一种新型以花粉为模板的磁性花粉游动微机器人制备方法技术

本发明专利技术提供了一种新型以花粉为模板的磁性花粉游动微机器人制备方法，属于磁性游动微机器人的制备及驱动技术领域。本发明专利技术通过花粉预处理来除去外部花粉鞘涂层：将花粉在氯仿/甲醇混合液中浸渍，然后真空抽滤除去溶液；真空干燥后在盐酸中进行第二次浸渍处理；用去离子水冲洗；然后在花粉上原位合成磁性粒子：将产物置于FeCl

A new method for the preparation of magnetic pollen micro robot with pollen as template

The invention provides a preparation method of a novel magnetic pollen Swimming Micro Robot with pollen as a template, which belongs to the technical field of preparation and driving of the magnetic Swimming Micro Robot. The external pollen sheath coating is removed by pollen pretreatment: the pollen is immersed in chloroform / methanol mixture, and then the solution is removed by vacuum filtration; after vacuum drying, the second impregnation is carried out in hydrochloric acid; the solution is washed with deionized water; then the magnetic particles are synthesized in situ on the pollen: the product is placed in FeCl

【技术实现步骤摘要】
一种新型以花粉为模板的磁性花粉游动微机器人制备方法
本专利技术涉及一种新型以花粉为模板的磁性花粉游动微机器人制备方法，属于磁性游动微机器人的制备及驱动

技术介绍
由于微米机器人在生物医学等领域的应用前景，所以合成各种特殊结构，使用特种材料的微米机器人成为目前的研究热点之一。自然界中的花粉有各种形状，我们利用花粉作为天然的模板，在花粉上原位合成磁性粒子，这样我们就得到具有各种形状的磁性花粉游动微机器，在磁场的控制下可以控制磁性花粉游动微机器人的运动方向和运动速度。本专利技术要解决现有的合成磁性游动微机器人的方法复杂，后处理麻烦，生物相容性低，实验可重复率低的问题。本专利技术的制备的磁性花粉游动微机器人体积小，磁性强，生物相容性好，在生物医学，仿生设计等领域有广泛的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术存在的现有的游动机器人形状单一，制备复杂；溶剂热法难以精确游动机器人的化学组成和几何形态；电化学沉积法废液处理困难，成本高；层层组装法的常见组成物质的表面能低的问题，进而提供一种新型的以花粉为模板的磁性花粉游动微机器人的制备。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种新型的以花粉为模板的磁性花粉游动微机器人的制备，包括以下步骤：一、通过花粉预处理来除去外部花粉鞘涂层步骤一：将0.01g～0.1g的花粉在5～20ml的氯仿/甲醇混合液中浸渍12～36小时，然后真空抽滤除去溶液；步骤二：将步骤一中得到的产物在20～60℃下真空干燥6～24小时；步骤三：将步骤二中得到的产物在5～30ml的盐酸溶液中进行第二次浸渍处理0.5～2小时，离心去除上清液，真空干燥；步骤四：将步骤三中得到的产物用去离子水冲洗2～5次；二、花粉上原位合成磁性粒子步骤五：将步骤四中得到的产物放入0.01g/mL～0.5g/mL的FeCl2溶液中震荡0.5～3h，离心，去除上清液；步骤六：将步骤五中得到的产物放入0.01g/mL～0.5g/mL的FeCl3溶液中震荡0.5～3h，离心，去除上清液；步骤七：三口烧瓶中加入5～50mL去离子水，在氮气下加热至50～100℃，再加入经过上述步骤处理过的花粉，调节pH值，使整个溶液处于碱性环境中，剧烈搅拌混合物，在50～100℃下加热0.2～2h；；步骤八：反应烧瓶中使用磁铁保持住花粉粒子，快速倒掉上清液，得到原位合成的磁性花粉游动微机器。所述实验中所用的水均为去离子水，并且向去离子水中通高纯氮气一段时间后的，脱氧去离子水。所述步骤一中所述花粉包括向日葵花粉、油菜花粉、茶花粉和荞麦花粉等，所有单个花粉粒径在5～50μm的未破壁花粉。所述步骤一中氯仿/甲醇混合液中体积比为氯仿/甲醇＝3/1。所述步骤三中的离心处理的转速为2000～8000rpm。所述步骤三中所用盐酸溶液的浓度为0.5～2mol/L。所述步骤五中所用离心处理的转速为2000～8000rpm。所述步骤七中用碱性溶液调节pH值在9～14之间。本专利技术的有益效果为：本专利技术的解决了现有技术存在的游动机器人形状单一，制备复杂。溶剂热法难以精确游动机器人的化学组成和几何形态；电化学沉积法废液处理困难，成本高；层层组装法的常见组成物质的表面能低的问题，本专利技术通过利用自然界中的花粉有各种形状的特性，以花粉作为模板，制得的游动微机器人形状多种多样，生物相容性高。传统游动机器人的模板法制备中得到的游动机器人形状单一，多为球形、棒状、花生状。本专利技术将模板变为花粉，因为自然界的花粉具有各种形态，因此可以制得多种多样形状的游动机器人，并且此方法制备过程简单，可应用于工业，大批量生产；而且花粉为可使用产品，在生物体内无毒，生物相容性好。目前在石英玻璃毛细管中进行逆流运动的机器人最大逆流速度只能达到2mm/s,而且运动过程中机器人不能转向。以向日葵花粉为模板制得的磁性海胆状游动机器人为例，在石英玻璃毛细管中，磁性海胆状游动机器人可以在水流流速为8mm/s下可以进行逆流运动，因为海胆状的多刺结构，增加了游动机器人与基底的摩擦力，因此它可以一直贴壁运动，并且可以进行任意方向的转动。在应用过程中可以通过调节磁场频率，磁性花粉游动机器人的运动速度随之变化；调节磁场角度，磁性花粉游动机器人的运动方向随之改变；调节磁场的磁感应强度，磁性花粉游动机器人可以逆流运动的逆流速度相应变化，来对磁性花粉游动机器人进行精准调控。附图说明图1为直径15～35微米的海胆状磁性花粉游动机器人显微镜图。图2为直径15～35微米的海胆状磁性花粉游动机器人的扫描电镜图。图3为海胆状磁性花粉游动机器人的EDS能谱图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术做进一步的详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本专利技术的保护范围不限于下述实施例。如图1、图2和图3所示，本实施例所涉及的一种新型以花粉为模板的磁性花粉游动微机器人制备方法，包括以下步骤：一、通过花粉预处理来除去外部花粉鞘涂层步骤一：将0.01g～0.1g的花粉在5～20ml的氯仿/甲醇混合液中浸渍12～36小时，然后真空抽滤除去溶液；步骤二：将步骤一中得到的产物在20～60℃下真空干燥6～24小时；步骤三：将步骤二中得到的产物在5～30ml的盐酸溶液中进行第二次浸渍处理0.5～2小时，离心去除上清液，真空干燥；步骤四：将步骤三中得到的产物用去离子水冲洗2～5次；二、花粉上原位合成磁性粒子步骤五：将步骤四中得到的产物放入0.01g/mL～0.5g/mL的FeCl2溶液中震荡0.5～3h，离心，去除上清液；步骤六：将步骤五中得到的产物放入0.01g/mL～0.5g/mL的FeCl3溶液中震荡0.5～3h，离心，去除上清液；步骤七：三口烧瓶中加入5～50mL去离子水，在氮气下加热至50～100℃，再加入经过上述步骤处理过的花粉，调节pH值，使整个溶液处于碱性环境中，剧烈搅拌混合物，在50～100℃下加热0.2～2h；；步骤八：反应烧瓶中使用磁铁保持住花粉粒子，快速倒掉上清液，得到原位合成的磁性花粉游动微机器。所述实验中所用的水均为去离子水，并且向去离子水中通高纯氮气一段时间后的，脱氧去离子水。所述步骤一中所述花粉包括向日葵花粉、油菜花粉、茶花粉和荞麦花粉等，所有单个花粉粒径在5～50μm的未破壁花粉。所述步骤一中氯仿/甲醇混合液中体积比为氯仿/甲醇＝3/1。所述步骤三中的离心处理的转速为2000～8000rpm。所述步骤三中所用盐酸溶液的浓度为0.5～2mol/L。所述步骤五中所用离心处理的转速为2000～8000rpm。所述步骤七中用碱性溶液调节pH值在9～14之间。下面用以下实施例验证本专利技术的有益效果：本实施例的一种新型以花本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型以花粉为模板的磁性花粉游动微机器人制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n一、通过花粉预处理来除去外部花粉鞘涂层/n步骤一：将0.01g～0.1g的花粉在5～20ml的氯仿/甲醇混合液中浸渍12～36小时，然后真空抽滤除去溶液；/n步骤二：将步骤一中得到的产物在20～60℃下真空干燥6～24小时；/n步骤三：将步骤二中得到的产物在5～30ml的盐酸溶液中进行第二次浸渍处理0.5～2小时，离心去除上清液，真空干燥；/n步骤四：将步骤三中得到的产物用去离子水冲洗2～5次；/n二、花粉上原位合成磁性粒子/n步骤五：将步骤四中得到的产物放入0.01g/mL～0.5g/mL的FeCl

【技术特征摘要】
1.一种新型以花粉为模板的磁性花粉游动微机器人制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、通过花粉预处理来除去外部花粉鞘涂层
步骤一：将0.01g～0.1g的花粉在5～20ml的氯仿/甲醇混合液中浸渍12～36小时，然后真空抽滤除去溶液；
步骤二：将步骤一中得到的产物在20～60℃下真空干燥6～24小时；
步骤三：将步骤二中得到的产物在5～30ml的盐酸溶液中进行第二次浸渍处理0.5～2小时，离心去除上清液，真空干燥；
步骤四：将步骤三中得到的产物用去离子水冲洗2～5次；
二、花粉上原位合成磁性粒子
步骤五：将步骤四中得到的产物放入0.01g/mL～0.5g/mL的FeCl2溶液中震荡0.5～3h，离心，去除上清液；
步骤六：将步骤五中得到的产物放入0.01g/mL～0.5g/mL的FeCl3溶液中震荡0.5～3h，离心，去除上清液；
步骤七：三口烧瓶中加入5～50mL去离子水，在氮气下加热至50～100℃，再加入经过上述步骤处理过的花粉，调节pH值，使整个溶液处于碱性环境中，剧烈搅拌混合物，在50～100℃下加热0.2～2h；；
步骤八：反应烧瓶中使用磁铁保持住花粉粒子，快速倒掉上清液，得到原位合成的磁性花粉游动微机器。


2.根据权利要求1所述的一种新型以花粉为模板的磁性花粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金梦，吴志光，贺强，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23