一种单分散囊包囊结构的复合微囊的制备方法

摘要

本发明提供了一种单分散囊包囊结构的复合微囊的制备方法，属于功能高分子微囊制备领域。该方法的工艺步骤如下：(1)采用毛细管微流体装置制备第一类或第二类五相四重乳液；(2)将第一类五相四重乳液在室温静置至少10min，使反应单体与交联剂发生交联反应得到复合微囊坯体；或者将第二类五相四重乳液在2～20℃用紫外光照射10～25min，然后在室温静置至少10min，使反应单体与交联剂或者反应单体与反应单体通过光引发发生交联反应得到复合微囊坯体；(3)洗涤上述复合微囊坯体，即得单分散囊包囊结构的复合微囊。该方法的工艺简单，制备的复合微囊尺寸均一、稳定性好、安全性高。

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子微囊制备领域，特别涉及一种单分散囊包囊结构的复合微囊的制 备方法。

背景技术

微囊能够通过成膜物质将微囊内和微囊外的空间隔离开，从而实现对其内部包载的物质 进行保护和控制释放。微囊内包载有更小的微囊，即称为具有“囊包囊”结构的复合微囊。 具有“囊包囊”结构的复合微囊相对于单层微囊而言，具有更多全新的功能。在“囊包囊” 结构的复合微囊中能够同时包载不同的活性物质而不同的活性物质不相互混合，例如，在同 一个复合微囊内按一定的比例封装不同种类的药物而不交叉污染。同时，这种复合微囊还可 以实现其内部包载的在不同位置的活性物质释放顺序的设计和控制，还能作为小分子物质控 制释放的载体。因此设计和制备具有“囊包囊”结构的复合微囊具有非常重要的意义。

目前报道的具有“囊包囊”结构的复合微囊的制备方法非常少。一种方法是通过联合使 用层层自组装和共沉淀聚合技术，制备具有“囊包囊”结构的复合微囊(见O.Kreft,M.Prevot, H.,and G.B.Sukhorukov Angew.Chem.Int.Ed.2007,46,5605–5608)。该方法首先利 用共沉淀法制备碳酸钙微球；然后通过层层自组装法在碳酸钙微球表面上生长上一层聚电解 质薄膜，形成聚电解质膜包碳酸钙的核壳型微球；随后通过共沉淀法在核壳型微球表面生长 一层碳酸钙，并去除未覆盖在上述核壳型微球外表面的碳酸钙副产品，得到碳酸钙包聚电解 质层包碳酸钙的微球；再次通过层层自组装的方法在碳酸钙包聚电解质层包碳酸钙的微球表 面上生长一层聚电解质薄膜，得到聚电解质层包碳酸钙包聚电解质层包碳酸钙的微球；最后 用溶剂将碳酸钙溶解，得到具有“囊包囊”结构的聚电解质复合微囊。该方法存在以下不足： (1)步骤多、操作十分繁琐，在制备过程中需要分离不需要的副产品；(2)制备的聚电解质 复合微囊的尺寸和内部的结构可控性差，导致其反应性能或者释放性能的可控性差；(3)聚 电解质薄膜是通过静电作用结合而成，这种结合不够稳定，聚电解质复合微囊容易遭到破坏。

另一种方法是通过在毛细管微流体装置中反复的乳化的方法制备具有“囊包囊”结构的 复合微囊(见S.H.Kim,H.C.Shum,J.W.Kim,J.C.Cho,and D.A.Weitz J.Am.Chem.Soc. 2011,133,15165–15171)。该方法首先通过结合微流控乳化法制备水包油包水的双重乳液，经 过溶剂挥发后位于油相中的两亲性的高分子自组装形成单囊壁的聚合物体微囊；然后将单囊 壁的聚合物体微囊分散在水溶液中灌注进入微流控装置中进行乳化，再次经过溶剂挥发，在 单层聚合物体微囊外再次形成一层聚合物微囊，得到具有“囊包囊”结构的聚合物体复合微 囊。但该方法存在以下不足：(1)使用该方法制备复合微囊的过程中，须使用三氯甲烷和正 己烷等有毒有害的有机试剂；(2)该方法仅适用于制备两亲性的高分子组成的聚合物体复合 微囊，但由于两亲性的高分子之间并未发生化学反应，只是通过亲疏水性作用自组装形成聚 合物体复合微囊，所以这种复合微囊的稳定性差，在外界渗透压过大或者过小的情况下都会 造成复合微囊的破坏；(3)该方法仅适用于采用油溶且水不溶的两亲性的高分子制备聚合物 体复合微囊，但这种两亲性高分子的种类有限，因而该方法的适用范围受到了限制；(4)该 方法在制备复合微囊的过程中必须分步操作，这会导致复合微囊的单分散性降低，其繁琐的 制备过程也不利于复合微囊的规模化批量制备。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种单分散囊包囊结构的复合微囊的 制备方法，该方法的工艺简单，制备的复合微囊尺寸均一、稳定性好、安全性更高。

本发明所述单分散囊包囊结构的复合微囊的制备方法，工艺步骤如下：

(1)制备五相四重乳液

①制备第一类五相四重乳液

将内油相、内水相、中间油相、外水相、外油相分别由注射器注入毛细管微流体装置的 注射管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中，形成单分散的内油相/内水相/ 中间油相/外水相/外油相五相四重溶液，然后将该五相四重乳液通过与毛细管微流体装置收集 管出口相连的管件引入收集油相中；所述内水相和外水相中含有反应单体但不含交联剂，与 内水相相邻的两油相中不含反应单体但至少一种油相含有交联剂，与外水相相邻的两油相中 不含反应单体但至少一种油相含有交联剂；

或者②制备第二类五相四重乳液

在避光条件下将内油相、内水相、中间油相、外水相、外油相分别由注射器注入毛细管 微流体装置的注射管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中，形成单分散的内 油相/内水相/中间油相/外水相/外油相五相四重溶液，然后将该五相四重乳液通过与毛细管微 流体装置收集管出口相连的管件引入收集油相中；

所述内水相中含有反应单体、交联剂、光引发剂或者含有反应单体、光引发剂，外水相 中含有反应单体、交联剂、光引发剂或者含有反应单体、光引发剂，与内水相相邻的两油相 中和与外水相相邻的两油相中不含反应单体和交联剂；为了促进反应单体和交联剂或者反应 单体和反应单体的交联反应，内水相和外水相的相邻油相中还可以含有光引发剂；

或者所述内水相中含有反应单体、交联剂、光引发剂或者含有反应单体、光引发剂，与 内水相相邻的两油相中不含反应单体，外水相中含有反应单体但不含交联剂和光引发剂，与 外水相相邻的两油相中不含反应单体但至少一种油相中含有交联剂；为了促进反应单体和交 联剂或者反应单体和反应单体的交联反应，内水相的相邻油相中还可以含有光引发剂；

或者所述外水相中含有反应单体、交联剂、光引发剂或者含有反应单体、光引发剂，与 外水相相邻的两油相中不含反应单体，内水相中含有反应单体但不含交联剂和光引发剂，与 内水相相邻的两油相中不含反应单体但至少一种油相中含有交联剂；为了促进反应单体和交 联剂或者反应单体和反应单体的交联反应，外水相的相邻油相中还可以含有光引发剂；

所述与内水相相邻的两油相为内油相和中间油相，所述与外水相相邻的两油相为外油相 与收集油相混合后形成的油相和中间油相；

(2)制备复合微囊坯体

将第一类五相四重乳液在室温静置至少10min，使反应单体与交联剂发生交联反应得到 复合微囊坯体；或者将第二类五相四重乳液在2～20℃用紫外光照射10～25min，然后在室温 静置至少10min，使反应单体与交联剂或者反应单体与反应单体通过光引发发生交联反应得 到复合微囊坯体；

(3)洗涤

用洗涤溶剂洗涤复合微囊坯体以去除复合微囊内和微囊周围的油相，然后用去离子水洗 去残留在复合微囊壁上和微囊内的洗涤溶剂，即得到单分散囊包囊结构的复合微囊；或者用 去离子水浸泡复合微囊坯体以去除复合微囊外壁上的油相，即得到单分散囊包囊结构的复合 微囊。

上述方法中，当步骤(2)中是反应单体和交联剂发生交联反应形成复合微囊时，所采用 的反应单体和交联剂的组合为水溶性壳聚糖和对苯二甲醛、或者为N-异丙基丙烯酰胺和N,N- 亚甲基双丙烯酰胺；当步骤(2)中是反应单体和反应单体发生交联反应形成复合微囊时，所 采用的反应单体为聚乙二醇双丙烯酸酯。

上述方法中，所述内水相或者外水相为第一水相、第二水相、第三水相中的一种，第一 水相、第二水相、第三水相的配制方法如下：

第一水相：在室温将水溶性壳聚糖、水溶性乳化剂、水溶性增稠剂加入去离子水中，搅 拌使水溶性壳聚糖、水溶性乳化剂、水溶性增稠剂完全溶解形成混合液，然后用氢氧化钠水 溶液调节所述混合液的pH值至6.3～6.7；所述水溶性壳聚糖与去离子水的质量比为 (0.02～0.06):1，水溶性乳化剂与去离子水的质量比为(0.0025～0.02):1，水溶性增稠剂 与去离子水的质量比为(0.01～0.02):1；

第二水相：在室温、避光条件下将N-异丙基丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、水溶性 乳化剂、水溶性光引发剂加入去离子水中，搅拌使N-异丙基丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰 胺、水溶性乳化剂、水溶性光引发剂完全溶解；所述N-异丙基丙烯酰胺与去离子水的质量比 为(0.1～0.13):1，N,N-亚甲基双丙烯酰胺与去离子水的质量比为(0.006～0.01):1，水溶 性乳化剂与去离子水的质量比为(0.0025～0.02):1，水溶性光引发剂与去离子水的质量比 为(0.003～0.02):1；

第三水相：在室温、避光条件下将聚乙二醇双丙烯酸酯、水溶性乳化剂、水溶性光引发 剂加入去离子水中，搅拌使聚乙二醇双丙烯酸酯、水溶性乳化剂、水溶性光引发剂完全溶解； 所述聚乙二醇双丙烯酸酯与去离子水的质量比为(0.06～0.2):1，水溶性乳化剂与去离子水 的质量比为(0.0025～0.02):1，水溶性光引发剂与去离子水的质量比为(0.003～0.02):1；

所述水溶性乳化剂为Pluronic F127、Pluronic F108、Pluronic F68或者Pluronic F188，所 述水溶性增稠剂为羟乙基纤维素，所述水溶性光引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐、过硫酸铵、 过硫酸钾、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的任意一种；

所述内油相或者中间油相为第一油相、第二油相、第三油相、第四油相中的一种，第一 油相、第二油相、第三油相、第四油相的配制方法如下：

第一油相：在室温将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加入对苯二 甲醛，搅拌使对苯二甲醛完全溶解；所述大豆油与苯甲酸苄酯的体积比为(0.5～1):1，聚 蓖麻酸甘油酯质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝(0.01～0.025):1，对苯二甲醛的质量:大 豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝(0.005～0.025):1；

第二油相：在室温将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀；大豆油与苯甲酸 苄酯的体积比为(0.5～1):1，聚蓖麻酸甘油酯的质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝(0.015 ～0.025):1；

第三油相：在室温将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加入对苯二 甲醛，搅拌使苯二甲醛完全溶解；所述苯甲酸苄酯与大豆油的体积比为(0～1):(0.5～1)， 聚蓖麻酸甘油酯的质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝(0.02～0.06):1，对苯二甲醛的质量: 大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝(0.0015～0.0025):1；

第四油相：在室温、避光条件下将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然 后加入油溶性光引发剂，搅拌使油溶性光引发剂完全溶解；大豆油与苯甲酸苄酯的体积比为 (0.5～1):1，聚蓖麻酸甘油酯的质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝(0.03～0.05):1，油 溶性光引发剂与大豆油的质量比为(0.002～0.005):1；

所述外油相的配制方法为：在室温将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，所述聚蓖麻酸 甘油酯与大豆油的质量比为(0.04～0.1):1；

所述收集油相的配制方法如下：

在室温将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加入对苯二甲醛，搅拌使苯二甲醛完 全溶解；所述聚蓖麻酸甘油酯与大豆油的质量比为(0.04～0.1):1，对苯二甲醛与大豆油质 量比为(0.0005～0.002):1；

或者在室温、避光条件下将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加入油溶性光引发 剂，搅拌使油溶性光引发剂完全溶解；所述聚蓖麻酸甘油酯与大豆油的质量比为(0.04～ 0.1):1，油溶性光引发剂与大豆油的质量比为(0.002～0.02):1；

所述油溶性光引发剂为2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮或者苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧 化膦。

上述方法中，所述水溶性壳聚的重均分子量不超过5000Da。

上述方法的步骤(1)中，注射管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中流 体的流量分别为200～350μL/h、400～600μL/h、800～1200μL/h、1600～2400μL/h以及4500～9000 μL/h。

上述方法中，所述洗涤溶剂为异丙醇或者乙醇。

上述方法中，内油相或/和中间油相中还含有油溶性活性物质，所述油溶性活性物质可以 为药物(如紫杉醇)或营养物质(如维生素A、维生素D)，当步骤(1)制备的五相四重乳液 形成复合微囊后，内油相和中间油相被包埋在复合微囊中，并且内油相和中间油相之间被复 合微囊的内层微囊隔开，内油相和中间油相不会相互混合，因而溶解在内油相和中间油相中 的活性物质不会发生交叉污染。

上述方法中，制备第一水相时采用浓度至少为1mol/L的氢氧化钠水溶液调节所述混合 液的pH值。

本发明所述方法制备单分散囊包囊结构的复合微囊的机理：首先通过毛细管微流体装置 制备单分散的内油相/内水相/中间油相/外水相/外油相五相四重乳液；然后内水相或外水相中 含有的反应单体和交联剂通过光引发发生交联反应形成凝胶状的微囊壁，或者内水相或外水 相中含有的反应单体通过光引发发生交联反应形成凝胶状的微囊壁，或者内水相或外水相中 含有的反应单体与其相邻油相中含有的交联剂发生交联反应形成凝胶状的微囊壁，得到复合 微囊坯体；最后洗涤去除复合微囊内和微囊周围的油相可得到单分散不含油的复合微囊，或 者洗涤去除复合微囊外壁上的油相可得到单分散含油的复合微囊。

本发明所述方法可使用各种类型的微流体装置制备单分散的内油相/内水相/中间油相/外 水相/外油相五相四重乳液，优选采用如下结构的毛细管微流体装置：所述毛细管微流体装置 的结构示意图见图2，包括注射管、过渡管、连接管和收集管，所述注射管由圆形毛细管制作， 其尾部被加工成圆锥形，所述过渡管包括三级(第一、第二、第三过渡管)，由圆形毛细管制 作，其尾部被加工成圆锥形，所述连接管包括四级(第一、第二、第三和第四连接管)，其内 部的通孔为正方形，所述收集管为圆形毛细管，注射管的尾部插入第一过渡管的头部并通过 第一连接管连接、第一过渡管的尾部插入第二过渡管的头部并通过第二连接管连接、第二过 渡管的尾部插入第三过渡管的头部并通过第三连接管连接、第三过渡管的尾部插入收集管的 头部并通过第四连接管连接。所述毛细管微流体装置的制作方法可参见L.Y.Chu,A.S.Utada, R.K.Shah,J.W.Kim,D.A.Weitz,Angew.Chem.Int.Ed.2007,46,8970。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明提供了一种新的单分散囊包囊结构的复合微囊的制备方法，该方法只需要引发 五相四重乳中的成壁组分发生交联反应即可一次性制备出复合微囊的内外囊壁，无需分步操 作，与现有技术相比，大大简化了操作过程，因而有利于批量生产。

2.由于本发明所述方法采用毛细管微流体装置制备的五相四重乳液具有高度的单分散 性，并且内外囊壁一次性进行即可制得，无需分步制备囊壁，因此不会导致复合微囊的单分 散性降低，因而该方法制备的复合微囊的结构和尺寸均一。

3.由于本发明所述方法通过交联反应制备复合微囊的囊壁，不同于现有技术通过静电作 用或者亲疏水作用自组装形成囊壁的方式，因而本发明所述方法制备的复合微囊的稳定性更 好，不易遭到外界条件的破坏。

4.由于本发明所述方法所使用的各种试剂无毒无害、安全环保，因此该方法制备的复合 微囊安全性能更高，能够用于药物、营养物质等的包载，并且在制备过程中不会对操作人员 和环境造成不利影响，安全可靠。

5.本发明所述方法可选择多种不同的水相交联体系来制备复合微囊的囊壁，而不局限于 现有方法的两亲性高分子体系，由于水相交联体系的种类较两亲性高分子体系的种类更多， 该方法只需要通过更换五相四重乳液的水相交联体系即能够制备出多种类型的囊包囊结构的 复合微囊，因而该方法的适用范围更广。

6.本发明所述方法能可控地将不同油溶性活性物质包载在同时包载在同一个复合微囊 内而不产生交叉污染，并且可通过选择具有pH或温度响应性的囊壁材料制备出具有pH响应 顺序释放(见实施例1、3)、温度刺激响应性(见实施例4、7)的复合微囊，利用复合微囊 的可控顺序释放功能，可将复合微囊能够作为活性物质的控制释放载体应用。

附图说明

图1是本发明所述方法制备囊包囊结构的复合微囊的原理示意图，图1(A)为五相四重 乳液，图1(B)为复合微囊坯体，图中，1—内油相、2—内水相、3—中间油相、4—外水相、 5—外油相、6—复合微囊的内层微囊壁、7—复合微囊的外层微囊壁；

图2是本发明所采用的四级毛细管微流体装置的结构示意图，图中，8—注射管、9—第 一连接管、10—第一过渡管、11—第二连接管、12—第二过渡管、13—第三连接管、14—第 三过渡管、15—第四连接管，16—收集管；

图3为实施例1中五相四重乳液形成过程的高速摄像机显微照片，其中，图a、b、c、d 表示五相四重乳液的不同形成阶段；

图4为实施例1制备的单分散五相四重乳液的激光共聚焦显微照片；

图5是实施例1制备的复合微囊坯体的激光共聚焦显微照片；

图6是实施例1制备的复合微囊的激光共聚焦显微照片，图a为明场显微照片、图b为 绿色荧光显微照片、图c为红色荧光显微照片、图d为明场、绿色荧光场和红色荧光场的复 合显微照片；

图7是实施例1制备的复合微囊在pH＝3.0的缓冲溶液中梯级释放活性物质过程的激光共 聚焦显微照片；

图8是实施例2制备的五相四重乳液的激光共聚焦显微照片；

图9是实施例2制备的复合微囊的激光共聚焦显微照片，图a为低放大倍数，图b为高 放大倍数；

图10是实施例2制备的复合微囊的在pH＝3.0的缓冲溶液中溶胀溶解过程的激光共聚焦 显微照片；

图11是实施例2制备的复合微囊的冷冻干燥后的扫描电镜显微照片，图a中外层微囊壁 上有破口，图b中外层微囊壁完全破裂；

图12是实施例3制备的五相四重乳液的激光共聚焦显微照片；

图13是实施例3制备的复合微囊坯体的激光共聚焦显微照片，图a为低放大倍数，图b 为高放大倍数；

图14是实施例3制备的复合微囊的在去离子水中的激光共聚焦显微照片，图a为明场显 微照片、图b为绿色荧光显微照片、图c为红色荧光显微照片、图d为明场、绿色荧光场和 红色荧光场的复合场显微照片；

图15是实施例3制备的复合微囊可控梯级释放过程的激光共聚焦显微照片，图a为环境 温度从25℃升高到50℃，外层的聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊突释出其中的包载物的过程， 图b为内层壳聚糖微囊在pH＝3.0的缓冲溶液中释放其包载的油相的过程；

图16是实施例4制备的复合微囊的在去离子水中的激光共聚焦显微照片；

图17是实施例4制备的复合微囊的平衡温敏特性，图a为复合微囊在不同温度下的激光 共聚焦显微照，图b为复合微囊的外层微囊的内外径和内层微囊的内外径与温度的关系曲线。

图18是实施例4制备的复合微囊冷冻干燥后的扫描电镜显微照片，图a中外层微囊壁上 破口较小，图b中外层微囊壁上破口较大；

图19是实施例5制备的复合微囊的激光共聚焦显微照片；

图20是实施例5制备的复合微囊在pH＝3.0的缓冲溶液中的释放过程的激光共聚焦显微 照片，图20(A)(B)(C)为不同时刻的显微照片，图(D)为图(C)的局部放大图；

图21是实施例6制备的复合微囊的激光共聚焦显微照片；

图22是实施例6制备的复合微囊的冷冻干燥后的扫描电子显微镜照片，图a的外层微囊 壁破口较小，图b的外层微囊壁完全破裂；

图23是实施例7制备的复合微囊的激光共聚焦显微照片；

图24是实施例7制备的复合微囊对罗丹明B的控制释放，图a为不同时刻在20℃去离 子水中外层聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊溶胀的激光共聚焦显微照片，图b为内层聚乙二醇 双丙烯酸酯微囊的荧光强度变化曲线；

图25是实施例8制备的复合微囊在20℃去离子水中的激光共聚焦显微照片；

图26是实施例8制备的复合微囊在不同温度的去离子水中平衡后的光学显微照片；

图27是实施例8制备的复合微囊在去离子水中平衡后内层微囊内外径和外层微囊内外径 随温度的变化曲线。

具体实施方式

以下通过实施例并结合附图对本发明所述单分散囊包囊结构的复合微囊的制备方法作进 一步说明。

下述各实施例中，所述水溶性壳聚糖购自济南海得贝生物有限公司；所述Pluronic F127、 Pluronic F108、Pluronic F68以及Pluronic F188均为聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物，Pluronic F127、Pluronic F108、Pluronic F68、Pluronic F188均为商品名，购自Sigma公司；水溶性光 引发剂2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮采用商品名为IRGACURE2959的光引 发剂，购自BASF公司；所述油溶性光引发剂苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，其CAS 编号为162881-26-7，采用商品名为IRGACURE819的光引发剂，购自BASF公司；所述染 料Lumogen F Red300为一种苝酰亚胺类化合物，Lumogen F Red300为其商品名，购自BASF 公司；所述染料脂肪黑HB为2,3-二氢-2,2-二甲基-6-[[4-(苯基偶氮)-1-萘]偶氮]萘嵌间二氮杂 苯，购自阿拉丁试剂公司；所述大豆油为供医用注射用级别，购自铁岭北亚药用油有限公司。

下述各实施例中，采用结构如图2所示的毛细管微流体装置，包括注射管8、过渡管、连 接管和收集管16；所述注射管8由圆形玻璃毛细管制作，其尾部被加工成圆锥形，其圆管部段 的外径为1.0mm、内径为550μm，其圆锥形部段端部外径为80μm；所述过渡管包括三级(第 一、第二、第三过渡管)，由圆形玻璃毛细管制作，其尾部被加工成圆锥形，第一过渡管10 圆管部段的外径为1.0mm、内径为190μm，其圆锥形部段端部内径为100μm，第二过渡管12 圆管部段的外径为1.0mm、内径为260μm，其圆锥形部段端部内径为160μm，第三过渡管14 圆管部段的外径为1.0mm、内径为280μm，其圆锥形部段端部内径为200μm；所述连接管包 括四级(第一、第二、第三和第四连接管)，其内部的通孔为正方形，通孔尺寸为1.0mm×1.0 mm；所述收集管16为圆形毛细管，其外径为1.0mm，内径为500μm；注射管的尾部插入第 一过渡管的头部并通过第一连接管9连接、第一过渡管的尾部插入第二过渡管的头部并通过第 二连接管11连接、第二过渡管的尾部插入第三过渡管的头部并通过第三连接管13连接、第三 过渡管的尾部插入收集管的头部并通过第四连接管15连接。使用AB胶水将连接管与过渡管、 注射管、接收管固定在一起。

使用该四级毛细管微流体装置制备单分散的内油相/内水相/中间油相/外水相/外油相五相 四重乳液的方法如下：将内油相1通过注射器在注射泵的推动下注入注射管8，将内水相2通过 注射器在注射泵的推动下从第一连接管9注入第一过渡管10，在第一过渡管入口处形成单分散 性的水包油(O/W)乳液，中间油相3通过注射器在注射泵的推动下从第二连接管11注入第二 过渡管12，在第二过渡管入口形成单分散性的油包水包油(O/W/O)乳液，外水相4通过注射 器在注射泵的推动下从第三连接管13注入第三过渡管14，在第三过渡管入口处形成单分散性 的水包油包水包油(O/W/O/W)乳液，外油相5通过注射器在注射泵的推动下从第四连接管 15注入收集管16中，在收集管的入口处形成单分散性的油包水包油包水包油(O/W/O/W/O) 五相四重乳液，即内油相/内水相/中间油相/外水相/外油相五相四重乳液，将形成的五相四重 乳液通过与收集管出口相连的管件引入盛有收集油相的容器中。

实施例1

本实施例制备单分散含油的壳聚糖微囊包载壳聚糖微囊的复合微囊，工艺步骤如下：

(1)制备五相四重乳液

1)配制水相和油相流体

第一水相：在室温将重均分子量为5000Da的水溶性壳聚糖、水溶性乳化剂Pluronic F127、 水溶性增稠剂羟乙基纤维素加入去离子水中，搅拌使水溶性壳聚糖、Pluronic F127、羟乙基 纤维素完全溶解形成混合液，然后用浓度为1.5mol/L的氢氧化钠水溶液调节所述混合液的 pH值为6.3即形成第一水相，所述水溶性壳聚糖与去离子水的质量比为0.06:1，Pluronic F127 与去离子水的质量比为0.020:1，羟乙基纤维素与去离子水的质量比为0.02:1；

内油相(第一油相)：在室温将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加 入对苯二甲醛和油溶性活性物质脂肪黑HB，搅拌使对苯二甲醛和脂肪黑HB完全溶解即形成 内油相，所述大豆油与苯甲酸苄酯的体积比为1:1，聚蓖麻酸甘油酯质量:大豆油和苯甲酸苄 酯的总质量＝0.025:1，对苯二甲醛的质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝0.025:1，脂肪黑HB 质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量为＝0.001:1；

中间油相(第三油相)：在室温将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后 加入对苯二甲醛和油溶性活性物质Lumogen Red300，搅拌使对苯二甲醛和Lumogen Red300 完全溶解即形成中间油相；所述苯甲酸苄酯与大豆油的体积比为1:1，聚蓖麻酸甘油酯的质 量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝0.06:1，对苯二甲醛的质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量 ＝0.0025:1，Lumogen Red300的质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝0.001:1；

外油相：在室温将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀即得外油相，所述聚蓖麻酸甘油酯 与大豆油的质量比为0.1:1；

收集油相：在室温将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加入对苯二甲醛，搅拌使 苯二甲醛完全溶解即形成收集油相；所述聚蓖麻酸甘油酯与大豆油的质量比为0.1:1，对苯二 甲醛与大豆油质量比为0.002:1。

2)制备五相四重乳液

以第一水相为内水相和外水相，将内油相、内水相、中间油相、外水相、外油相分别吸 入注射器中，在注射泵的推动下匀速地注入毛细管微流体装置的注射管、第一过渡管、第二 过渡管、第三过渡管和收集管中，形成单分散的内油相/内水相/中间油相/外水相/外油相五相 四重乳液(如图3所示)，然后将该五相四重乳液通过与毛细管微流体装置收集管出口相连的 管件引入盛有收集油相的容器中(见图4)；

注射管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中各流体的流量分别为200μL/h、 400μL/h、800μL/h、1600.μL/h以及4500μL/h。

(2)制备复合微囊坯体

将步骤(1)所得五相四重乳液在室温静置2h，壳聚糖与对苯二甲醛发生交联反应形成 壳聚糖微囊包载壳聚糖微囊的复合微囊坯体，见图5。

(3)洗涤

用去离子水浸泡步骤(2)所得复合微囊坯体10min，然后倾倒出上层液体以去除复合微 囊外壁上的油相，即得到单分散含油的壳聚糖微囊包载壳聚糖的复合微囊。

本实施例制备复合微囊在去离子水中的激光共聚焦显微照片如图6所示，图6a为明场显 微照片，图6b为绿色荧光显微照片，图6c为红色荧光显微照片，图6d为明场、绿色荧光以 及红色荧光叠加后的显微照片；绿色荧光是由对苯二甲醛交联的壳聚糖发出的，红色荧光是 由Lumogen Red300发出的；从图6可以看本实施例制备的复合微囊具有均一的结构和尺寸 以及良好的球形度，并且不同油溶性活性物质分别位于内层微囊内和内外层微囊之间，未发 生相互混合污染。

在室温下，将本实施例制备复合微囊置于pH＝3.0的缓冲溶液(0.01mol/L的柠檬酸-磷酸 氢二钠缓冲溶液)中，使用激光共聚焦显微镜观察其释放过程(见图7)，随着时间的推移， 复合微囊的外层微囊逐步溶胀然后溶解，释放出含有Lumogen Red300的油相，接着内层微 囊与pH＝3.0的缓冲溶液接触，内层微囊逐步溶胀然后溶解后释放出含有脂肪黑HB的油相， 表明壳聚糖微囊包载壳聚糖微囊的复合微囊具有pH响应顺序释放功能。

实施例2

本实施例制备单分散不含油的壳聚糖微囊包载壳聚糖微囊的复合微囊，工艺步骤如下：

(1)制备五相四重乳液

1)配制水相和油相流体

第一水相：在室温将重均分子量为4000Da的水溶性壳聚糖、水溶性乳化剂Pluronic F108、 水溶性增稠剂羟乙基纤维素加入去离子水中，搅拌使水溶性壳聚糖、Pluronic F108、羟乙基 纤维素完全溶解形成混合液，然后用浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液调节所述混合液的pH 值为6.7即形成第一水相，所述水溶性壳聚糖与去离子水的质量比为0.02:1，Pluronic F108 与去离子水的质量比为0.0025:1，羟乙基纤维素与去离子水的质量比为0.01:1；

内油相(第一油相)：在室温将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加 入对苯二甲醛，搅拌使对苯二甲醛完全溶解即形成内油相，所述大豆油与苯甲酸苄酯的体积 比为0.5:1，聚蓖麻酸甘油酯质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝0.01:1，对苯二甲醛的质量: 大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝0.005:1；

中间油相(第三油相)：在室温将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后 加入对苯二甲醛，搅拌使对苯二甲醛完全溶解即形成中间油相；所述苯甲酸苄酯与大豆油的 体积比为1:0.5，聚蓖麻酸甘油酯的质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝0.03:1，对苯二甲醛 的质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝0.0015:1；

外油相：在室温将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀即得外油相，所述聚蓖麻酸甘油酯 与大豆油的质量比为0.04:1；

收集油相：在室温将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加入对苯二甲醛，搅拌使 苯二甲醛完全溶解即形成收集油相；所述聚蓖麻酸甘油酯与大豆油的质量比为0.04:1，对苯 二甲醛与大豆油质量比为0.0005:1。

2)制备五相四重乳液

以第一水相为内水相和外水相，将内油相、内水相、中间油相、外水相、外油相分别吸 入注射器中，在注射泵的推动下匀速地注入毛细管微流体装置的注射管、第一过渡管、第二 过渡管、第三过渡管和收集管中，形成单分散的内油相/内水相/中间油相/外水相/外油相五相 四重乳液，然后将该五相四重乳液通过与毛细管微流体装置收集管出口相连的管件引入盛有 收集油相的容器中(见图8)；

注射管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中各流体的流量分别为350μL/h、 600μL/h、1200μL/h、2400.μL/h以及9000μL/h。

(2)制备复合微囊坯体

将步骤(1)所得五相四重乳液在室温静置1h，壳聚糖与对苯二甲醛发生交联反应形成 壳聚糖微囊包载壳聚糖微囊的复合微囊坯体。

(3)洗涤

用异丙醇洗涤步骤(2)所得复合微囊坯体6次，以去除复合微囊内和微囊周围的油相， 然后用去离子水洗6次，以去除残留在复合微囊壁上和微囊内的异丙醇，即得到单分散不含 油的壳聚糖微囊包载壳聚糖微囊的复合微囊，其激光共聚焦显微照片如图9所示；

在室温将本实施例制备的复合微囊放入pH＝3.0的缓冲溶液(0.01mol/L的柠檬酸-磷酸氢 二钠缓冲溶液)中，使用激光共聚焦显微镜观察其形貌和结构的变化，如图10所示，随着时 间的推移，内层和外层微囊在pH＝3.0的缓冲溶液中都逐渐溶胀，然后发生塌陷，最终在放入 缓冲液中大约90秒时复合微囊完全溶解。

将本实施例制备复合微囊冷冻干燥后用电子扫描显微镜观察，其扫描电镜照片如图11所 示，从图11可以明显的观察到壳聚糖微囊包载壳聚糖微囊的复合结构。

实施例3

本实施例制备单分散含油的聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊包载壳聚糖微囊的复合微囊，工艺 步骤如下：

(1)制备五相四重乳液

1)配制水相和油相流体

第一水相：在室温将重均分子量为5000Da的水溶性壳聚糖、水溶性乳化剂Pluronic F188、 水溶性增稠剂羟乙基纤维素加入去离子水中，搅拌使水溶性壳聚糖、Pluronic F188、羟乙基 纤维素完全溶解形成混合液，然后用浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液调节所述混合液的pH 值为6.5即形成第一水相，所述水溶性壳聚糖与去离子水的质量比为0.04:1，Pluronic F188 与去离子水的质量比为0.01:1，羟乙基纤维素与去离子水的质量比为0.015:1；

第二水相：在室温、避光条件下将N-异丙基丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、水溶性 乳化剂Pluronic F127、水溶性光引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐加入去离子水中，搅拌使N-异 丙基丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、Pluronic F127、偶氮二异丁基脒盐酸盐完全溶解形 成第二水相，所述N-异丙基丙烯酰胺与去离子水的质量比为0.102:1，N,N-亚甲基双丙烯酰 胺与去离子水的质量比为0.00924:1，Pluronic F188与去离子水的质量比为0.02:1，偶氮二 异丁基脒盐酸与去离子水的质量比为0.02:1；

内油相(第一油相)：在室温将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加 入对苯二甲醛和油溶性活性物质Lumogen Red300，搅拌使对苯二甲醛和Lumogen Red300 完全溶解即形成内油相，所述大豆油与苯甲酸苄酯的体积比为0.9:1，聚蓖麻酸甘油酯质量: 大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝0.02:1，对苯二甲醛的质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量 ＝0.02:1，Lumogen Red300的质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝0.001:1；

中间油相(第三油相)：在室温将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加入对苯二甲 醛，搅拌使对苯二甲醛完全溶解即形成中间油相；所述聚蓖麻酸甘油酯的质量:大豆油的质量 ＝0.02:1，对苯二甲醛的质量:大豆油的质量＝0.0015:1；

外油相：在室温将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀即得外油相，所述聚蓖麻酸甘油酯 与大豆油的质量比为0.05:1；

收集油相：在室温、避光条件下将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加入油溶性 光引发剂2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮，搅拌使2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮完全溶解即形成收 集油相；所述聚蓖麻酸甘油酯与大豆油的质量比为0.04:1，2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮与大 豆油的质量比为0.002:1。

2)制备五相四重乳液

以第一水相为内水相、第二水相为外水相，在避光条件下将内油相、内水相、中间油相、 外水相、外油相分别吸入注射器中，在注射泵的推动下匀速地注入毛细管微流体装置的注射 管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中，形成单分散的内油相/内水相/中间油 相/外水相/外油相五相四重乳液，然后将该五相四重乳液通过与毛细管微流体装置收集管出口 相连的管件引入盛有收集油相的容器中，其激光共聚焦显微照片如图12所示；

注射管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中各流体的流量分别为260μL/h， 470μL/h，1000μL/h，2000μL/h以及7000μL/h。

(2)制备复合微囊坯体

将步骤(1)所得五相四重乳液在冰浴(置于冰水混合物中，温度约为2～4℃)条件下采 用紫外光照射10min，然后在室温静置1h，N-异丙基丙烯酰胺与N,N-亚甲基双丙烯酰胺发 生交联反应、壳聚糖与对苯二甲醛发生交联反应形成聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊包载壳聚 糖微囊的复合微囊坯体，其激光共聚焦显微照片如图13所示。

(3)洗涤

用去离子水浸泡步骤(2)所得复合微囊坯体10min，然后倾倒出上层液体以去除复合微 囊外壁上的油相，即得到单分散含油的聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊包载壳聚糖微囊的复合微 囊。

本实施例制备的复合微囊在25℃去离子水中的激光共聚焦显微照片如图14所示，图14a 为明场显微照片，图14b为绿色荧光显微照片，图14c为红色荧光显微照片，图14d为明场、 绿色荧光以及红色荧光叠加后的显微照片；绿色荧光是由对苯二甲醛交联的壳聚糖发出的， 红色荧光是由Lumogen Red300发出的；从该图可知复合微囊具有均一的结构和尺寸以及良 好的球形度，包载在同内层微囊中、内层与外层微囊之间的不同油相未发生混合污染现象。

在激光共聚焦显微镜下观察本实施例制备的复合微囊的温度和pH响应性的梯级释放性 能，见图15，将复合微囊置于pH＝6.5的水溶液中，当所述水溶液的温度从25℃升高到50℃ 时，聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊收缩，由于聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊内包载的物质不 能透过囊层，也不具有可压缩性，当聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊内部的压力超过其囊壁能 够承受的压力时，聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊将其内部所包载的所有物质释放到环境中(见 图15a)，在该释放过程中被包载在内部的壳聚糖微囊和内外层微囊之间的油相被释放出来， 从而完成其第一阶段的温度控制释放；接着将所述水溶液的pH值调节为3.0，壳聚糖微囊逐 渐溶胀，最终完全溶解，释放出其内部包载的油核，完成第二阶段的控制释放(见图15b)。

实施例4

本实施例制备单分散不含油的聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊包载壳聚糖微囊的复合微囊，工 艺步骤如下：

(1)制备五相四重乳液

1)配制水相和油相流体

第一水相：在室温将重均分子量为3000Da的水溶性壳聚糖、水溶性乳化剂Pluronic F68、 水溶性增稠剂羟乙基纤维素加入去离子水中，搅拌使水溶性壳聚糖、Pluronic F68、羟乙基纤 维素完全溶解形成混合液，然后用浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液调节所述混合液的pH值 为6.4即形成第一水相，所述水溶性壳聚糖与去离子水的质量比为0.04:1，Pluronic F68与去 离子水的质量比为0.0025:1，羟乙基纤维素与去离子水的质量比为0.015:1；

第二水相：在室温、避光条件下将N-异丙基丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、水溶性 乳化剂Pluronic F68、水溶性光引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐加入去离子水中，搅拌使N-异 丙基丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、Pluronic F68、偶氮二异丁基脒盐酸盐完全溶解形成 第二水相，所述N-异丙基丙烯酰胺与去离子水的质量比为0.124:1，N,N-亚甲基双丙烯酰胺 与去离子水的质量比为0.00616:1，Pluronic F68与去离子水的质量比为0.0025:1，偶氮二异 丁基脒盐酸与去离子水的质量比为0.004:1；

内油相(第一油相)：在室温将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加 入对苯二甲醛，搅拌使对苯二甲醛完全溶解即形成内油相，所述大豆油与苯甲酸苄酯的体积 比为0.85:1，聚蓖麻酸甘油酯质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝0.025:1，对苯二甲醛的质 量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝0.015:1；

中间油相(第三油相)：在室温将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后 加入对苯二甲醛，搅拌使对苯二甲醛完全溶解即形成中间油相；所述苯甲酸苄酯与大豆油的 体积比为1:1，聚蓖麻酸甘油酯的质量:大豆油及苯甲酸苄酯的总质量＝0.05:1，对苯二甲醛的 质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝0.0025:1；

外油相：在室温将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀即得外油相，所述聚蓖麻酸甘油酯 与大豆油的质量比为0.1:1；

收集油相：在室温、避光条件下将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加入油溶性 光引发剂2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮，搅拌使2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮完全溶解即形成收 集油相；所述聚蓖麻酸甘油酯与大豆油的质量比为0.1:1，2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮与大豆 油的质量比为0.005:1。

2)制备五相四重乳液

以第一水相为内水相、第二水相为外水相，在避光条件下将内油相、内水相、中间油相、 外水相、外油相分别吸入注射器中，在注射泵的推动下匀速地注入毛细管微流体装置的注射 管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中，形成单分散的内油相/内水相/中间油 相/外水相/外油相五相四重乳液，然后将该五相四重乳液通过与毛细管微流体装置收集管出口 相连的管件引入盛有收集油相的容器中；

注射管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中各流体的流量分别为220μL/h， 420μL/h，980μL/h，1700μL/h以及6000μL/h。

(2)制备复合微囊坯体

将步骤(1)所得五相四重乳液在冰浴(置于冰水混合物中，温度约为2～4℃)条件下采 用紫外光照射25min，然后在室温静置1h，N-异丙基丙烯酰胺与N,N-亚甲基双丙烯酰胺发 生交联反应、壳聚糖与对苯二甲醛发生交联反应形成聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊包载壳聚 糖微囊的复合微囊坯体。

(3)洗涤

用乙醇洗涤复合微囊坯体8次，以去除复合微囊内和微囊周围的油相，然后用去离子水 洗8次，去除残留在复合微囊壁上和微囊内的乙醇，即得到单分散不含油的聚(N-异丙基丙烯 酰胺)微囊包载壳聚糖微囊的复合微囊，其在20℃去离子水中的激光共聚焦显微照片见图16。

将本实施例制备的复合微囊置于20℃、24℃、28℃、32℃、36℃和40℃的去离子水中， 通过激光共聚焦观察其形貌和结构，并测量内层微囊的内外径和外层微囊的内外径，结果如 图17所示，外层的聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊展现出良好的温敏性(见图17b中的上面两根 曲线)，内部的壳聚糖微囊没有温敏性(见图17b中的下面两根曲线)。

将本实施例所制备的复合微囊冷冻干燥后用扫描电子显微镜观察，其扫描电子显微镜照 片见图18，从该图可明显的观察到该微囊的复合结构。

实施例5

本实施例制备单分散含油的壳聚糖微囊包载聚乙二醇双丙烯酸酯微囊的复合微囊，工艺 步骤如下：

(1)制备五相四重乳液

1)配制水相和油相流体

第一水相：在室温将重均分子量为5000Da的水溶性壳聚糖、水溶性乳化剂Pluronic F127、 水溶性增稠剂羟乙基纤维素加入去离子水中，搅拌使水溶性壳聚糖、Pluronic F127、羟乙基 纤维素完全溶解形成混合液，然后用浓度为1.5mol/L的氢氧化钠水溶液调节所述混合液的 pH值为6.5即形成第一水相，所述水溶性壳聚糖与去离子水的质量比为0.04:1，Pluronic F127 与去离子水的质量比为0.01:1，羟乙基纤维素与去离子水的质量比为0.012:1；

第三水相：在室温、避光条件下将聚乙二醇双丙烯酸酯、水溶性乳化剂Pluronic F127、 水溶性光引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐加入去离子水中，搅拌使聚乙二醇双丙烯酸酯、 Pluronic F127、偶氮二异丁基脒盐酸盐完全溶解形成第三水相；所述聚乙二醇双丙烯酸酯与 去离子水的质量比为0.2:1，Pluronic F127与去离子水的质量比为0.02:1，偶氮二异丁基脒 盐酸盐与去离子水的质量比为0.02:1；

内油相(第二油相)：在室温将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀即形成内 油相；大豆油与苯甲酸苄酯的体积比为1:1，聚蓖麻酸甘油酯的质量:大豆油及苯甲酸苄酯的 总质量＝0.025:1；

中间油相(第四油相)：在室温、避光条件下将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混 合均匀，然后加入油溶性光引发剂2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮，搅拌使2,2-二甲氧基-2-苯基 苯乙酮完全溶解即形成中间油相；大豆油与苯甲酸苄酯的体积比为1:1，聚蓖麻酸甘油酯的 质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝0.05:1，2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮与大豆油的质量比为 0.005:1；

外油相：在室温将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀即得外油相，所述聚蓖麻酸甘油酯 与大豆油的质量比为0.08:1；

收集油相：在室温将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加入对苯二甲醛，搅拌使 苯二甲醛完全溶解即形成收集油相；所述聚蓖麻酸甘油酯与大豆油的质量比为0.08:1，对苯 二甲醛与大豆油质量比为0.0015:1。

2)制备五相四重乳液

以第三水相为内水相、第一水相为外水相，在避光条件下将内油相、内水相、中间油相、 外水相、外油相分别吸入注射器中，在注射泵的推动下匀速地注入毛细管微流体装置的注射 管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中，形成单分散的内油相/内水相/中间油 相/外水相/外油相五相四重乳液，然后将该五相四重乳液通过与毛细管微流体装置收集管出口 相连的管件引入盛有收集油相的容器中；

注射管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中各流体的流量分别为300μL/h， 500μL/h，1100μL/h，1900μL/h以及7500μL/h。

(2)制备复合微囊坯体

将步骤(1)所得五相四重乳液在冰浴(置于冰水混合物中，温度约为2～4℃)条件下采 用紫外光照射25min，然后在室温静置1h，聚乙二醇双丙烯酸酯发生交联反应、壳聚糖与对 苯二甲醛发生交联反应形成壳聚糖微囊包载聚乙二醇双丙烯酸酯微囊的复合微囊坯体。

(3)洗涤

用去离子水浸泡步骤(2)所得复合微囊坯体10min，然后倾倒出上层液体以去除复合微 囊外壁上的油相，即得到单分散含油的壳聚糖微囊包载聚乙二醇双丙烯酸酯微囊的复合微囊， 其在去离子水中的激光共聚焦显微照片如图19所示。

将本实施例制备的复合微囊置于pH＝3.0的缓冲溶液(0.01mol/L的柠檬酸-磷酸氢二钠缓 冲溶液)中，在激光共聚焦显微镜下观察其释放过程，见图20，外层壳聚糖微囊在pH＝3.0 的缓冲溶液中逐渐溶胀，最终溶解，释放出两层微囊之间包载的油相和内层的聚乙二醇双丙 烯酸酯微囊，聚乙二醇双丙烯酸酯微囊在酸性中较稳定。

实施例6

本实施例制备单分散不含油的壳聚糖微囊包载聚乙二醇双丙烯酸酯微囊的复合微囊，工 艺步骤如下：

(1)制备五相四重乳液

1)配制水相和油相流体

第一水相：在室温将重均分子量为5000Da的水溶性壳聚糖、水溶性乳化剂Pluronic F188、 水溶性增稠剂羟乙基纤维素加入去离子水中，搅拌使水溶性壳聚糖、Pluronic F188、羟乙基 纤维素完全溶解形成混合液，然后用浓度为1.5mol/L的氢氧化钠水溶液调节所述混合液的 pH值为6.5即形成第一水相，所述水溶性壳聚糖与去离子水的质量比为0.04:1，Pluronic F188 与去离子水的质量比为0.01:1，羟乙基纤维素与去离子水的质量比为0.015:1；

第三水相：在室温、避光条件下将聚乙二醇双丙烯酸酯、水溶性乳化剂Pluronic F188、 水溶性光引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐加入去离子水中，搅拌使聚乙二醇双丙烯酸酯、 Pluronic F188、偶氮二异丁基脒盐酸盐完全溶解形成第三水相；所述聚乙二醇双丙烯酸酯与 去离子水的质量比为0.06:1，Pluronic F188与去离子水的质量比为0.005:1，偶氮二异丁基 脒盐酸盐与去离子水的质量比为0.0025:1；

内油相(第二油相)：在室温将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀即形成内 油相；大豆油与苯甲酸苄酯的体积比为0.5:1，聚蓖麻酸甘油酯的质量:大豆油和苯甲酸苄酯 的总质量＝0.015:1；

中间油相(第四油相)：在室温、避光条件下将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混 合均匀，然后加入油溶性光引发剂2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮，搅拌使2,2-二甲氧基-2-苯基 苯乙酮完全溶解即形成中间油相；大豆油与苯甲酸苄酯的体积比为0.5:1，聚蓖麻酸甘油酯 的质量:大豆油和苯甲酸苄酯的总质量＝0.03:1，2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮与大豆油的质量比 为0.002:1；

外油相：在室温将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀即得外油相，所述聚蓖麻酸甘油酯 与大豆油的质量比为0.075:1；

收集油相：在室温将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加入对苯二甲醛，搅拌使 苯二甲醛完全溶解即形成收集油相；所述聚蓖麻酸甘油酯与大豆油的质量比为0.075:1，对 苯二甲醛与大豆油质量比为0.0015:1；

2)制备五相四重乳液

以第三水相为内水相、第一水相为外水相，在避光条件下将内油相、内水相、中间油相、 外水相、外油相分别吸入注射器中，在注射泵的推动下匀速地注入毛细管微流体装置的注射 管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中，形成单分散的内油相/内水相/中间油 相/外水相/外油相五相四重乳液，然后将该五相四重乳液通过与毛细管微流体装置收集管出口 相连的管件引入盛有收集油相的容器中；

注射管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中各流体的流量分别为320μL/h， 550μL/h，1100μL/h，2200μL/h以及8500μL/h。

(2)制备复合微囊坯体

将步骤(1)所得五相四重乳液在冰浴(置于冰水混合物中，温度约为2～4℃)条件下采 用紫外光照射25min，然后在室温静置1h，聚乙二醇双丙烯酸酯发生交联反应、壳聚糖与对 苯二甲醛发生交联反应形成壳聚糖微囊包载聚乙二醇双丙烯酸酯微囊的复合微囊坯体。

(3)洗涤

用异丙醇洗涤步骤(2)所得复合微囊坯体7次，以去除复合微囊内和微囊周围的油相， 然后用去离子水洗7次以去除残留在复合微囊壁上和微囊内的异丙醇，即得到单分散不含油 相壳聚糖微囊包载聚乙二醇双丙烯酸酯微囊的复合微囊，其在20℃去离子水中的激光共聚焦 显微照片如图21所示。

将本实施例制备的复合微囊冷冻干燥后用扫描电镜观察，其扫描电镜照片如图22所示。

实施例7

本实施例制备单分散不含油的聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊包载聚乙二醇双丙烯酸酯微囊 的复合微囊，工艺步骤如下：

(1)制备五相四重乳液

1)配制水相和油相流体

第二水相：在室温、避光条件下将N-异丙基丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、水溶性 乳化剂Pluronic F108、水溶性光引发剂过硫酸钾加入去离子水中，搅拌使N-异丙基丙烯酰胺、 N,N-亚甲基双丙烯酰胺、Pluronic F108、过硫酸钾完全溶解形成第二水相，所述N-异丙基丙 烯酰胺与去离子水的质量比为0.113:1，N,N-亚甲基双丙烯酰胺与去离子水的质量比为 0.0077:1，Pluronic F108与去离子水的质量比为0.005:1，过硫酸钾与去离子水的质量比为 0.003:1；

第三水相：在室温、避光条件下将聚乙二醇双丙烯酸酯、水溶性乳化剂Pluronic F108、 水溶性光引发剂过硫酸铵加入去离子水中，搅拌使聚乙二醇双丙烯酸酯、Pluronic F108、过 硫酸铵完全溶解形成第三水相；所述聚乙二醇双丙烯酸酯与去离子水的质量比为0.06:1， Pluronic F108与去离子水的质量比为0.005:1，过硫酸铵与去离子水的质量比为0.005:1；

内油相(第二油相)：在室温将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀即形成内 油相；大豆油与苯甲酸苄酯的体积比为0.75:1，聚蓖麻酸甘油酯的质量:大豆油和苯甲酸苄酯 的总质量＝0.02:1；

中间油相(第四油相)：在室温、避光条件下将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混 合均匀，然后加入油溶性光引发剂2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮，搅拌使2,2-二甲氧基-2-苯基 苯乙酮完全溶解即形成中间油相；大豆油与苯甲酸苄酯的体积比为0.75:1，聚蓖麻酸甘油酯 的质量:大豆油及苯甲酸苄酯的总质量＝0.04:1，2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮与大豆油的质量比 为0.002:1；

外油相：在室温将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀即得外油相，所述聚蓖麻酸甘油酯 与大豆油的质量比为0.06:1；

收集油相：在室温、避光条件下将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加入油溶性 光引发剂2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮，搅拌使2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮完全溶解即形成收 集油相；所述聚蓖麻酸甘油酯与大豆油的质量比为0.06:1，2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮与大 豆油的质量比为0.005:1；

2)制备五相四重乳液

以第三水相为内水相、第二水相为外水相，在避光条件下将内油相、内水相、中间油相、 外水相、外油相分别吸入注射器中，在注射泵的推动下匀速地注入毛细管微流体装置的注射 管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中，形成单分散的内油相/内水相/中间油 相/外水相/外油相五相四重乳液，然后将该五相四重乳液通过与毛细管微流体装置收集管出口 相连的管件引入盛有收集油相的容器中；

注射管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中各流体的流量分别为280μL/h， 520μL/h，1000μL/h，2100μL/h以及8500μL/h。

(2)制备复合微囊坯体

将步骤(1)所得五相四重乳液在20℃的水浴条件下采用紫外光照射10min，然后在室 温静置10min，聚乙二醇双丙烯酸酯发生交联反应、N-异丙基丙烯酰胺与N,N-亚甲基双丙烯 酰胺发生交联反应形成聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊包载聚乙二醇双丙烯酸酯微囊的复合微囊 坯体。

(3)洗涤

用异丙醇洗涤步骤(2)所得复合微囊坯体7次，以去除复合微囊内和微囊周围的油相， 然后用去离子水洗7次以去除残留在复合微囊壁上和微囊内的异丙醇，即得到单分散不含油 的聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊包载聚乙二醇双丙烯酸酯微囊的复合微囊，其在20℃去离子 水中的激光共聚焦显微照片如图23所示。

将本实施例制备的复合微囊作为小分子活性物质的控制释放载体，将复合微囊放入20℃、 浓度为0.1wt％的罗丹明B水溶液中，罗丹明B通过扩散进入复合微囊中，然后将溶液的温 度加热至50℃，外层的聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊随着温度的升高而收缩，内层的聚乙二 醇双丙烯酸酯微囊的直径未发生变化；将装载有罗丹明B的复合微囊转移到20℃的去离子水 中，复合微囊的外层微囊溶胀，释放出其中的罗丹明B，图24a为在20℃去离子水中外层微 囊溶胀的激光共聚焦显微照片，通过激光共聚焦显微镜测量内层微囊中罗丹明B的荧光强度 随时间的变化，可知罗丹明B被迅速的释放到去离子水中，见图24b，说明本实施例制备的 复合微囊能够作为小分子活性物质的控制释放载体。

实施例8

本实施例制备单分散不含油的聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊包载聚(N-异丙基丙烯酰胺)微 囊的复合微囊，工艺步骤如下：

(1)制备五相四重乳液

1)配制水相和油相流体

第二水相：在室温、避光条件下将N-异丙基丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、水溶性 乳化剂Pluronic F127、水溶性光引发剂IRGACURE2959加入去离子水中，搅拌使N-异丙基 丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、Pluronic F127、IRGACURE2959完全溶解形成第二水相， 所述N-异丙基丙烯酰胺与去离子水的质量比为0.113:1，N,N-亚甲基双丙烯酰胺与去离子水 的质量比为0.0077:1，Pluronic F127与去离子水的质量比为0.005:1，IRGACURE2959与去 离子水的质量比为0.01:1；

内油相(第二油相)：在室温将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀即形成内 油相；大豆油与苯甲酸苄酯的体积比为0.857:1，聚蓖麻酸甘油酯的质量:大豆油和苯甲酸苄 酯的总质量＝0.02:1；

中间油相(第四油相)：在室温、避光条件下将大豆油、苯甲酸苄酯和聚蓖麻酸甘油酯混 合均匀，然后加入油溶性光引发剂IRGACURE819，搅拌使IRGACURE819完全溶解即形成 中间油相；大豆油与苯甲酸苄酯的体积比为0.857:1，聚蓖麻酸甘油酯的质量:大豆油和苯甲 酸苄酯的总质量＝0.04:1，IRGACURE819与大豆油的质量比为0.004:1；

外油相：在室温将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀即得外油相，所述聚蓖麻酸甘油酯 与大豆油的质量比为0.05:1；

收集油相：在室温、避光条件下将大豆油和聚蓖麻酸甘油酯混合均匀，然后加入油溶性 光引发剂2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮，搅拌使2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮完全溶解即形成收 集油相；所述聚蓖麻酸甘油酯与大豆油的质量比为0.05:1，2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮与大豆 油的质量比为0.005:1；

2)制备五相四重乳液

以第二水相为内水相和外水相，在避光条件下将内油相、内水相、中间油相、外水相、 外油相分别吸入注射器中，在注射泵的推动下匀速地注入毛细管微流体装置的注射管、第一 过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中，形成单分散的内油相/内水相/中间油相/外水 相/外油相五相四重乳液，然后将该五相四重乳液通过与毛细管微流体装置收集管出口相连的 管件引入盛有收集油相的容器中；

注射管、第一过渡管、第二过渡管、第三过渡管和收集管中各流体的流量分别为270μL/h， 500μL/h，1100μL/h，2300μL/h以及8800μL/h。

(2)制备复合微囊坯体

将步骤(1)所得五相四重乳液在15℃水浴条件下采用紫外光照射15min，然后在室温 静置10min，N-异丙基丙烯酰胺与N,N-亚甲基双丙烯酰胺发生交联反应形成聚(N-异丙基丙 烯酰胺)微囊包载聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊的复合微囊坯体。

(3)洗涤

用异丙醇洗涤步骤(2)所得复合微囊坯体7次，以去除复合微囊内和微囊周围的油相， 然后用去离子水洗7次以去除残留在复合微囊壁上和微囊内的异丙醇，即得到单分散不含油 的聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊包载聚(N-异丙基丙烯酰胺)微囊的复合微囊，其在20℃去离子 水中的激光共聚焦显微照片如图25所示，由图25可知该复合微囊具有均一的结构和尺寸。

将本实施例制备的复合微囊分别置于20℃、23℃、26℃、29℃、32℃、35℃、38℃、41℃ 以及44℃的去离子水中，经过30min的平衡后用光学显微镜观察其形貌，图26为复合微囊 在20℃、26℃、32℃、38℃、44℃去离子水中的光学显微照片。平衡30min后，测量每个温 度点的去离子水中复合微囊的内层微囊内外径和外层微囊内外径，每个温度测量15个复合微 囊计算平均内层微囊内外径和外层微囊内外径，结果如图27所示。通过在内层或者外层微囊 内加入功能性纳米颗粒，如金纳米棒，可以通过红外和温度分别控制内外层微囊的溶胀和收 缩，因而本发明所述复合微囊有望作为可精确控制释放速率的控释释放载体。