Page 22 - 《精细化工》2020年第5期

·872· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

2.1.2 生物传感器 可以得到具有两个凹面的各向异性粒子（见图 13）。
生物传感器指的是对生物物质敏感并能将其浓 除了使用微流体装置外，郭荣课题组 [77] 将可光
度转换为电信号进行检测的仪器。它是由固定化的 聚合的单体乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯
生物敏感材料为识别元件（包括酶、抗体、抗原、 （ETPTA）替代内相中的一种油相，一步剪切乳化
微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质）、适 得到不同拓扑结构的乳液液滴，随后利用模板效应，
当的理化换能器（如氧电极、光敏管、场效应管、 在紫外光照射下得到具有各向异性的颗粒。通过调
压电晶体等）及信号放大装置构成的分析工具或 节内部油相的体积比可以控制颗粒拓扑结构从“新
系统。 月”状到“带孔月球”状的转变，而搅拌速度的改
SWAGER 课题组 [68] 通过改变酶响应型表面活 变则能将颗粒尺寸控制在微米到纳米之间（见图
性剂的浓度来对液滴拓扑结构进行调控，由于液滴 14）。此后，该课题组 [78] 对该体系进行改进，得到
在不同拓扑结构中所产生的透射强度会发生变化， 拓扑形状为“雪人”状和“哑铃”状的粒子并能用
通过对光学透射强度的测量能够定量得到溶液中 α- 作稳定 Pickering 乳液的乳化剂。
淀粉酶、脂肪酶和硫酸酯酶的活性。此后，SWAGER
课题组 [69] 又对该体系进行进一步研究。利用马来酰
亚胺修饰的聚合物聚苯乙烯 -b- 聚 （丙烯酸）
（P1-MA）为表面活性剂，由于修饰后的抗体蛋白
rcSso7d- ZNS1 能共价连接在 Janus 液滴的表面，当
塞卡病毒生物标志物 Zika NS1 蛋白与抗体蛋白
rcSso7d- ZNS1 结合时，会导致 Janus 液滴发生凝集
（见图 12，抗体蛋白 rcSso7d-ZNS1 为图中蓝色部

分，塞卡病毒生物标志物 Zika NS1 蛋白为图中绿色 图 13 以三相乳液液滴为模板得到的双凹面粒子 [76]
四叶状），通过传感器对液滴凝集时所产生的光学 Fig. 13 Biconcave particles with ternary emulsion droplets
as a template [76]
信号进行收集就能对塞卡病毒进行识别和检测。

图 14 以 Janus 乳液液滴为模板制备各向异性颗粒 [76]
Fig. 14 The fabrication of anisotropic particles with Janus
emulsion droplets as template [76]

图 12 不同拓扑结构的液滴在触发时所产生的凝集情况 [69] KIM 课题组 [79] 将聚合物聚苯乙烯（PS）和聚（乳
Fig. 12 Agglutination of droplets triggered by different 酸）（PLA）均匀溶解在有机溶剂甲苯中作为分散
topological structures [69]
相，随着有机溶剂蒸发，诱导聚合物发生相分离固
2.2 模板效应制备各向异性粒子 结形成 Janus 颗粒。姚立课题组 [80] 提出利用扩散诱
由于各向异性粒子在形状、化学成分、极性和 导和磁驱动相结合的方式来制备 Janus 颗粒的方法。
电/磁性等方面所表现出可控的不对称性，使其在界 2.3 生物医学
面稳定剂、催化剂以及药物运输等领域引起了人们 多重乳液能够高效包封各种活性物质和递送各
极大的兴趣 [14,70-72] 。微流体技术是制备各向异性粒 种生物载体，如药物、细胞和其他生物试剂等 [81-83] 。
子的常用方法，首先在微流体装置中制备乳液液滴， 通过调整液滴结构、组成和尺寸可以实现生物活性
然后通过热、光或者化学诱导可聚合单体固化，从 物质的控制释放。为了实现有效治疗递送，药物应
而得到各向异性粒子 [73-75] 。NISISAKO 课题组 [76] 利 该被妥善包封以避免由于过早泄漏引起的副作用。
用微流体装置制备出含有可光固化单体的三相乳液 此外，基于药物的物理化学性质（包括分子量、极
液滴，通过控制流体的流动条件，可以对复合乳液 性和生物活性），选择具有优异的生物相容性、生
的拓扑结构和尺寸进行调控，随后通过 UV 光固化 物降解性和高载药效率的材料和乳液模板是必要的。