质类具有良好的生物兼容性，它们在人体内可降解，这种性质在靶向药物中尤其重要。高分子磁性微球制备方法主要包括乳液溶剂挥发法、单体聚合法与包埋法等。乳液溶剂挥发法是在溶剂蒸发过程中，聚合物被溶解在一个合适的有机溶剂中，然后药物被分散或溶解于该聚合物溶液中，所得到的溶液或分散液乳化在水性的连续相中以形成离散的液滴。微球的形成中，有机溶剂必须先扩散到水相中，然后在水/空气界面蒸发。随着溶剂的蒸发，适当的过滤和干燥后，可以得到微球硬化和自由流动的微球。单体聚合法是在磁性粒子和有机单体共同存在的条件下，根据不同的聚合方式加入引发剂、表面活性剂与稳定剂等物质聚合制备磁性高分子微球的方法。简单来说单体聚合又可以分为悬浮聚合、乳液聚合、辐射聚合、化学聚合和生物合成法。例如：Avivi等通过紫外光照射的方法合成了一系列磁性微球，这种磁性微球中添加了氧化铁粉并且包裹在牛血清清蛋白(BSA)上，这种微球由BSA与铁蛋白质或是BSA与铁盐化合物合成，通过TEM和SEM可以观察到颗粒呈球形，尺寸分布为一系列微米级的高斯分布。包埋法是运用机械搅拌、超声分散等方法使磁性粒子均匀悬浮于高分子溶液中，通过雾化、絮凝、沉积与蒸发等手段制得磁性高分子微球。磁性粒子表面由于有大量的羟基存在，与亲水性高分子之间存在一定的亲和力，因此把磁性粒子浸泡于这些高分子的溶液中，再经过乳化等处理过程，就可以在磁性粒子表面形成高分子壳层。在此过程中，使用交联剂对高分子壳层进行稳定化处理，更可以进一步增加高分子磁性微球的稳定性。天然高分子磁性微球均采用这种方法制备。例如：李欣等将纤维素与γ-Fe2O3混合成磁性粘胶液，采用反相悬浮包埋法制得毫米级磁性珠状纤维素。上述方法中，乳液溶剂挥发法制备高分子磁性微球需要经过搅拌溶化、溶剂挥发与筛选等工艺阶段，然而在溶液挥发的过程中，难以控制高分子磁性微球的尺寸以及表面形貌；再者，溶剂挥发过后沉积下来的微球会一层层往上叠加，非常混乱不利于后期分离与挑选。单体聚合法在高分子磁性微球的制备方法中应用的最多，然而在制备的过程中磁性粒子容易被聚合物排斥在外，经常造成磁核裸露在外的问题，而且这种方法需要事先准备好磁核，多了一些工序，不利于提高效率。包埋法制备高分子磁性微球的优势是制得粒子粒径均一，但磁含量受粒径大小影响很大，当选用小粒径的聚合物微球时，高分子结构所吸收的铁盐的水溶液少，因此磁含量少。再者，此工艺较复杂，需要经过雾化、絮凝、沉积、蒸发等工序，不利于工业中高效快速生产的原则。
技术实现思路
本技术解决的技术问题在于提供一种制备高分子磁性微球的装置与方法，本申请利用装置制备的高分子磁性微球不需要以微粒为载体，且形成了均匀光滑的高分子磁性微球。有鉴于此，本申请提供了一种制备高分子磁性微球的装置，包括：脉冲激光器、衰减器、反射镜、凸透镜、承载件、接收件、夹具、移动平台、水槽与电脑；所述脉冲激光器输出端与所述衰减器的输入端相连；所述衰减器的输出端与所述承载件之间设置有反射镜与凸透镜，所述反射镜用于将自衰减器射出的平行激光反射形成反射光束，所述凸透镜用于将所述反射光束聚集形成聚焦点；沿所述反射光束的传播方向，所述承载件与所述接收件相对设置，与所述接收件相对的所述承载件的表面依次设置有磁性材料层与高分子聚合物层；所述磁性材料层包括Fe或Fe的化合物，所述高分子聚合物层为与水不相溶的液相高分子聚合物；所述聚焦点位于所述磁性材料层与所述接收件之间；所述接收件设置于所述夹具上，所述承载件、接收件与夹具均设置于装载有水的水槽内；所述水槽设置于所述移动平台上，所述脉冲激光器与所述移动平台均与所述电脑连接。优选的，所述聚焦点距所述磁性材料层的距离为0.3mm～2mm。优选的，所述磁性材料层的厚度为10nm～150nm。优选的，所述高分子聚合物层的厚度小于等于1mm。优选的，所述承载件为玻璃，所述玻璃的光透过率大于70％。优选的，所述高分子聚合物为聚二甲基硅氧烷。本申请提供了一种制备高分子磁性微球的装置与方法，在制备高分子磁性微球的过程中，本申请利用脉冲激光器发出的毫焦激光作为能量源，使得Fe或Fe的化合物吸收激光能量氧化成Fe3O4，同时形成的能量波推动聚合物，沉积形成了均匀光滑的高分子磁性微球，此过程中无需以微粒为载体，且得到的均匀光滑的高分子磁性微球；进一步的，本申请可通过调节激光脉冲能量、接受距离、聚合物厚度等参数控制高分子磁性微球的尺寸；三维移动平台准确的控制高分子磁性微球沉积的位置，避免了尚未固化的微粒在沉积的过程中出现再次聚集、重叠的情况。附图说明图1为本技术高分子磁性微球的四种模型；图2为本技术制备高分子磁性微球的装置；图3为本技术实施例2制备的高分子磁性微球的超景深显微镜照片。具体实施方式为了进一步理解本技术，下面结合实施例对本技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本技术的特征和优点，而不是对本技术权利要求的限制。如图2所示，图2为本技术提供的制备高分子磁性微球的装置，其包括：1脉冲激光器、3衰减器、4反射镜、5凸透镜、6承载件、7靶材、9聚焦点、10水槽、11接收件、13夹具、14移动平台、15电脑，具体的，所述脉冲激光器1输出端与所述衰减器3的输入端相连；所述衰减器3的输出端与所述承载件6之间设置有反射镜4与凸透镜5，所述反射镜4用于将自衰减器射出的平行激光反射形成反射光束，所述凸透镜5用于将所述反射光束聚集形成聚焦点；自反射光束方向，所述承载件6与所述接收件11相对设置，与所述接收件的相对表面依次设置有磁性材料层7与高分子聚合物层8；所述磁性材料层7包括Fe或Fe的化合物，所述高分子聚合物层8为与水不相溶的液相高分子聚合物；所述聚焦点9位于所述磁性材料层7与所述接收件11之间；所述接收件11设置于所述夹具13上，所述承载件6、接收件11与夹具13均设置于装载有水的水槽10内；所述水槽10设置于所述移动平台14上，所述脉冲激光器1与所述移动平台14均与所述电脑15连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备高分子磁性微球的装置，包括：脉冲激光器、衰减器、反射镜、凸透镜、承载件、接收件、夹具、移动平台、水槽与电脑；所述脉冲激光器输出端与所述衰减器的输入端相连；所述衰减器的输出端与所述承载件之间设置有反射镜与凸透镜，所述反射镜用于将自衰减器射出的平行激光反射形成反射光束，所述凸透镜用于将所述反射光束聚集形成聚焦点；沿所述反射光束的传播方向，所述承载件与所述接收件相对设置，与所述接收件相对的所述承载件的表面依次设置有磁性材料层与高分子聚合物层；所述磁性材料层包括Fe或Fe的化合物，所述高分子聚合物层为与水不相溶的液相高分子聚合物；所述聚焦点位于所述磁性材料层与所述接收件之间；所述接收件设置于所述夹具上，所述承载件、接收件与夹具均设置于装载有水的水槽内；所述水槽设置于所述移动平台上，所述脉冲激光器与所述移动平台均与所述电脑连接。

【技术特征摘要】
1.一种制备高分子磁性微球的装置，包括：脉冲激光器、衰减器、反射镜、凸透镜、承载件、接收件、夹具、移动平台、水槽与电脑；所述脉冲激光器输出端与所述衰减器的输入端相连；所述衰减器的输出端与所述承载件之间设置有反射镜与凸透镜，所述反射镜用于将自衰减器射出的平行激光反射形成反射光束，所述凸透镜用于将所述反射光束聚集形成聚焦点；沿所述反射光束的传播方向，所述承载件与所述接收件相对设置，与所述接收件相对的所述承载件的表面依次设置有磁性材料层与高分子聚合物层；所述磁性材料层包括Fe或Fe的化合物，所述高分子聚合物层为与水不相溶的液相高分子聚合物；所述聚焦点位于所述磁性材料层与所述接收件之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭钟宁，麦文豪，邓宇，黄志刚，洪文生，王文兵，朱紫红，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44