CN108568278A - 一种新型的即用型气凝胶微球及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以气凝胶微球为核，表面包覆或掺杂功能材料或功能基团的即用型气凝胶微球。该气凝胶微球包含至少一种功能材料或功能基团和至少一种气凝胶。同时公开了制造该即用型气凝胶微球的方法，以及该气凝胶微球的用途。本发明公开的制造该即用型气凝胶微球的方法，是先将起始气凝胶颗粒或制备气凝胶的前体物质用超高压射流器均质化或磁研磨或二者结合均质化，再掺和或包覆盖光敏材料/光固化材料、功能材料或功能单体物质或它们的组合物，最后用三谱线光固化作用获得即用型气凝胶微球材料。
Description
技术领域
本发明涉及本发明属于生物医学、分析化学、纳米材料科学、合成化学技术、新材料、新生物技术、高分子聚合反应技术、固相有机合成、高分子材料表面改性、聚合物功能微球、即用型气凝胶微球、气凝胶颗粒、多功能材料、高分子微球材料领域的气凝胶即用型微球，及其制备方法以及该气凝胶即用型微球的用途。更具体而言，本发明涉及包覆/掺和功能材料的气凝胶即用型微球。
背景技术
气凝胶颗粒可具有极低密度、高空隙率和小孔径。它们的重量可以极其低且它们通常通过以气体替代凝胶中的颗粒而形成。纳米级气凝胶具有高比面积、低热导性和低比重特性，可用于颗粒物质在溶液中的分散，增强其悬浮稳定性，同时可增强颗粒表面的吸附性。
气凝胶颗粒已经用于需要低密度填充材料的场合，如用于深海流速计量，反潜战争，夹心复合隔热材料，航天工业和汽车工业的海底/水上设备，石油管路、锅炉、家用电器等领域。
中国专利CN101346420描述了一种基于气凝胶的复合材料，该复合材料包含至少一种聚合物和至少一种气凝胶。该气凝胶用包覆物/掺和物物质包覆以至少基本上防止聚合物侵入气凝胶孔中。还公开了制造该复合材料的方法，以及该复合材料的用途。
中国专利CN102746440A描述了一种本发明涉及一种应用于增强比浊试剂的聚苯乙烯微球的制备工艺。该发明的制备工艺生产的聚苯乙烯微球，成本为国外公司微球价格的1%，抗凝集效果是国外公司微球的十几倍，和抗体的交联效率提高了50%，并且能够满足多个项目的要求，一球多用。但用此法制备的微球长时间存放后或活性蛋白交联后容易聚集沉淀，制备的胶乳一旦冻结，再次熔融会造成胶乳破乳和活性物质变性。
中国专利CN101679657公开了一种平均粒径小于1微米的气凝胶颗粒、含有所述气凝胶颗粒的制品、制造所述气凝胶颗粒的方法、以及所述气凝胶颗粒的用途。同时还公开了制造所述颗粒的方法，其中将起始气凝胶颗粒进行均化或湿磨。所述起始气凝胶颗粒可以在研磨加工期间进行表面处理以防止凝聚或聚集。所述气凝胶颗粒可用于各种制品和应用。但这种气凝胶颗粒不适用于体外诊断试剂、医药、食品及化妆品领域，通常作为隔热材料使用。
中国专利CN102516437B公开了一种聚苯乙烯系功能微球的制备方法，该方法先将计量的苯乙烯、对位取代苯乙烯衍生物、交联剂和引发剂混合，得到悬浮聚合油相，然后悬浮聚合得到聚苯乙烯系多元共聚微球，最后将多元共聚微球实施完全的烷基化或酰基化功能反应，得到内部功能基团分布均匀的聚苯乙烯系功能微球。本发明在实施功能基化反应时能够实现聚苯乙烯组分的完全取代，因此微球内部功能基团的分布十分均匀，基团含量也能够实现精确控制，非常有利于作为固相有机合成和组合化学的固相载体，用于多肽、多糖、核酸、天然产物、有机分子等物质的固相有机合成。
中国申请专利CN102731701A公布了一种利用光化学法制备单分散聚合物功能微球的方法。在可逆加成—断裂链转移(RAFT)试剂的调控下，利用光化学法合成粒径均一的纳米级、微米级多种尺寸的聚合物功能微球。首先将单官能团碳碳双键单体、多官能团碳碳双键交联剂、含功能基团单体、分散剂、稳定剂、RAFT试剂、光引发剂致孔剂等加入混合溶剂中，超声乳化制成均一稳定的分散液，分散液移入反应瓶内，搅拌抽真空后充氮至恒压，在室温下用紫外灯照射8小时左右停止反应，反应液离心沉降、洗涤、干燥后得粒径均一单分散聚合物功能微球。该制备工艺生产效率高，节能环保。根据需要可制备粒径从5纳米到1000微米上千种规格的单分散微球。广泛应用于涂料、粘合剂、生物医药及电子信息相关领域。
中国申请专利CN102989401A公布了一种聚合物凝胶微球的回流沉淀聚合制备方法。本发明改进蒸馏沉淀技术制备单分散亲水性功能微球，将其中的蒸馏步骤改为回流步骤，加入磁力搅拌；在反应过程中可以额外滴加单体增加微球粒径。本发明保留了蒸馏沉淀技术耗时短、无需添加乳化剂或稳定剂、反应温和容易控制等优点，并简化了装置，减少了蒸馏沉淀过程中的胶体失稳现象，改善了反应的可控性及可操作性。制备的聚合物凝胶微球粒径大小均匀，粒径和收率可通过改变反应时间、单体浓度、交联剂含量等条件调控，具有良好的应用前景。
中国申请专利CN102492073A公布了一种基于量子点的磁性荧光多功能微球及其制备方法，属于多功能材料领域。本发明将疏水性磁性纳米颗粒、疏水性单体、油溶性量子点和油溶性引发剂充分混合，形成均匀分散的油相流体；采用喷流悬浮聚合法将油相流体破碎分散形成大小均一的油滴，并在水相中形成O/W型悬浮液，恒温聚合成磁性荧光多功能微球。本发明制备的磁性荧光多功能微球的粒径均一、微球大小可控、磁含量高、荧光效率高、化学性质稳定，在食品安全检测和生物医学领域中具有潜在的应用价值。
以上和本申请全文所提及的专利和出版物在此完全引入作为参考并构成本申请的一部分。
本发明的一个特征在于提供一种以气凝胶纳米颗粒为内核，其表层包覆/掺和功能材料/功能基团，目的是通过气凝胶的低密度性和高吸附性，起到增强悬浮稳定性及分散作用。
本发明的另一特征在于提供具有低比重、高吸附能力、超强悬浮稳定性的气凝胶即用型微球。
本发明另一个特征在于提供在在气凝胶表面包覆/掺和功能材料/功能基团，并经活化处理后，可直接进行生物活性物质连接，且具有抗低温特性和高悬浮稳定性。同时也能稳定生物活性物质的构象。
本发明的另一个特征在于提供了一种磁研磨、高压射流技术与三谱线高能光固化技术相结合的制备功能微球的方法，该法首次采用磁研磨、高压射流与二步三谱线光固化串联方法，具有简单、快捷、灵活、高效、均一、省时的特点，并可结合微流控技术进行高灵敏度、高通量的检测分析，并可借助本方法进行新的光学分析检测技术建立；所述的三谱线光固化处理方法是高能量三谱线光固化处理方法，其高能光包含但不限于高能紫外光、高能红外光、高能可见光、X射线、γ射线、微波及它们的组合等；其中的三谱线光固化加工如图4所示，G01激光器或发射器位于输送装置切向方向，与转运装置平面呈45±45度布置，较优选的为45±43度，最优选的45±0.05度；G02激光器或发射器位于输送装置垂直向方向，与转运装置平面呈90度布置，较优选的为90±3.0度，最优选的90±0.05度；G03激光器或发射器位于输送装置前向方向，与转运装置平面呈45±45度布置，较优选的为45±43度，最优选的45±0.05度，三个激光器或发射器均可通过人工机械或自动电机驱动进行基于x、y、z轴方向移动；其中的激光器功率在0.0001w～5000w,较优选的为0.001w～1000w，优选的为0.01w～500w。
本发明其它的特点和优点将在以下描述中进行部分阐明，且部分地从该描述中清晰或可通过本发明的实践而了解。本发明的目的和其它优点可通过该描述和所附权利要求中特别指出的要素和组合而实现和获得。
发明内容
为了实现以上特点和其它优点，和按照在本文中体现和宽泛描述的本发明的目的，本发明涉及一种包含至少一种功能材料/功能基团和至少一种气凝胶的制备微球。在一个或多个实施方案中，功能材料/功能基团优选作为气凝胶纳米颗粒的包覆物/掺和物。一般具有吸附性的气凝胶至少部分，如果不是完全地，用至少一种功能材料进行表面处理以基本上有能力吸附或连接表层的功能材料/功能基团。优选地，气凝胶上的包覆物/掺和物是仅在气凝胶颗粒外表面上或少量掺和其中，从而有利于生物活性物质的吸附或连接。在一个或多个实施方案中，包覆物/掺和物可防止气凝胶塌陷、碎裂、以及其它物质浸入气凝胶的吸附性/可连接性。通过提供这种包覆物/掺和物，气凝胶的特性得到保持，因此使得气凝胶能够起到自身固有的性能，如低密度、低导热率和高比表面性。利于包覆物/掺和物的悬浮和稳定。
本发明所使用的气凝胶可以是亲水气凝胶，也可以是疏水亲水气凝胶，是本本发明的另一特点。
本发明还涉及一种包含至少一种功能材料/功能基团和至少一种处理的气凝胶的功能材料。一般具吸附性或活性基团的气凝胶至少部分，如果不是完全地，需要进行表面改性处理。处理的气凝胶具有吸附性或可连接活性。在一个或多个实施方案中，当将处理的气凝胶引入导至少一种功能材料/功能基团时，作为内核的气凝胶由于，例如气凝胶的疏水/亲水性质而基本上不被功能材料/功能基团掺入其中。
本发明还涉及一种包含至少一种一种功能材料/功能基团和至少一种预处理的气凝胶。一般具吸附性或表面有活性基团的气凝胶至少部分，如果不是全部地，需要进行预处理。处理的气凝胶保持高吸附性或可连接性。在一个或多个实施方案中，当将预处理气凝胶作为内核，包覆/掺和至少一种功能材料/功能基团时，功能材料/功能基团由于气凝胶的内部的疏水/亲水性质而基本上不进入预处理气凝胶内部。预处理的气凝胶能提高包覆/掺和功能材料/功能基团与其的结合，增强悬浮稳定性及吸附性能。
在至少一个实施方案中，本发明涉及包含作为包覆/掺和物的至少一种功能材料/功能基团和至少一种预处理的气凝胶。该预处理的气凝胶可用于许多领域。例如，胶乳微球包覆/掺和的气凝胶即用型微球可以用来制备胶乳增强免疫比浊法试剂，而发光微球包覆/掺和的气凝胶即用型微球可以用来制备液晶显示器、手机屏、发光免疫诊断试剂、流式细胞仪分析试剂、数字PCR试剂、体内细胞成像、组织细胞分析等。气凝胶可以是预处理的气凝胶和/或包覆或掺和功能材料/功能基团的气凝胶。包覆/掺和的功能材料/功能基团可在含水溶剂或有机溶剂中以包覆/掺和在气凝胶表层。包覆/掺和的功能材料/功能基团可在含水或非水的溶剂中溶解或分散。
在另一实施方案中，本发明涉及具有吸附/可连接性能的气凝胶，其中至少一部分所述气凝胶至少部分包覆/掺和上述的功能材料/功能基团。
在一个或多个实施方案中，本发明还涉及一种制造本发明即用型气凝胶微球的全新方法，包括在气凝胶的表面上形成一个或多个包覆/掺和入功能材料/功能基团，以及通过磁研磨、高压射技术与三谱线高能光固化技术相结合的制备功能功能微球的方法，该方法同时结合微流控技术可进行高灵敏度、高通量的检测分析，并可借助本方法进行新的光学分析技术建立和分析检测装置制造。
另外，本发明涉及一种制造功能微球的方法，包括将纳米颗粒的表面用一种或多功能材料/功能基团用磁研磨、高压射技术与三谱线高能光固化技术串联进行功能微球制备。
本发明，还涉及本发明即用型气凝胶微球的用途，包括，但不限于，诊断试剂制造、组织细胞学成像分析、功能涂料、功能化妆品、功能食品、功能肥料、液晶制品、纸张等，和上述的用途。
具体实施方案
本发明包括，但不限于，标号如下的实施方案。
1.一种即用型气凝胶微球，包含至少一种作为壳材或包覆/掺和的功能材料/功能基团和至少一种具纳米气凝胶颗粒，其中壳材或包覆/掺和的功能材料/功能基团基本上不进入该气凝胶内部。
2.实施方案1的即用型气凝胶微球，包含至少一种作为壳材或包覆/掺和的功能材料/功能基团和至少一种具纳米气凝胶颗粒，其中至少一部分气凝胶至少部分功能材料/功能基团以基本上防止功能材料/功能基团侵入气凝胶内部。
3.实施方案1-2中任一项的即用型气凝胶微球，其中的气凝胶为预处理的气凝胶。
4.实施方案1-3中任一项的即用型气凝胶微球，其中即用型气凝胶微球是胶乳气凝胶微球或发光微球气凝胶。
5.实施方案1-4中任一项的即用型气凝胶微球，其中至少一种功能材料是聚γ谷氨酸。
6.实施方案1-5中任一项的即用型气凝胶微球，其中至少一种功能材料是光敏材料。
7.实施方案1-6中任一项的即用型气凝胶微球，其中至少一种功能材料是六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯或聚（甲基乙烯基醚/马来酸）共聚物或聚（甲基乙烯基醚/马来酸酐）共聚物或聚（甲基乙烯基醚/马来酸）半酯共聚物或聚（甲基乙烯基醚/马来酸酐）半酯共聚物或双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯或光敏树脂或光固化粘胶剂或光固化剂或光引发剂或它们的混合物。
8.实施方案2-7中任一项的即用型气凝胶微球，其中气凝胶具有表面吸附性和可连接性，具有吸附性或可连接性，并且容易被分散而不被破坏。
9.实施方案2-8中任一项的即用型气凝胶微球，其中气凝胶具有防止功能材料/功能基团完全或部分进入气凝胶内部的能力。
10.实施方案2-9中的任一项的即用型气凝胶微球，其中气凝胶上的包覆/掺和物是功能材料/功能基团。
11.实施方案2-10中任一项的即用型气凝胶微球，其中包覆/搀和物包含至少一种书疏水/亲水性材料。
12.实施方案2-11中任一项的即用型气凝胶微球，其中包覆/搀和物包含表面改性剂。
13.实施方案2-12中任一项的即用型气凝胶微球，其中包覆/搀和物是有机/无机的功能材料/功能基团。
14.实施方案2-13中任一项的即用型气凝胶微球，其中包覆/搀和物由气凝胶上的包覆/搀和的功能材料/功能基团组成。
15.实施方案2-14中任一项的即用型气凝胶微球，其中包覆/搀和物对生物活性物质或活性染料具有吸附性或可连接性。
16.实施方案1-15中任一项的即用型气凝胶微球，其中功能材料/功能基团是有机/无机功能材料/功能基团且包覆/掺和物是亲水/疏水的功能材料/功能基团。
17.实施方案2-16中任一项的即用型气凝胶微球，其中功能材料/功能基团是亲水/疏水性功能材料/功能基团且包覆/掺和物包含表面改性剂，包含但不限于交联剂、吸附剂、表面活性剂等。
18.实施方案1-17中任一项的即用型气凝胶微球，其中的功能材料/功能基团不会完全掺入气凝胶内。
19.一种制备实施方案1-18或27-44中任一项的即用型气凝胶微球的方法，包括将气凝胶用至少一种功能材料/功能基团在磁磨机中初步研磨后进入高压射流均质机中均质后，进入光固化装置，经三谱线高能光固化作用，使功能材料/功能基团包覆/掺和于气凝胶表面，以形成即用型气凝胶微球。
20.一种制备实施方案1-19或27-45中任一项的即用型气凝胶微球的方法，包括通过将预处理的气凝胶用至少一种功能材料/功能基团在磁磨机中初步研磨后进入高压射流均质机中均质后，进入光固化装置，经三谱线高能光固化作用，使功能材料/功能基团包覆/掺和于气凝胶表面，以形成即用型气凝胶微球。
21.一种制备实施方案1-20或27-46中任一项的即用型气凝胶微球的方法，包括将气凝胶用包含溶解或分散或乳化在含水溶剂/有机溶剂中的第一反应物的含亲水/疏水溶液包覆并随后向用亲水/疏水溶液包覆的气凝胶中加入包含第二反应物的非极性/极性溶剂，并随后除通过光固化作用去非极性溶剂/极性溶剂以获得第一和第二反应物的反应产物以形成包覆/掺和功能材料/功能基团的气凝胶，以形成即用型气凝胶微球。
22.即用型气凝胶胶乳微球，包含用实施方案4的包覆胶乳微球/发光微球的气凝胶微球。
23.一种微球，包含实施方案1-22或27-48中任一项的即用型气凝胶微球。
24.即用型气凝胶胶乳/发光微球，包含实施方案1-23或27-49中任一项的包覆/掺和乳胶/发光微球的即用型气凝胶/胶乳发光微球。
25.一种功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶，包含具有吸附性/可连接性的气凝胶，其中气凝胶至少部分用至少一种功能材料/功能基团包覆/掺和在气凝胶表层以基本上防止功能材料/功能基团进入气凝胶内部。
26.实施方案25的功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶，其中的功能材料/功能基团具有吸附性/可连接性且其中功能材料/功能基团在气凝胶的表面上，从而不会进入气凝胶内部。
27.实施方案25-26中任一项的功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶，其中功能材料/功能基团本身具有防止进入气凝胶的内部能力。
28.实施方案25-27中任一项的功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶，其中气凝胶上的包覆/掺和物是功能材料/功能基团。
29.实施方案25-28中任一项的功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶，其中气凝胶上的包覆/掺和物包含至少一种疏水/亲水的功能材料/功能基团。
30.实施方案25-29中任一项的功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶，其中气凝胶上的包覆/掺和物包含表面改性剂。
31.实施方案25-30中任一项的功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶，其中气凝胶上的包覆/掺和物是有机/无机功能材料,如羧基胶乳、氨基胶乳、羧基荧光微球、藻蓝蛋白、羧基量子点荧光微球等。
32.实施方案25-31中任一项的功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶，其中包覆/掺和物由气凝胶上的表面功能材料/功能基团组成。
33.实施方案25-32中任一项的功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶，其中包覆/掺和物具有吸附性/可连接性。
34.实施方案25-33中任一项的功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶，其中包覆/掺和物是有机/无机功能材料/功能基团且包覆/掺和物是亲水/疏水功能材料/功能基团。
35.实施方案25-34中任一项的功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶，其中包覆/掺和物是亲水/疏水性功能材料且包覆/掺和物包含表面改性剂。
36.实施方案25-35中任一项的功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶，其中包覆物/掺和物不会进入气凝胶内部。
37.实施方案25-36中任一项的功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶，包含存在于包覆物/掺和物和气凝胶之间的表面改性剂。
38.实施方案25-37中任一项的功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶，包含至少一个双功能/双基团包覆物/掺和物。
39.实施方案38的功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶，其中覆物/掺和物第一功能/基团主要与气凝胶结合，且其中至少一个包覆物/掺和物第二功能/基团提供一种或多种功能性质，以便于结合活性物质。
40.一种即用型气凝胶微球，包含至少一种作为功能材料/功能基团和至少一种具有吸附性/可连接性的气凝胶，其中功能材料/功能基团基本上不进入气凝胶内部。
41.一种即用型气凝胶微球，包含至少一种作为功能材料/功能基团和至少一种具有吸附性/可连接性的气凝胶，其中活性功能材料/功能基团基本上不进入气凝胶内部。
42.一种即用型气凝胶微球，包含至少一种作为功能材料/功能基团的无机/有机材料和至少一种具有吸附性/可连接性的气凝胶，其中无机/有机材料基本上不进入气凝胶内部。
43.一种即用型气凝胶微球，包含至少一种作为基质的陶瓷和/或玻璃和至少一种具有吸附性/可连接性的气凝胶，其中陶瓷和/或玻璃基本上不进入气凝胶的孔。
44.实施方案43的即用型气凝胶微球，包含至少一种作为功能材料/功能基团和/活性功能材料/活性功能基团和至少一种具有吸附性/可连接性的气凝胶，其中至少一部分气凝胶至少部分用包覆物/掺和物包覆以基本上防止功能材料/功能基团和/活性功能材料/活性功能基团进入气凝胶内部。
45.实施方案43-44中任一项的即用型气凝胶微球，其中至少一部分气凝胶用至少一种表面改性剂处理以形成保持基本上使气凝胶具有吸附性/可连接性。
46.实施方案43-45中任一项的即用型气凝胶微球，其中即用型气凝胶微球是即用型气凝胶胶乳微球/即用型气凝胶发光微球。
47.实施方案44-46中任一项的即用型气凝胶微球，其中气凝胶具有吸附性/可连接性且其中包覆物/掺和物在气凝胶的表面上，从而封闭功能材料/功能基团进入气凝胶的内部。
48.实施方案44-47中任一项的即用型气凝胶微球，其中气凝胶具有吸附性/可连接性且包覆物/掺和物防止至少一种功能材料/功能基团和/活性功能材料/活性功能基团进入气凝胶内部。
49.实施方案44-48中任一项的即用型气凝胶微球，其中气凝胶上的包覆物/掺和物是功能材料/功能基团或活化的功能材料/功能基团。
50.实施方案44-49中任一项的即用型气凝胶微球，其中包覆物/掺和物包含至少一种疏水/亲水功能材料/功能基团。
51.实施方案44-50中任一项的即用型气凝胶微球，其中包覆物/掺和物包含表面改性剂，如交联剂/偶联剂、吸附剂、胶粘剂、表面活性剂等。
52.实施方案44-51中任一项的即用型气凝胶微球，其中包覆物/掺和物是有机/无机材料如羧基胶乳、氨基胶乳、双功能或多功能PEG、双功能或多功能树枝化合物。
53.实施方案45-53中任一项的即用型气凝胶微球，其中包覆物/掺和物由气凝胶上的功能材料/功能基团组成。
54.实施方案44-53中任一项的即用型气凝胶微球，其中包覆物/掺和物包覆/掺和在气凝胶表面，具有吸附性/可连接性。
55.实施方案44-54中任一项的即用型气凝胶微球，其中包覆物/掺和物是亲水/疏水的包覆物/掺和物。
56.实施方案44-55中任一项的即用型气凝胶微球，其中包覆物/掺和物包含表面改性剂。
57.实施方案44-56中任一项的即用型气凝胶微球，其中包覆物/掺和物不会进入气凝胶内部。
58.一种制备实施方案43-57中任一项的即用型气凝胶微球的方法，包括将预处理过的气凝胶用至少一种包覆物/掺和物先在磁磨机中初步研磨后，再进入高压射流均质机中均质化，再用三谱线高能光固化包覆以形成包覆的气凝胶并随后将包覆的气凝胶与至少一种功能材料/功能基团和/活性功能材料/活性功能基团相结合并随后固化功能材料/功能基团和/活性功能材料/活性功能基团以形成即用型气凝胶微球。
59.一种制备实施方案43-57中任一项的即用型气凝胶微球的方法，包括将功能材料/功能基团包覆到气凝胶上并通过三谱线光固化作用以在气凝胶上形成包覆物/掺和物从而包覆/掺和气凝胶，并随后将包覆的气凝胶与至少一种功能材料/功能基团和/活性功能材料/活性功能基团相结合以形成即用型气凝胶微球。
60.一种制备实施方案43-57中任一项的即用型气凝胶微球的方法，包括将气凝胶用包含溶解或分散或乳化在亲水/疏水溶剂中的第一反应物的含亲水/疏水溶液包覆并随后将包含第二反应物的非极性溶剂/极性溶剂加入到用亲水/疏水溶液包覆的气凝胶中，并随后用三谱线光固化去除非极性溶剂/极性溶剂以得到第一和第二反应物的反应产物以形成包覆的气凝胶，并随后将包覆的气凝胶与至少一种功能材料/功能基团和/或活化的功能材料/功能基团相结合以形成即用型气凝胶微球。
61. 即用型气凝胶微球，包括用实施方案46的即用型气凝胶胶乳微球/即用型气凝胶发光微球。
62.一种即用型气凝胶微球，包括实施方案43-57中任一项的即用型气凝胶微球。
63. 活化的即用型气凝胶微球，包括实施方案43-57中任一项的活化的即用型气凝胶微球。
64.一种包覆的气凝胶，包括具有吸附性/可连接性的气凝胶，其中气凝胶至少部分用至少一种包覆物/掺和物包覆以基本上功能材料/功能基团进入气凝胶内部。
65.实施方案64的包覆的气凝胶，其中包覆物/掺和物具有吸附性/可连接性且其中包覆物/掺和物在气凝胶的表面上，从而封闭功能材料/功能基团进入气凝胶内部。
66.实施方案64-65中任一项的包覆的气凝胶，其中包覆物/掺和物具有吸附性/可连接性且包覆物/掺和物防止功能材料/功能基团进入气凝胶的内部。
67.实施方案64-66中任一项的包覆的气凝胶，其中气凝胶上的包覆物/掺和物是功能材料/功能基团。
68.实施方案64-67中任一项的包覆的气凝胶，其中包覆物/掺和物包含至少一种亲水/疏水功能材料/功能基团。
69.实施方案64-68中任一项的包覆的气凝胶，其中包覆物/掺和物包含表面改性剂。
70.实施方案64-69中任一项的包覆的气凝胶，其中包覆物/掺和物是有机/无机材料如羧基胶乳、藻蓝蛋白、羧基荧光微球、羧基稀土荧光微球、羧基量子点荧光微球等。
71.实施方案64-70中任一项的包覆的气凝胶，其中包覆物/掺和物由气凝胶上的表面包覆物/掺和物组成。
72.实施方案64-71中任一项的包覆的气凝胶，其中包覆物/掺和物具有吸附性/可连接性。
73.实施方案64-72中任一项的包覆的气凝胶，其中包覆物/掺和物是有机/无机功能材料/功能基团。
74.实施方案64-73中任一项的包覆的气凝胶，其中包覆物/掺和物是亲水/疏水功能材料/功能基团且包覆物/掺和物包含表面改性剂。
75.实施方案64-74中任一项的包覆的气凝胶，其中包覆物/掺和物不会进入气凝胶内部。
76.实施方案64-75中任一项的包覆的气凝胶，包含具有吸附性/可连接性的包覆物/掺和物。
77.实施方案64-76中任一项的包覆的气凝胶，包含至少两个功能基团的包覆物/掺和物。
78.实施方案77的包覆的气凝胶，其中包覆物/掺和物第一个功能基团基本上主要用于吸附/连接气凝胶粒子，且其中至少一个包覆物/掺和物第二功能基团向包覆的气凝胶提供一种或多种功能性能，以便于吸附/连接活性物质，如抗体、酶、抗生素、抑菌剂等。
应该注意，在涉及实施方案1-78的任何一种即用型气凝胶微球，方法，制品或包覆的气凝胶表面，气凝胶可以是有机改性的功能化气凝胶，含有羟基/氨基/羧基等功能基团。
应该理解，前述一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的且无意于提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
图1是本发明具有被功能材料/功能基团包覆/掺和的气凝胶微球的实施方案的结构示意图，包含以气凝胶为内核，表层包覆/掺和亲水/疏水的功能材料/功能基团。
图2是示意图，提供本发明所独有的磁研磨、高压射流和三谱线光固化串联方法的简化流程说明。
图3是流程图，提供本发明所需要的改性气凝胶制备流程图。
图4是示意图，提供本发明所采用三谱线光固化方法的的固化反应示意图。
图5示意地描绘气凝胶纳米微球表面富羟基结构。
图6是示意图，显示改性的气凝胶表面被包覆/掺和乙烯甲醚与马来酸酐线性共聚物双功能材料。
本发明涉及处理的气凝胶和/或包覆的气凝胶。处理的气凝胶和/或包覆的气凝胶可用于诸多领域，包括用于形成具有至少一种功能材料/功能基团的即用型气凝胶微球。本发明还涉及包含气凝胶的即用型气凝胶微球。本发明进一步涉及制造这些即用型气凝胶微球的方法，以及这些即用型气凝胶微球的用途。更具体地说，本发明涉及一种包含至少一种功能材料/功能基团和至少一种气凝胶的即用型气凝胶微球。一般地，即用型气凝胶微球中的功能材料/功能基团作为骨架材料而存在。替代，或与功能材料/功能基团结合，该骨架材料也可包含至少一种无机/有机材料，例如，结冷胶、透明质酸、聚γ-谷氨酸、芦芭胶、普鲁兰多糖或它们的衍生物或它们的混合物。它们以气凝胶为内核，分散或交联于气凝胶中。气凝胶可均匀或非均匀，或无规存在。本发明中，气凝胶为一种三谱线光谱处理的气凝胶。另外或可选择市售的商品气凝胶对其进行改性处理。处理剂可以是，例如，至少一种表面改性剂、光敏材料。另外，气凝胶经处理后，具有可连接性/吸附性。气凝胶表面改性剂和包覆物/掺和物剂的在下述的具体实例做详细的讨论。
对于功能材料/功能基团，即用型气凝胶微球可包含一种或多种功能材料/功能基团，如两种、三种、四种或更多不同种类的功能材料/功能基团。一般，功能材料/功能基团由一种或多种类型单体/化合物的组成。功能材料/功能基团可以是低分子量功能材料/功能基团或高分子量功能材料/功能基团。功能材料/功能基团可以是交联功能材料/功能基团。功能材料/功能基团可以是乳胶微球或发光微球或其它微球。功能材料/功能基团可以是无机功能材料/功能基团或有机功能材料/功能基团。对功能材料/功能基团的种类没有限制，只要可形成即用型气凝胶微球的功能材料/功能基团。一种以上的功能材料/功能基团。功能材料/功能基团可以是形成包覆/搀和物。如果存在一种以上功能材料/功能基团，一种功能材料/功能基团可形成包覆/搀和物而一种或多种其它功能材料/功能基团可作为非包覆/搀和物而存在或一种以上功能材料/功能基团形成包覆/搀和物。在一些实施方案中，任何种类的功能材料/功能基团可用于本发明。一般，形成骨架的功能材料/功能基团可占即用型气凝胶微球的较多量。例如，在一个或多个实施方案中，功能材料/功能基团可形成即用型气凝胶微球的约0.00001％至约98.00％重量，更优选约0.0005％至约97.00％，或约0.005％至约91.00％，以即用型气凝胶微球重量计。
功能材料/功能基团可以是亲水/疏水功能材料/功能基团或有机/无机基功能材料/功能基团。在制造本发明即用型气凝胶胶乳/发光微球的方法中使用的功能材料/功能基团可以是有效地用于即用型气凝胶胶乳/发光微球制造的任何功能材料/功能基团。用于气凝胶胶乳/发光微球制造的功能材料/功能基团的种类可包括但不限于结结冷胶、透明质酸、普鲁兰多糖、芦芭胶、聚γ-谷氨酸或它们的衍生物或它们的混合物作为骨架与新型光敏材料、气凝胶或前体物作用制备气凝胶即用材料与新型溶剂、精油、新型固定剂、缓冲剂、可降解高分子材料、水分保持剂、杀菌剂、新型防腐剂、新型溶剂、新型固定剂、蛋白质及活性多肽、增稠剂、粘合剂、乳化剂、营养强化剂、矿物质、无机盐、酸碱度调节剂、抗氧化物等原料，这些高分子材料及功能材料包含但不限于各种复方精油、普鲁兰多糖、甜菜碱及其衍生物、月桂醇聚醚-4、苯甲醇、香兰基丁醚、苯海拉明、氧化硅、羟磷灰石、氧化铝、山苍子油、甜橙油、桉叶素、柠檬油、青蒿油、复方精油、二氧化钛、PEG-8辛酸/壬酸甘油酯、印度乳香提取物、对苯基苯乙酮、生物糖胶-3、PEG-辛酸/壬管甘油酯、紫菀提取物、防风提取物、牛蒡根提取物、乙烯基乙二醇醚、4-羟丁基乙烯基醚 、丙烯基***、甘油聚醚-26、1,1,3,3-四甲氧基丙烷、3, 4-环氧环己烷羧酸甲酯、4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、四氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯、聚（甲基乙烯基醚/马来酸）半酯共聚物、聚（甲基乙烯基醚/马来酸酐）半酯共聚物、聚甘油-10、紫锥菊萃取物、苦参根提取物、水解鱼胶原蛋白、巯基乙酸铵、吡咯烷酮羧酸钠、N，N-二乙基间甲苯酰胺、3-（N-正丁基-N-乙酰）-氨基丙酸乙酯、N-乙酰葡萄糖胺、山奈酚、茨非醇、倒捻子素、厚朴酚、橄榄油 PEG-6聚甘油-6酯、弹性蛋白、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、甘油聚合物、透明质酸及其衍生物、寡聚透明质酸、壳聚糖及其衍生物、聚（甲基乙烯基醚/马来酸）共聚物、海藻糖、海藻寡聚糖、二苯甲酮、乙烯基甲醚与马来酸酐的共聚物游离酸、乙烯基甲醚与马来酸酐线性共聚物、乙烯基甲醚与马来酸酐共聚物的钙/钠混合物、硅氧烷基粉、、聚维酮碘、聚维酮白、乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物、交联聚乙烯吡咯烷酮、淀粉及其衍生物、糊精、纤维素及其衍生物、明胶及其衍生物、蛋白质及其衍生物、氨基酸及其衍生物、乳链球菌素、那他霉素、青霉素、庆大霉素、新霉素、链霉素、丙烯酸羟丙酯、环氧（甲基）丙烯酸酯、生物钙、丝肽、丝蛋白、丝胶、肌肽、酪蛋白及其衍生物、二羟甲基海因、乳酸钙、磷酸钙、葡糖糖酸钙、海藻酸盐、葡萄糖酸锌、沙棘提取物、沙棘籽油、深海鱼油、角鲨烷、不饱和脂肪酸、脂肪酸、甘油三酯及其衍生物、胆固醇及其衍生物、维生素C及其衍生物、熊果苷及其衍生物、全氟聚醚低聚物、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、乙二胺四乙酸盐、十二烷基氧化胺、植酸、泛酸、凝血酸、生育酚、次磷酸盐、麦芽多聚糖、麦芽糖、异冰片基丙烯酸酯、玉米蛋白、白蛋白、过氧化苯甲酰、过氧化碳、过氧化脲、二氧化氯、二氧化硫、烟酰胺、刺五加甙B+E、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、1,6-己二醇二丙烯酸酯、酒石酸、苹果酸、柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基肌氨酸钠、海藻糖及其衍生物、甲壳素、壳聚糖、十四烷基三甲基氯化铵、十烷基三甲基氯化铵、琼脂、安息香***、酪蛋白酸盐、***胶、卡拉胶、瓜尔胶及其衍生物、丙酮、环糊精及其衍生物、甘草酸、4-乙基-4-大豆基硫酸乙酯吗啉、PEG-6辛酸/癸酸甘油酯、PEG-50牛油树脂、硬脂醇庚酸酯、辛基十二烷基、大豆磷脂及其衍生物、磷脂及其衍生物、磷酸三钾、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、偏磷酸盐、胃蛋白酶、糜蛋白酶、胰酶、淀粉酶、木瓜蛋白酶、凝乳酶、果胶酶、食品菌、石蜡、紫胶、乳化硅油、吐温-20、曲拉通-100、吐温-80、布里杰-35、布里杰-98、曲拉通-405、其它非离子表面活性剂、三苯基氧化膦、三丁基膦、阳离子树脂、阴离子树脂、螯合树脂、混合树脂、司盘、亚铁***、铁***、黄原胶、精油、食用油、橄榄油、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸聚合物、聚乙二醇及其衍生物、聚氧化乙烯、聚马来酸、聚乳酸、水溶性聚氨酯树脂、聚醚及其衍生物、聚乙烯吡咯烷酮、甘草酸盐、乙醇、甘油、蔗糖及其衍生物、十六十八烷基聚醚（12）磷酸酯、乙醇胺巯基乙酸盐、巯基乙酸铵衍生物、DL-半胱氨酸盐酸盐、二十二烷基三甲基氯化铵、聚季铵盐-10、聚季铵盐-6、肉豆蔻醇醚PPG-3、十八烷基三甲基氯化铵、海貂油、月桂肌氨酸聚醚基季铵盐、羟吡酮、苯乙烯/丙烯酸酯共聚物、椰油酰甲基牛磺酸钠、亚麻油酰胺丙基PG-二甲基氯化铵、聚二甲基硅氧烷、四油酸聚氧乙烯山梨醇、聚乙二醇-8、甲基葡萄醇聚醚-10、赤藓醇、聚甘油-2、丝瓜根提取物、乳木果油、亚右酰胺丙基PG-二甲基氯化铵磷酸酯钠、葡萄糖脂肪酸磷酸酯盐、聚二甲基硅丙二醇、丙二醇嵌段聚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、蓖麻油聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、消泡王FAG470、环保型渗透剂JFC、甲基烯丙基聚氧乙烯醚HPEG（又称改性聚醚-TPEG）、碳酸钙、碳酸镁、碳化硅、碳黑、正己烷、正庚烷、石油醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、二甲苯磺酸钠、果酸、甘醇酸、泛醇、壬二酸、黑石泥、火山泥、尿囊素、蓝铜肽、乙酰基六肽-8、椰油二乙醇酰胺、C12-14烷基糖苷、芦荟凝胶冻干粉、芦荟苷、氢化蓖麻由聚氧乙烯醚、辛酸单甘油酯、氮川三聚磷酸钠、谷氨酸-N，N-二乙酸四钠、己二醇、乙二醇、丁基羟基茴香醚、没食子酸丙酯、二丁基羟基甲苯、羟基柠檬酸、羟基酪醇、硫配糖体、羟磷灰石、羟基柠檬酸、5-氨基乙酰丙酸盐酸盐、玛咖酰胺、丁位内酯、乙基麦芽酚、果糖及其衍生物、八甲基环四硅氧烷、聚甘油脂肪酸酯、特丁基对苯二酚、酒石酸氢钾、碳酸氢钠、硫酸铝铵、亚硝酸钠、白油、巯基氧化钠、巯基氧化锌、硬脂酸、氨水、三乙醇胺、二乙醇胺、四甲基氢氧化铵、异构十六烷烃、牛磺酸、苯甲酸、油酸、亚麻酸、亚油酸、山梨酸、甘露醇、氯化钙、木糖醇、高锰酸钾、辛酸乙酯、薄荷油、樟脑、玫瑰油、薰衣草油、甜杏油、芦荟油、天竺葵油、小麦胚芽油、百里香油、岩兰油、甜橙油、鼠尾草油、依兰油、尤加利油、丝柏油、樟脑油、罗勒油、佛手柑油、黑胡椒油、欧薄荷油、葡萄籽油、CAB-35、OP-10、姜油、桉叶油、柠檬油、薄荷脑、茉莉油、茶树油、艾叶油、氧化胺及其衍生物、腺苷及其衍生物、亚油酸、正硅酸乙酯、菩提树提取物、矢车菊提取物、万寿菊提取物、苯甲酸十二/十四醇酯、库奎果油、水溶性硅蜡、双氨基硅油、龙胆抗刺激因子、满五酸、呋喃醚、石油醚60-90、苯甲酸十二/十四醇酯、丙二醇甲醚醋酸酯、呋喃二醇、猴头菇提取物、猴头菌素、硫酸钙、二氧化硅微粉、异丙醇、4-羟基-3-（3-甲基-2-丁烯氧基）-5-（3-甲基-2-丁烯基）-苯甲酸、氯化十六烷基吡啶、胡椒油、磷酸二氢铵、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇、三甲基氧化胺、3，6-二甲基-1-庚炔-3-醇、氮酮、3，6-二甲基-4-辛炔-3，6-二醇、间苯三酚、、叠氮化物、洋苷菊油、荷荷巴油、当归油、硫酸盐、亚硝酸盐、荷心碱、新松香酸、新五味子酸、颤藻肽、颤藻酰胺、聚丙烯酸钠、丙烯酸和多种单体共聚物、α-氰基丙烯酸酯胶、乙酰壳糖胺、聚谷氨酸钠、γ-氨基丁酸、咖啡酸及其衍生物、氯苯甘醚、阿魏酸及其衍生物、丙烯酸-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇交联聚合物、六甲基二硅醚、硅橡胶或甲基乙烯基苯基硅橡胶、甲砜霉素、抗坏血酸葡糖苷、大豆卵磷脂、脑磷脂、α-氰基丙烯酸烷基酯、苯乙基间苯二酚、苯甲酸、4氨基安替比林、高碘酸钾、碘化钠、羟基脲、硫酸铝钾、硫酸铝、一水柠檬酸、磷钨酸、碳酸锂、天青、橘黄、亮绿、固绿、正十二硫醇、丙二醇甲醚醋酸酯、碳酸二甲酯、脱芳烃溶剂油D80、N-乙基-N-(3-磺丙基)-3-甲基苯胺钠盐、苏木色精、羟乙基脲、二聚丙二醇、芦芭胶、氢化卵磷脂、H60A偶联剂、二甲基硅酮、亚油酸酰胺基丙基PG-dimonium氯代磷酸酯、椰油酰胺丙基/PG-二甲基氯化铵磷脂、生物糖胶-3、水解小核菌胶、小核菌胶、汉生胶、硅酸铝镁咪唑烷基脲、三羟甲基氨基甲烷、1-硫代甘油、乙二胺四乙酸二钠盐、咪唑烷基脲、碘丙炔醇丁基氨甲酸酯、吡咯烷酮羧酸钠、聚乙二醇400、双（羟甲基）咪唑烷基脲、蚁醛、戊二醛、碳二亚胺及其衍生物、4-羟乙基哌嗪乙磺酸、脯氨酸及衍生物、二硫苏糖醇、牛血清白蛋白、维生素C-β-葡萄糖、叠氮化物、β-葡聚糖及衍生物、丙氧鸟苷、L-乳酸、聚乳酸及其衍生物、多聚赖氨酸、多聚天门冬氨酸、多聚谷氨基酸、可溶性冻干丝蛋白、***、溶菌酶、毛地黄糖甙、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、氯化胆碱、磷脂酰丝氨酸、鹅去氧胆酸 、猪去氧胆酸、注射用大豆磷脂、青蒿素、青蒿油、烯磷脂酰胆碱、甘油磷脂酰胆碱、丝氨酸磷脂、三亚甲基碳酸酯（TMC）、橄榄油、金花盏油、鳄梨油、芦荟油、印加果油、亚麻籽油、杜松油、广藿香油、冬青油、鳄犁油、苯海拉明、留兰香油、白檀香油、SUNMIX NMF（丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、缬氨酸、精氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、谷氨酸、脯氨酸十种氨基酸混合物）、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯-34、聚氨酯-35、C12-13烷基乳酸酯、十三烷基水杨酸酯、PEG-10聚二甲基硅氧烷、环五聚二甲基硅氧烷、神经酰胺、异构十二烷、异壬酸异壬酯、1,3-丁二醇、六胜肽纯品冻干粉、氢化蓖麻油、古巴香脂、烟酰胺（维生素B3）、纳米二氧化钛、纳米氮化硼、硅石、龙胆抗刺激因子、避蚊胺、1,2-己二醇、青木油脂、辛二醇、1,2-戊二醇、乙基己基甘油、1,2-烷醇、、甘油聚醚-26、PEG-20甘油三异硬脂酸脂、PEG-8辛酸/癸酸、脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺基琥珀酸单酯二钠、椰油酰胺丙基氧化胺、月桂酰胺丙基氧化胺、辛酰氧肟酸、吡啶酮乙醇胺盐、五针松子油、可溶性胶原、脱乙酰壳聚多糖单琥珀酰胺、肌醇六磷酸、芦芭油、纳托胶、二聚亚油醇二聚亚油酸酯、辛基葡萄苷、甘草酸二钾、羟苯磺酸钙、酚磺乙胺、抗菌剂多肽、蛾血素、防御素、皮抑菌肽、富组蛋白、蛙皮素、甘草酸单铵、甘露聚糖、氢化（大豆）卵磷脂/胆甾醇、苯酚磺酸锌、月桂酰甘氨酸钾、月桂酰谷氨酸钠、十一烯酸甘油酯、辛基十二醇肉豆蔻酸酯、布洛波尔、氯甲基异噻唑啉酮、辛甲基聚硅氧烷、PEG-10氨基聚硅氧烷、乙酰化谷氨酰胺、纤维素胶、寡肽-1、寡肽-11、寡肽-2、寡肽-3、叶酸、7-脱氢胆甾醇苯氧乙醇、3-碘-2-丙炔基-N-正丁基氨基甲酸酯、肌酸、HA Plus透明质酸钠、马齿苋提取物、黄酮、卡瓦提取物、丙酮缩甘油、积雪草总苷、积雪草提取物、问荆提取物、洋常春藤提取物、洋委陵菜提取物、岩藻糖及其衍生物、三甲基甘氨酸、PB-1007烧结树脂、PVB烧结树脂、透皮短肽、表皮生长因子、生物纤维蚕丝、甘草次酸、甘草黄酮、芝麻醇酯、鲸蜡醇（乙基己酸））酯、乙酰胆碱、凝血酸、己脒定（羟乙基磺酸）盐、吡罗克酮乙醇胺盐、二甲基甲氧基苯并二氢吡喃醇、二甲基甲氧基苯并二氢吡喃棕榈酸酯（0.05～0.5%）、传明酸、酶类、抗原、抗体、生物素、亲和素、植物血凝素、藻蓝蛋白、花青染料、稀土荧光颗粒、量子点荧光颗粒、荧光金属纳米颗粒、石墨烯量子点纳米颗粒、稀土掺和上转换荧光纳米颗粒、多功能荧光纳米颗粒、彩色纳米颗粒、各种偶联剂/交联剂、(甲基)丙 烯酸羟乙酯、N,N-二甲氨乙基(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、 (甲基)丙烯酸羟丙酯、乙氧化羟乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸六缩乙二醇酯、(甲 基)丙烯酸月桂酯、 (甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、 (甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、 (甲基)丙烯酸双环戊二烯酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、 (甲基)丙烯酸四氢糠醛酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、2-羟基-4‘-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、双(五氟苯基)钛茂、氟化二苯基钛茂、羟基环己基苯基甲酮、三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、安息香双甲醚、二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-（4-吗啉苄苯基）丁酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮等及其以上物质的组合物。
另外，作为一种选择，一种或多种交联剂或光引发剂可存在于即用型气凝胶微球配方中。根据功能材料/功能基团的性质，功能材料/功能基团可包括引起功能材料/功能基团材料反应的交联剂或引发剂。如果能材料/功能基团包括用于反应的交联剂或引发剂，优选的是，引发剂与能材料/功能基团的重量比是1～100∶2～100。引发剂与能材料/功能基团的比率可根据能材料/功能基团的种类和所需的交联度或掺和程度而变化。例如，增加量的引发剂能够在三谱线光作用下进行反应性固化。可以将引发剂与能材料/功能基团的相对量降低至重量比低至1～50∶5～50，但可能需要较长的作用时间。
任何气凝胶可用于本发明。气凝胶可以是任何形式，如膜、薄膜、单块、断裂或开裂的单块、颗粒、覆盖物、垫，棉絮、和/或其其它纤维增强形式，本发明优选的为气凝胶纳米颗粒或其前体物质。例如，硅橡胶、硅酸钠、硅溶胶、有机硅化合物，可以是颗粒形式，也可以是弹性体或凝胶形式。气凝胶可以是纳米颗粒、附聚物、细粒、簇、和较大形状，取决于特定的最终用途。气凝胶可以是憎水气凝胶或可以是亲水气凝胶或可以是混合物。在至少一个实施方案中，用于本发明的优选的气凝胶基于适用于溶胶-凝胶技术(C.J.Brinker，G.W.Scerer，Sol-Gel Science，1990，第2和3章)的金属氧化物，如Si或Al化合物，或基于适用于溶胶-凝胶技术的有机物质，如三聚氰胺-甲醛缩合物(美国专利No.5,086,085)或间苯二酚-甲醛缩合物(美国专利No.4,873,218)。它们也可为基于以上提及的材料的混合物。气凝胶也可以是描述于美国专利公报No.2005/0192366或2005/0192367的那种有机改性硅石(ormosil)气凝胶，在此完全引入作为参考。优选地，可使用包含硅(Si)和/或其它元素如Ti、W、Zr等或其化合物的气凝胶且，更优选地，使用SiO2。气凝胶可具有任何颗粒尺寸，使得它们能通过磁研磨、高压射流均质化后能获得纳米级别的颗粒。气凝胶可具有各种颗粒尺寸分布。气凝胶可以是粉碎粉末的形式。
在一个或多个实施方案中，任何可商购的憎水或亲水气凝胶可用于本发明。具体包括，但不限于，可商购自天一纳米公司的气凝胶粉末。具体的可商购种类包括，但不限于，气凝胶及其前体物质。本发明，和尤其是用于本发明的优选的工艺的一个优点在于，气凝胶是通过一级/二级研磨、高压射流均质化和光固化作用获得，这有别于传统气凝胶的制备，具有颗粒均匀，制备高效、快捷、省时的特点。预处理的气凝胶可以是不同粒径的、轻质的和柔韧性的、或其它特性，且该特性基本上存在于最终产物中。
用于本发明的气凝胶颗粒可具有憎水/亲水表面基团。为了避免气凝胶因为孔内的水分冷凝而随后产生的任何塌陷，优选的是，加入骨架性功能材料，如结冷胶、透明质酸、聚γ-谷氨酸、芦芭胶、普鲁兰多糖或它们的衍生物或它们的混合物，并通过光固化剂使颗粒构象更稳定； 其中光固化剂包含但不限于各种光敏材料、光敏树脂、光固化粘胶剂、光引发剂等。
已知的专利CN200680048778.3描述了三甲基-和二甲基甲硅烷基基团可特别有利地用于气凝胶的永久憎水化。这些基团可如WO 94/25149(在此完全引入作为参考)所述而被引入或通过气凝胶和，例如，活化的三烷基硅烷衍生物，如氯三烷基硅烷或六烷基二硅氮烷之间的气相反应(参见R.Iler，The Chemistry ofSilica，Wiley&Sons，1979)而被引入。本专利将它们作为参考而部分被引入。
气凝胶可具有任何能使它们作为内核的颗粒尺寸，如约1nm至20mm或25nm至1mm/或10微米至5mm。气凝胶可具有各种颗粒尺寸分布，较选的为20nm～3000nm，优选的为50nm～350nm。气凝胶可以是粉碎粉末或颗粒或浆料的形式。
气凝胶可以任何期望的量存在以实现总体即用型气凝胶微球的特定密度和/或导热率。例如，气凝胶的存在量可以是基于总体即用型气凝胶微球体积的约0.00001％至约98.00％，并更优选地约0.0001％至约97.00％或约0.001％至约91.00％。
如前所述，用于本发明即用型气凝胶微球的气凝胶是改性处理过的气凝胶。对于本发明的光固化预处理过的气凝胶具有吸附性/可连接性。表层是具有活性功能基团的包覆物/掺和物，它们可以是壳、层、或其它类似类型的结构，它们位于气凝胶的表面上以用来连接其它类型的功能材料/功能基团。包覆物/掺和物可通过任何方式，如化学连接，吸附，等连接到气凝胶的表面上。更具体地说，该包覆物/掺和物可以是有机或无机包覆物/掺和物。例如，包覆物/掺和物可以是功能材料/功能基团并包含一种或多种功能材料/功能基团或由一种或多种功能材料/功能基团构成。包覆物/掺和物可以是反应物或可聚合的或引发聚合反应。包覆物/掺和物可以是基于表面改性功能的包覆物/掺和物。包覆物/掺和物的其它例子包括，但不限于，光敏树脂、光敏材料、光敏粘胶剂、。或者，包覆物/掺和物可以是有机或无机功能材料/功能基团。在至少一个实施方案中，包覆物/掺和物作为湿包覆物/掺和物而施用以实现气凝胶的均匀包覆并随后将湿包覆物/掺和物或层干燥以形成不容易去除的硬或固化包覆物/掺和物。在一个或多个实施方案中，气凝胶上的包覆物/掺和物层优选为聚（甲基乙烯基醚/马来酸）共聚物、聚（甲基乙烯基醚/马来酸）半酯共聚物、聚（甲基乙烯基醚/马来酸酐）半酯共聚物、2-羟基-4‘-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮或光引发剂、光敏粘胶剂、乙烯基甲醚与马来酸酐的共聚物游离酸、乙烯基甲醚与马来酸酐线性共聚物、乙烯基甲醚与马来酸酐共聚物的钙/钠混合物等具有吸附性/可连接性功能材料/功能基团。气凝胶上的包覆物/掺和物可以是均匀，基本上均匀、或不均匀的。同样，优选，无论均匀或不均匀，该包覆物/掺和物优选具有可连接性/吸附性。优选，气凝胶上的包覆物/掺和物具有层厚度约5nm至约5mm、如约20nm至约10μm、或约约50nm至约5μm。以下章节描述气凝胶上的各种包覆物/掺和物和包覆物/掺和物的形成，注意，这些例子仅是对本发明的例举。
包覆物/掺和物的例子包括，但不限于，亲水/疏水功能材料/功能基团，如乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物、共聚聚维酮、交联聚乙烯吡咯烷酮、淀粉及其衍生物、糊精、纤维素及其衍生物、明胶及其衍生物、蛋白质及其衍生物、氨基酸及其衍生物、丙烯酸-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇交联聚合物、植物提取物、聚醚、聚乙二醇及其衍生物、环糊精及其衍生物、普鲁兰多糖、麦芽糖及其衍生物、葡聚糖及其衍生物等。如上所述，本发明的气凝胶颗粒可以是憎水的和/或具有憎水表面基团，但经过预处理后具有亲水性。其中的表面改性剂可选自例如，离子(阴离子和阳离子)表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂、高分子表面活性剂、和高分子化合物。
气凝胶上的包覆物/掺和物可以是两个或多个包覆物/掺和物或包被物。例如，如果存在两个或多个包覆物/掺和物，包覆物/掺和物可彼此相同或不同。例如，水基包覆物/掺和物可被施用到气凝胶上并随后将有机基或油基包覆物/掺和物施用到之前包覆的气凝胶上以形成双包覆物/掺和物或多层包覆的气凝胶。多层包覆的气凝胶是有益的，因为每一包覆物/掺和物可用于所需目的。
如上所述，在本发明至少一个实施方案中，气凝胶可用至少一种预处理剂处理以形成具有吸附性/可连接性的气凝胶。预处理剂包含但不限于上述的表面改性剂剂高分子化合物或光敏化合物单体。是通过气凝胶本身的吸收、氢键等而存在于气凝胶的表面或嵌入到气凝胶中形成骨架结构。在本发明中，预处理剂和/或包覆物/掺和物与即用型气凝胶微球的另一组分可以是可聚合的和/或反应性的或吸附的。
如上所述，在本发明至少一个实施方案中，气凝胶可首先被预处理形成功能化的气凝胶并随后包覆/掺和以形成包覆/掺和的、具有可连接性/吸附性的气凝胶。例如，聚γ谷氨酸的羧基或氨基、多糖物质的羟基、半酯化合物的羧基等都具有可交联性或吸附特性。本发明的一个或多个实施方案涉及光固化预处理的气凝胶本身，以及本身包覆/掺和的气凝胶。
包覆/掺和气凝胶的另一方式是用明显小于气凝胶颗粒尺寸的非常细的纳米颗粒包覆气凝胶。该纳米颗粒随后基本上包覆/掺和气凝胶的表面。然后，纳米颗粒包覆/掺和的气凝胶可随后光固化/偶联作用而被包覆/掺和在预处理的气凝胶表面。换句话说，这种操作近似普通的羟基胶乳与蛋白质的交联反应。因此，在一个或多个实施方案中，预处理的气凝胶具有亲水/疏水的骨架结构，容易被外部的功能材料/功能基团产生链接，并具有较好的柔韧性。纳米颗粒可以是乳胶微球、发光微球、荧光微球，如羧基胶乳、氨基胶乳、羧基荧光微球等。一般，包覆在气凝胶上的纳米微球具有颗粒尺寸约20nm至约10μm或50nm至5μm或1微米至5.0mm。气凝胶可被预处理以提纳米微球在气凝胶的表面上的粘附性/可连接性。包覆在气凝胶上的纳米微球可具有低于气凝胶的熔点。
将包覆物/掺和物施用到气凝胶颗粒上的另一方式是使用特定种类的磁磨机或高压射流均质机或二者结合，再结合三谱线光固化作用，实现包覆/掺和。
各种组分，即气凝胶颗粒和包覆物/掺和物可被加入到磁磨机中。可选择参数调整颗粒的均质大小。包覆物/掺和物可与气凝胶颗粒一起加料。
对于形成本发明即用型气凝胶微球，可以使用常规方式。例如，本领域技术人员已知的用至少一种功能材料/功能基团和一种交联剂/固化剂形成即用型气凝胶微球的任何方式可用于本发明。作为更具体例子，一种或多种形成即用型气凝胶微球的功能材料/功能基团在处于未固化或未交联状态时(如，乳胶颗粒单体)可与待包覆/掺和的气凝胶一起被引入和混合或搅拌或固化以使包覆/掺和在气凝胶表面。即用型气凝胶微球也可注入到模具中成型。基本上，用于功能材料/功能基团加工或成型的任何手段都可用于本发明。即用型气凝胶微球可包含典型地存在于即用型气凝胶微球中的其它常规组分或成分。例如，即用型气凝胶微球可包含常规杀菌剂，如叠氮化合物，抗菌肽，等。本发明即用型气凝胶微球(或构成即用型气凝胶微球的一种或多种单独组分)可包括其它成分，如抗原、抗体、保护性胶体、光敏溶剂、光敏粘胶剂、稳定剂、和/或纳米功能微球。这些各种常规成分可按照本领域技术人员已知的常规量使用。在形成即用型气凝胶微球时，包覆/掺和的气凝胶可被功能材料/功能基团完全或部分包覆/掺和，可以以液态混悬液形式或固态颗粒形式存在，并可根据最终使用需求控制不同的颗粒尺寸。
形成即用型气凝胶微球的组分可由高分子化合物、光敏材料、溶剂、或其它功能材料/功能基团被均质化处理，经光固化作用、或成形，并用包覆/掺和于的气凝胶表层。本领域普通技术人员应认识到，操作要素的确切细节将基于用途，如，气凝胶胶乳微球的操作特性，如速度、温度和时间而选择而获得。
本发明即用型气凝胶微球(如，气凝胶发光微球)可具有使得即用型气凝胶微球可用于各种分析项目需要的任何颗粒尺寸。另外，预固化或后固化的即用型气凝胶微球可构造成任何粒径，并包覆/掺和不同类型的功能材料/功能基团，如蛋白A、蛋白L、抗原、抗体。
本发明的即用型气凝胶微球可作为功能载体，用于医药、体外诊断试剂、保健品、食品、生物农药、生物活性材料、电子、造纸、印刷等领域。
另外，本发明即用型气凝胶微球可用于含气凝胶的覆盖物。覆盖物可包括气凝胶、纤维、和其它成分。如描述于U.S.专利申请No.11/013,306的含气凝胶的覆盖物的细节可用于本发明气凝胶。在此完全引入该申请作为参考。
气凝胶，如本发明的即用型气凝胶微球，作为聚苯乙烯胶乳应用中的功能微球的替代物的用途，可广泛用于胶乳增强免疫比浊分析、侧向层析免疫分析、流式细胞学分析、生物芯片分析及生物传感分析。
另外，作为任选组分，一种或多种高分子化合物掺和于于即用型气凝胶微球中作为骨架，并可在该即用型气凝胶微球是未固化即用型气凝胶微球混合物时加入。
适用于本发明的合适的高分子化物物的包含但不限于环糊精、多聚氨基酸、芦芭胶、树枝状化合物、结冷胶、瓜尔胶、普鲁兰多糖、丝胶、丝肽、肌肽、黄原胶、海藻聚糖、甘露聚糖、山梨聚糖等。
本发明通过用于例举本发明的以下实施例进一步阐明。
实施例
实施例1：
即用型气凝胶微球 乳液通过将170纳米尺寸二氧化硅气凝胶颗粒(600g)、聚（甲基乙烯基醚/马来酸）半酯共聚物(5.0g)，无水乙醇（150毫升），加入到6.7升异构十二烷中，在磁磨机中充分研磨备用；另称取含聚γ谷氨酸（3.0g）、低酰度结冷胶（0.05g）、透明质酸弹性体（1.0g）、十二烷基三甲基氧化胺（1.5g）、无水乙醇（150毫升）、氨水（9.0毫升）、纯化水（2.9升）高速匀浆机搅拌溶解后缓慢滴加加入上述备用的二氧化硅气凝胶混悬液中，然后快速加入高压射流均质机中，用额定（流量：6L/h,工作压力：800bar,机器冲程数：110次/分钟，最高产品温度：80℃）的参数进行均质化处理后，再用三谱线高能光固化处理，循环两次即得到预处理的即用型气凝胶微球悬液。本即用型气凝胶微球可以直接用于活性蛋白标记，如生物酶标记、抗体标记、抗原致敏等，可用来做颗粒增强免疫比浊试剂及提升传统抗原抗体反应的灵敏度。其中的三谱线光固化加工如图4所示，选用的G01激光器为255nm紫外激光器,功率为3W，位于输送装置切向方向，与转运装置平面呈45±5度布置，较优选的为45±3度，最优选的45±0.05度；G02激光器为550nm半导体激光器,功率为10W,位于输送装置垂直向方向，与转运装置平面呈90度布置，较优选的为90±1.0度，最优选的90±0.05度；G03激光器为1024nm二氧化碳激光器, ,功率为50W,位于输送装置前向方向，与转运装置平面呈45±5度布置，较优选的为45±3度，最优选的45±0.05度，三个激光器均可通过人工或自动电机驱动进行基于x、y、z轴方向移动。
实施例2：
即用型气凝胶微球 乳液通过将110纳米尺寸二氧化硅气凝胶颗粒(300g)、聚（甲基乙烯基醚/马来酸）半酯共聚物(3.0g)，无水乙醇（300毫升），加入到7.7升异构十二烷、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯和甲基丙烯酸异冰片酯中33:1:1混合液，在磁磨机中避光条件下充分研磨备用；另称取含聚γ谷氨酸（2.0g）、低酰度结冷胶（0.10g）、乙酰化透明质酸钠（0.5g）、聚乙烯吡咯烷酮K90(（4.5g）)、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇（1.0g）、氨水（4.5毫升）、纯化水（2.0升）高速匀浆机搅拌溶解后缓慢滴加加入上述备用的二氧化硅气凝胶混悬液中，然后快速加入高压射流均质机中，用额定（流量：6L/h,工作压力：800bar,机器冲程数：110次/分钟，最高产品温度：80℃）的参数进行均质化处理后，再用三谱线高能光固化处理，循环两次即得到预处理的即用型气凝胶微球悬液。本即用型气凝胶微球可以直接用于活性蛋白标记，如生物酶标记、抗体标记、抗原致敏等，可用来做颗粒增强免疫比浊试剂及提升传统抗原抗体反应的灵敏度。其中的三谱线光固化加工如图4所示，选用的G01激光器为255nm紫外激光器,功率为5W，位于输送装置切向方向，与转运装置平面呈45±5度布置，较优选的为45±3度，最优选的45±0.05度；G02激光器为550nm半导体激光器,功率为50W,位于输送装置垂直向方向，与转运装置平面呈90度布置，较优选的为90±1.0度，最优选的90±0.05度；G03激光器为1024nm二氧化碳激光器, ,功率为50W,位于输送装置前向方向，与转运装置平面呈45±5度布置，较优选的为45±3度，最优选的45±0.05度，三个激光器均可通过人工或自动电机驱动进行基于x、y、z轴方向移动。
实施例3：
即用型气凝胶微球 乳液通过将250纳米尺寸二氧化硅气凝胶颗粒(450g)、聚（甲基乙烯基醚/马来酸）半酯共聚物(3.0g)，无水乙醇（300毫升），加入到6.7升的2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、氟化二苯基钛茂和甲基丙烯酸异冰片酯1:1:60混合液，在磁磨机中避光条件下充分研磨备用；另称取含聚γ谷氨酸（1.0g）、高酰度结冷胶（0.02g）、透明质酸钠寡糖（0.5g）、聚乙烯吡咯烷酮K60(（3.0g）)、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇（1.5g）、氨水（5.5毫升）、纯化水（2.9升）高速匀浆机搅拌溶解后缓慢滴加加入上述备用的二氧化硅气凝胶混悬液中，然后快速加入高压射流均质机中，用额定（流量：6L/h,工作压力：800bar,机器冲程数：110次/分钟，最高产品温度：80℃）的参数进行均质化处理后，再用三谱线高能光固化处理，循环两次即得到预处理的即用型气凝胶微球悬液。本即用型气凝胶微球可以直接用于活性蛋白标记，如生物酶标记、抗体标记、抗原致敏等，可用来做颗粒增强免疫比浊试剂及提升传统抗原抗体反应的灵敏度。其中的三谱线光固化加工如图4所示，选用的G01激光器为255nm紫外激光器,功率为3W，位于输送装置切向方向，与转运装置平面呈45±5度布置，较优选的为45±3度，最优选的45±0.05度；G02激光器为550nm半导体激光器,功率为50W,位于输送装置垂直向方向，与转运装置平面呈90度布置，较优选的为90±1.0度，最优选的90±0.05度；G03激光器为1024nm二氧化碳激光器, ,功率为80W,位于输送装置前向方向，与转运装置平面呈45±5度布置，较优选的为45±3度，最优选的45±0.05度，三个激光器均可通过人工或自动电机驱动进行基于x、y、z轴方向移动。
实施例4：
即用型气凝胶胶乳微球 乳液通过将165纳米尺寸二氧化硅气凝胶颗粒(550g)、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇（1.5g）、10%的172纳米羧基聚苯乙烯胶乳(300毫升)、聚（甲基乙烯基醚/马来酸酐）半酯共聚物(3.0g)，无水乙醇（300毫升），加入到5.7升的六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、氟化二苯基钛茂和甲基丙烯酸异冰片酯1:1:1:33混合液中，在磁磨机中避光条件下充分研磨备用；另称取含聚γ谷氨酸（3.0g）、高酰度结冷胶（0.05g）、透明质酸钠寡糖（0.5g）、聚乙烯吡咯烷酮K30(（3.0g）)、氨水（6.5毫升）、纯化水（3.9升）高速匀浆机搅拌溶解后缓慢滴加加入上述备用的二氧化硅气凝胶混悬液中，然后快速加入高压射流均质机中，用额定（流量：6L/h,工作压力：800bar,机器冲程数：110次/分钟，最高产品温度：80℃）的参数进行均质化处理后，再用三谱线高能光固化处理，循环两次即得到预处理的即用型气凝胶微球悬液。本即用型气凝胶微球可以直接用于活性蛋白标记，如生物酶标记、抗体标记、抗原致敏等，可用来做颗粒增强免疫比浊试剂及提升传统抗原抗体反应的灵敏度。其中的三谱线光固化加工如图4所示，选用的G01激光器为355nm紫外激光器,功率为3W，位于输送装置切向方向，与转运装置平面呈45±5度布置，较优选的为45±3度，最优选的45±0.05度；G02激光器为570nm半导体激光器,功率为25W,位于输送装置垂直向方向，与转运装置平面呈90度布置，较优选的为90±1.0度，最优选的90±0.05度；G03激光器为1024nm二氧化碳激光器, ,功率为30W,位于输送装置前向方向，与转运装置平面呈45±5度布置，较优选的为45±3度，最优选的45±0.05度，三个激光器均可通过人工或自动电机驱动进行基于x、y、z轴方向移动。
实施例5：
即用型气凝胶发光微球 乳液通过将295纳米尺寸二氧化硅气凝胶颗粒(550g)、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇（1.5g）、5%的200纳米上转换发光微球(600毫升)、聚（甲基乙烯基醚/马来酸酐）半酯共聚物(1.0g)，无水乙醇（300毫升），加入到6.7升的六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、氟化二苯基钛茂和甲基丙烯酸异冰片酯1:1:1:50混合液中，在磁磨机中避光条件下充分研磨备用；另称取含聚γ谷氨酸（2.0g）、高酰度结冷胶（0.03g）、特殊亲和力的透明质酸钠（0.5g）、十四烷基三甲基甜菜碱(（2.0g）)、氨水（7.5毫升）、纯化水（2.9升）高速匀浆机搅拌溶解后缓慢滴加加入上述备用的二氧化硅气凝胶混悬液中，然后快速加入高压射流均质机中，用额定（流量：6L/h,工作压力：800bar,机器冲程数：110次/分钟，最高产品温度：80℃）的参数进行均质化处理后，再用三谱线高能光固化处理，循环两次即得到预处理的即用型气凝胶微球悬液。本即用型气凝胶微球可以直接用于活性蛋白标记，如生物酶标记、抗体标记、抗原致敏等，可用来做颗粒增强的发光侧向层析免疫分析、胶乳增强的免疫发光印迹及线形免疫分析及提升传统抗原抗体反应的灵敏度。其中的三谱线光固化加工如图4所示，选用的G01激光器为355nm紫外激光器,功率为5W，位于输送装置切向方向，与转运装置平面呈45±5度布置，较优选的为45±3度，最优选的45±0.05度；G02激光器为570nm半导体激光器,功率为50W,位于输送装置垂直向方向，与转运装置平面呈90度布置，较优选的为90±1.0度，最优选的90±0.05度；G03激光器为1024nm二氧化碳激光器, ,功率为100W,位于输送装置前向方向，与转运装置平面呈45±5度布置，较优选的为45±3度，最优选的45±0.05度，三个激光器均可通过人工或自动电机驱动进行基于x、y、z轴方向移动。
实施例6：
即用型气凝胶荧光微球 乳液通过将172纳米尺寸二氧化硅气凝胶颗粒(550g)、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇（1.0g）、2%的110纳米羧基半导体点量子点微球(600毫升)、聚（甲基乙烯基醚/马来酸酐）半酯共聚物(3.0g)，无水乙醇（600毫升），加入到5.7升的2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、氟化二苯基钛茂与双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯1:1:1:40混合液中，在磁磨机中避光条件下充分研磨备用；另称取含聚γ谷氨酸（3.0g）、高酰度结冷胶（0.06g）、高分子量透明质酸钠（2.0g）、十四烷基三甲基氧化胺(（3.0g）)、氨水（7.5毫升）、纯化水（3.9升）高速匀浆机搅拌溶解后缓慢滴加加入上述备用的二氧化硅气凝胶混悬液中，然后快速加入高压射流均质机中，用额定（流量：6L/h,工作压力：800bar,机器冲程数：110次/分钟，最高产品温度：80℃）的参数进行均质化处理后，再用三谱线高能光固化处理，循环两次即得到预处理的即用型气凝胶微球悬液。本即用型气凝胶微球可以直接用于活性蛋白标记，如生物酶标记、抗体标记、抗原致敏等，可用来做颗粒增强的荧光侧向层析免疫分析、胶乳增强的免疫荧光印迹及线形免疫分析、流式细胞学荧光分析、免疫组化分析及提升传统抗原抗体反应的灵敏度。其中的三谱线光固化加工如图4所示，选用的G01激光器为365nm紫外激光器,功率为3W，位于输送装置切向方向，与转运装置平面呈45±5度布置，较优选的为45±3度，最优选的45±0.05度；G02激光器为488nm半导体激光器,功率为10W,位于输送装置垂直向方向，与转运装置平面呈90度布置，较优选的为90±1.0度，最优选的90±0.05度；G03激光器为1024nm二氧化碳激光器, ,功率为50W,位于输送装置前向方向，与转运装置平面呈45±5度布置，较优选的为45±3度，最优选的45±0.05度，三个激光器均可通过人工或自动电机驱动进行基于x、y、z轴方向移动。
实施例7：
即用型气凝胶β2微球蛋白抗体致敏微球 通过将实施例2和实施例4制备的二氧化硅气凝胶颗粒(各25ml)、β2微球蛋白兔抗人抗体(100ml)，加入到850ml pH8.30±0.05的0.2M硼酸盐缓冲液中混合后注入磁磨机中300转/分钟均质化15分钟；然后快速加入高压射流均质机中，用额定（流量：6L/h,工作压力：800bar,机器冲程数：110次/分钟，最高产品温度：48℃）的参数进行均质化处理后，再用三谱线高能光固化处理，循环两次即得到预处理的即用型气凝胶β2微球蛋白抗体致敏微球悬液。本即用型气凝胶微球可以直接用于人体β2微球蛋白分析，如胶乳增强免疫分析等。其中的三谱线光固化加工如图4所示，选用的G01激光器为255nm紫外激光器,功率为3W，位于输送装置切向方向，与转运装置平面呈45±5度布置，较优选的为45±3度，最优选的45±0.05度；G02激光器为570nm半导体激光器,功率为10W,位于输送装置垂直向方向，与转运装置平面呈90度布置，较优选的为90±1.0度，最优选的90±0.05度；G03激光器为1024nm二氧化碳激光器, ,功率为10W,位于输送装置前向方向，与转运装置平面呈45±5度布置，较优选的为45±3度，最优选的45±0.05度，三个激光器均可通过人工或自动电机驱动进行基于x、y、z轴方向移动。与传统方法相比，本法致敏微球更快捷、简单、高效、均一，产品重现性更好。
其中高分子量透明质酸钠，分子量大于200万kDa。
申请人具体地将所有引用的参考文件的全部内容引入本公开内容中。另外，如果量、浓度、或其它值或参数作为范围、优选范围、或上限优选值和下限优选值的列举而给出，应当理解为具体地公开了由任何上限或优选值和任何下限或优选值的任何一对所形成的所有范围，不管范围是否单独公开。如果在本文中列举数值范围，除非另有说明，该范围意味着包括其端点、和在该范围内的所有整数和分数。本发明范围不受限于定义某一范围时所列举的特定值。
从在此公开的本说明书和本发明的实践考虑，本发明其它实施方案对于本领域技术人员是显然的。本说明书和实施例仅被看作是示例，且本发明的实际范围和精神由所附权利要求书及其等价物所确定。
本发明涉及本发明属于生物医学、分析化学、纳米材料科学、合成化学技术、新材料、新生物技术、高分子聚合反应技术、固相有机合成、高分子材料表面改性、聚合物功能微球、即用型气凝胶微球、气凝胶颗粒、多功能材料、高分子微球材料领域的气凝胶即用型微球，及其制备方法以及该气凝胶即用型微球的用途。更具体而言，本发明涉及包覆/掺和功能材料的气凝胶即用型微球。是一种全新的新型绿色环保材料，可广泛用于疾病诊断、检验分析、建筑装饰、雾霾治理、净水、污水处理、土壤改良、航天、医药、食品、化工、化妆品、电子信息、医疗器械、农畜牧产品、建筑装饰、石油石化、造纸、印刷、油墨、抗雾霾化妆品及护肤用品、抗雾霾婴幼儿用品、抗衰老等领域。
Claims (40)
1.一种气凝胶即用型微球，包含至少一种作为包覆物/掺和物的功能材料/功能基团和至少一种气凝胶或气凝胶前体物质，其中所述功能材料/功能基团的至少一部分至少部分用包覆/掺和于气凝胶表层。
2.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述气凝胶的至少一部分用至少一种功能基团/材料处理以形成可包覆/掺和特性。
3.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述气凝胶即用型微球是即用型复合微球材料。
4.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述至少一种包覆物/掺和物的功能材料/功能基团是聚γ-谷氨酸及其衍生物。
5.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述至少一种包覆物/掺和物的功能材料/功能基团是透明质酸及其衍生物。
6.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述至少一种包覆物/掺和物的功能材料/功能基团是胶乳微球或发光微球或两者。
7.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述至少一种包覆物/掺和物的功能材料/功能基团是光敏树脂或光敏材料或光引发剂或它们的组合物。
8.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述至少一种包覆物/掺和物的功能材料/功能基团是六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯或聚（甲基乙烯基醚/马来酸）共聚物或聚（甲基乙烯基醚/马来酸酐）共聚物或聚（甲基乙烯基醚/马来酸）半酯共聚物或聚（甲基乙烯基醚/马来酸酐）半酯共聚物或双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯或光敏树脂或光固化粘胶剂或光固化剂或光引发剂或它们的混合物。
9.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述至少一种二氧化硅气凝胶粉末或二氧化硅气凝胶颗粒或二氧化钛气凝胶或石墨烯气凝胶或碳气凝胶或金属气凝胶或其它无机、有机气凝胶或气凝胶前体物质。
10.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述气凝胶具有内孔容积且易于被上述的功能材料/功能基团包覆/掺和。
11.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述气凝胶上的所述包覆物/掺和物是具有功能的功能材料/功能基团涂层。
12.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述包覆物/掺和物包含至少一种亲油/亲水的功能材料/功能基团。
13.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述包覆物/掺和物还包含表面改性剂，包含但不限于表面活性剂、湿润剂或它们的组合。
14.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述包覆物/掺和物是乳胶微球或发光微球或功能材料或功能基团。
15.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述包覆物/掺和物由所述气凝胶上的表面涂层组成。
16.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述包覆物/掺和物包覆或掺和于气凝胶表面。
17.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述包覆物/掺和物的功能材料/功能基团是有机或无机的功能材料/功能基团且所述包覆物/掺和物是亲水的功能材料/功能基团涂层。
18.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述包覆物/掺和物的功能材料/功能基团是亲水性包覆物/掺和物的功能材料/功能基团且包含表面改性剂。
19.权利要求1的气凝胶即用型微球，其中所述包覆物/掺和物不易进入气凝胶内部孔腔。
20.一种制备权利要求1的气凝胶即用型微球的方法，包括将所述气凝胶用至少一种包覆物/掺和物在高压射流机或磁磨机中进行包覆/搀和以形成包覆/搀和的气凝胶并随后将所述包覆//搀和的气凝胶与至少一种未固化的包覆物/掺和物的功能材料/功能基团结合并随后采用三谱线高能光固化所述包覆物/掺和物的功能材料/功能基团以形成所述气凝胶即用型微球。
21.一种制备权利要求1的气凝胶即用型微球的方法，包括通过将纳米颗粒包覆/掺和到所述气凝胶上并采用三谱线高能光固化所述气凝胶以形成所述纳米颗粒/纳米微球以在所述气凝胶上形成涂层来包覆/掺和该气凝胶，并随后将所述包覆/掺和的气凝胶微球与至少一种未固化包覆物/掺和物的功能材料/功能基团相结合并随后固化所述包覆物/掺和物的功能材料/功能基团以形成所述气凝胶即用型微球。
22.一种制备权利要求1的气凝胶即用型微球的方法，包括将所述气凝胶用包含溶解或分散或乳化在含新型有机溶剂/纯化水中的第一反应物的含有机溶液/纯化水包覆/掺和，经三谱线高能光固化后向用所述含有机溶液包覆/掺和的所述气凝胶加入纯化水/有机溶液，并随后再次用高压射流机或磁磨机均质化以得到第一和第二反应物的反应产物以形成包覆/掺和的气凝胶微球，并随后将所述包覆/掺和的气凝胶微球与至少一种未固化包覆物/掺和物的功能材料/功能基团相结合并随后再次采用三谱线高能光固化所述包覆物/掺和物的功能材料/功能基团以形成所述气凝胶即用型微球。
23.胶乳微球/发光微球，包含用权利要求1的包覆/掺和胶乳微球/发光微球的气凝胶即用型微球。
24.权利要求1的包覆/掺和的气凝胶微球，其中包覆/掺和的气凝胶微球制备方法为一种磁研磨、高压射流技术与三谱线高能光固化技术相结合的制备功能微球的方法，该法首次采用磁研磨、高压射流与二步三谱线光固化串联方法，具有简单、快捷、灵活、高效、均一，省时的特点，并可结合微流控技术进行高灵敏度、高通量的检测分析，并可借助本方法进行新的光学分析技术建立和分析装置设计制造。
25.一种即用型气凝胶微球，包含权利要求1的气凝胶即用型微球。
26.活化的即用型气凝胶微球，包含权利要求1的活化的气凝胶即用型微球。
27.一种包覆/搀和的气凝胶，包含以气凝胶为内核，其中所述气凝胶至少部分用至少一种包覆物/搀和物所包覆/搀和，在所述气凝胶的表面上，从而有利于乳胶微球/发光微球的悬浮。
28.权利要求24的包覆/掺和的气凝胶微球，其中所述气凝胶上的所述包覆物/掺和物是的功能材料/功能基团。
29.权利要求24的包覆/掺和的气凝胶微球，其中所述包覆物/掺和物包含至少一种亲油/亲水的功能材料/功能基团。
30.权利要求24的包覆/掺和的气凝胶微球，其中所述涂层包含润表面改性剂。
31.权利要求24的包覆/掺和的气凝胶微球，其中所述包覆物/掺和物是功能材料或功能基团。
32.权利要求24的包覆/掺和的气凝胶微球，其中所述包覆物/掺和物由所述气凝胶上的表面包覆/掺和层组成。
33.权利要求24的包覆/掺和的气凝胶微球，其中所述表面包覆物/掺和物层光固化于气凝胶表面。
34.权利要求24的包覆/掺和的气凝胶微球，其中所述包覆物/掺和物层是有机/无机包覆物/掺和物的功能材料/功能基团且所述包覆物/掺和物层是亲油/亲水的功能材料/功能基团。
35.权利要求24的包覆/掺和的气凝胶微球，其中所述涂层是亲油/亲水的功能材料/功能基团且所述包覆物/掺和物层包含表面改性剂。
36.权利要求24的包覆/掺和的气凝胶微球，包含至少两次三谱线光固化作用。
37.权利要求35的包覆/掺和的气凝胶微球，其中所述功能材料/功能基团材料包含但不限于有机/无机材料、生物活性材料、或金属，用于制备功能微球。
38.权利要求35的包覆/掺和的气凝胶微球，包含两个或多个可为彼此相同或不同材料的其它功能材料/功能基团材料。
39.权利要求37的包覆/掺和的气凝胶微球，其中制备微球的方法，包括将纳米颗粒的表面用一种或多功能材料/功能基团用磁研磨、高压射技术与三谱线高能光固化技术串联进行功能微球制备。
40.权利要求39所述的气凝胶掺杂/包覆多功能即用型复合材料制备方法，其特征在于：所述的三谱线光固化处理方法是高能量三谱线光固化处理方法，其高能光包含但不限于高能紫外光、高能红外光、高能可见光、X射线、γ射线、微波及它们的组合等；其中的三谱线光固化加工如图4所示，G01激光器或发射器位于输送装置切向方向，与转运装置平面呈45±45度布置，较优选的为45±43度，最优选的45±0.05度；G02激光器或发射器位于输送装置垂直向方向，与转运装置平面呈90度布置，较优选的为90±3.0度，最优选的90±0.05度；G03激光器或发射器位于输送装置前向方向，与转运装置平面呈45±45度布置，较优选的为45±43度，最优选的45±0.05度，三个激光器或发射器均可通过人工机械或自动电机驱动进行基于x、y、z轴方向移动；其中的激光器功率在0.0001w～5000w,较优选的为0.001w～1000w，优选的为0.01w～500w。
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