基于微流體的聚合物熒光探針制備.pdf

1、聚合物熒光探針具有顆粒尺寸小、亮度高、輻射躍遷速率快、光穩(wěn)定性強(qiáng)和生物相容性好等優(yōu)異特性,其在熒光成像、生物傳感、藥物傳輸以及疾病診斷和治療等許多重要的領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。微反應(yīng)器能夠強(qiáng)化傳遞和反應(yīng)過(guò)程，在時(shí)空上精確控制化學(xué)反應(yīng)環(huán)境，進(jìn)而獲得特定的反應(yīng)產(chǎn)物。利用微反應(yīng)器制備微納米材料已經(jīng)引起眾多研究學(xué)者的重視。本文使用再沉淀法在微反應(yīng)器中制備聚合物熒光探針，可以較有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合物熒光探針粒徑大小的控制。
　　首先本文探究了毛細(xì)玻

2、璃管同軸微通道反應(yīng)器的制備。使用毛細(xì)玻璃管制備不同尺寸的同軸微通道反應(yīng)器，內(nèi)部收縮口尺寸分別為12μm、29μm和42μm，并對(duì)以上反應(yīng)器進(jìn)行可視化區(qū)域增長(zhǎng)、同軸性?xún)?yōu)化與疏水性?xún)?yōu)化。考察完整的微反應(yīng)器制備流程，并有效解決了通道堵塞和漏液?jiǎn)栴}。
　　實(shí)驗(yàn)研究了微反應(yīng)器中聚合物溶液與去離子水兩組分的流型及擴(kuò)散狀態(tài)，設(shè)置兩組分流量比遞增實(shí)驗(yàn)與兩組分流量同比增加實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聚合物溶液流量不變，水相流量增加時(shí)，環(huán)狀流直徑減小。在微通道

3、的中后段，環(huán)狀流擴(kuò)散現(xiàn)象相比于前段更為明顯，兩組分界限逐漸模糊。當(dāng)兩組分流量同比例增加時(shí)，通道內(nèi)在高流量下環(huán)狀流消失，出現(xiàn)湍流流型。
　　應(yīng)用Fluent軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)中各組流量條件下的流動(dòng)特性進(jìn)行數(shù)值模擬，得到了通道中各流速下不同位置處的流動(dòng)狀態(tài)、濃度分布以及速度分布。在低流速下，溶液徑向擴(kuò)散距離長(zhǎng)，擴(kuò)散更充分；在高流速下，溶液徑向擴(kuò)散距離短，擴(kuò)散更迅速。模擬結(jié)果中的擴(kuò)散狀態(tài)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果較吻合。同時(shí)，利用模擬結(jié)果對(duì)不同實(shí)驗(yàn)條件下的流動(dòng)

4、與擴(kuò)散性質(zhì)進(jìn)行定性分析討論。
　　實(shí)驗(yàn)考察了微通道內(nèi)制備聚合物熒光探針粒徑大小的影響因素。本文分別設(shè)計(jì)了不同反應(yīng)物濃度、兩組分流量比遞增、流量同比遞增條件下的聚合物熒光探針的制備實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)流速對(duì)粒徑影響較大。粒徑隨Pe數(shù)和Re數(shù)增大而減小，并且隨停留時(shí)間的降低而減小。當(dāng)湍流出現(xiàn)時(shí)，粒徑大幅降低至69nm，接近于常規(guī)方法制備的聚合物熒光探針粒徑。使用動(dòng)態(tài)光散射(DLS)技術(shù)測(cè)得聚合物熒光探針流體動(dòng)力學(xué)直徑分布圖。使用透射電鏡表征