基于集成微通道的单组份/多组份液滴制备装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微流控领域以及化工、生物制药技术领域，尤其涉及基于集成微通道的单组份/多组份液滴制备装置。
【背景技术】
[0002]液滴在药物颗粒制备、医学检测分析以及精细化工等领域得到了广泛的应用。目前制备液滴的方法主要有微流控制备法、喷雾法以及毛细管液滴控制方法等。其中，微流控方法利用微通道结构内的一些特殊流体流动机制制备液滴，其产生的液滴尺寸均匀度高，可控性强，与其他方法相比具有显著的优越性。
[0003]利用微流控制备液滴的方法主要包括T型通道法、流体聚焦法和阶梯式乳化法(step emulsificat1n)等。其中，阶梯式乳化法具有单分散性好、能量消耗低以及生产频率易调等特点，在实际生产中优势尤为明显。然而，通过光刻等加工方法制造阶梯式乳化所需的微通道设备的生产周期长，成本较高，不利于实际工业化生产。此外，大批量制备含有多组分的液滴也是国内外长期以来的一个技术难题。实现单组份或多组分液滴的高效大通量且低成本的生产，无疑对于化工和生物制药等相关领域具有重要意义。
【实用新型内容】
[0004]鉴于以上技术问题，本实用新型提供了基于集成微通道的单组份/多组份液滴的制备装置，其目的是实现液滴的大通量制备，简化液滴制备工艺，降低液滴制备的成本，且能生产包含多个组分的液滴，从而为化工和生物制药等领域的发展提供技术支持。
[0005]为了到达上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下:一种基于集成微通道的单组份液滴制备装置，包括离散相输入系统和液滴生成系统;所述离散相输入系统和液滴生成系统相连;所述离散相输入系统包括:注射栗和离散相入口接头;所述注射栗和离散相入口接头通过管路连接;所述离散相入口接头包括:接头主体、针头和若干毛细管;所述接头主体具有内腔，针头插入接头主体的上部与接头主体的内腔相连通，针头通过胶水与接头主体相连并密封;若干毛细管均匀排列地插入接头主体的下部，并与接头主体的内腔相连，若干毛细管通过胶水与接头主体相连并密封；
[0006]所述液滴生成系统包括:离散相出口接头、微通道塑料薄膜和连续相容器;所述离散相出口接头由两片夹板和两片垫板组成;两片夹板之间夹着两片垫板，两片夹板和两片垫板之间形成一个空腔;所述微通道塑料薄膜插入到所述空腔中，并通过胶水粘接;所述微通道塑料薄膜含有一系列平行的集成微通道;所述两片夹板之间的距离为h，微通道塑料薄膜的底端到离散相出口接头的下底面的距离为1，则I > 3h;所述连续相容器装有连续相，离散相出口接头浸没在连续相中；所述若干毛细管与微通道塑料薄膜的上端插接。
[0007]进一步地，所述离散相出口接头的材料与离散相间的接触角大于90度。
[0008]—种基于集成微通道的多组份液滴制备装置，包括液滴生成系统和N个离散相输入系统;其中，N为大于等于2的正整数;所述若干离散相输入系统和液滴生成系统相连;所述N个离散相输入系统均包括:注射栗和离散相入口接头;所述注射栗和离散相入口接头通过管路连接;所述离散相入口接头包括:接头主体、针头和若干毛细管;所述接头主体具有内腔，针头插入接头主体的上部与接头主体的内腔相连通，针头通过胶水与接头主体相连并密封;若干毛细管均匀排列地插入接头主体的下部，并与接头主体的内腔相连，若干毛细管通过胶水与接头主体相连并密封；
[0009]所述液滴生成系统包括:离散相出口接头、微通道塑料薄膜和连续相容器;所述离散相出口接头由两片夹板和两片垫板组成;两片夹板之间夹着两片垫板，两片夹板和两片垫板之间形成一个空腔;所述微通道塑料薄膜插入到所述空腔中，并通过胶水粘接;所述微通道塑料薄膜含有一系列平行的集成微通道;所述两片夹板之间的距离为h，微通道塑料薄膜的底端到离散相出口接头的下底面的距离为1，则I > 3h;所述连续相容器装有连续相，离散相出口接头浸没在连续相中；
[0010]第一离散相输入系统的第一毛细管与微通道塑料薄膜的第一通道相连;第二离散相输入系统的第一毛细管与微通道塑料薄膜的第二通道相连;第三离散相输入系统的第一毛细管与微通道塑料薄膜的第三通道相连;第N离散相输入系统的第一毛细管与微通道塑料薄膜的第N通道相连;第一离散相输入系统的第二毛细管与微通道塑料薄膜的第N+1通道相连;第二离散相输入系统的第二毛细管与微通道塑料薄膜的第N+2通道相连;第N离散相输入系统的第二毛细管与微通道塑料薄膜的第2N通道相连，依次类推。
[0011]所述离散相输入系统中相邻两个毛细管的距离大于5(N+l)h;所述微通道塑料薄膜中连接第i离散相输入系统的第j毛细管的通道与连接第i+Ι离散相输入系统的第j毛细管的通道的距离小于5h;其中，i为小于N的正整数，j为正整数。
[0012]进一步地，所述离散相出口接头的材料与离散相间的接触角大于90度。
[0013]制备单组份液滴时，根据需要选择互不相溶的连续相和离散相。连续相或离散相中可加入适量的表面活性剂。离散相的密度大于连续相的密度。制备多组分液滴时，根据需要选择连续相和多种离散相。连续相和各离散相均不互溶，但各离散相之间互溶。连续相或离散相中可加入适量的表面活性剂。各离散相的密度均大于连续相的密度。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0015](I)相比于喷雾法等传统工业化液滴生产方法，本实用新型所述的装置和方法制备得到的液滴的单分散性好。
[0016](2)相较于T型结构及流体聚焦结构等微流控液滴制备方法，本实用新型所述方法具有结构和操作简单，所需的栗的数量少，制备液滴的速度显著提高并且便于实现工业集成化等优点。
[0017](3)本实用新型可以在较大的通量下制备多组份液滴等复杂功能液滴。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型中制备单组份液滴的装置示意图；
[0019]图2为本实用新型中离散相入口接头剖视图；
[0020]图3为本实用新型中离散相入口接头A-A向剖视图图；
[0021 ]图4为本实用新型中离散相出口接头主视图；
[0022]图5为本实用新型中离散相出口接头俯视图；
[0023]图6为本实用新型中微通道塑料薄膜和离散相出口接头的装配图；
[0024]图7为本实用新型实施例1中单组份液滴制备示意图；
[0025]图8为本实用新型中制备多组份液滴的装置示意图；
[0026]图9为本实用新型实施例2中双组份液滴制备示意图；
[0027]图中，注射栗1、离散相入口接头2、接头主体3、针头4、毛细管5、离散相出口接头6、微通道塑料薄膜7、连续相容器8、夹板9、垫板10。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图和附表实施例对本实用新型作进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0029]如图1-6所示，一种基于集成微通道的单组份液滴制备装置，包括离散相输入系统和液滴生成系统;所述尚散相输入系统和液滴生成系统相连;所述尚散相输入系统包括:注射栗I和离散相入口接头2;所述注射栗I和离散相入口接头2通过管路连接;所述离散相入口接头2包括:接头主体3、针头4和若干毛细管5;所述接头主体3具有内腔，针头4插入接头主体3的上部与接头主体3的内腔相连通，针头4通过胶水与接头主体3相连并密封;若干毛细管5均匀排列地插入接头主体3的下部，并与接头主体3的内腔相连，若干毛细管5通过胶水与接头主体3相连并密封；
[0030]所述液滴生成系统包括:离散相出口接头6、微通道塑料薄膜7和连续相容器8;所述离散相出口接头6由两片夹板9和两片垫板10组成;两片夹板9之间夹着两片垫板10，两片夹板9和两片垫板10之间形成一个空腔;所述微通道塑料薄膜7插入到所述空腔中，并通过胶水粘接;所述微通道塑料薄膜含有一系列平行的集成微通道;所述两片夹板9之间的距离为h，微通道塑料薄膜7的底端到离散相出口接头6的下底面的距离为I，则12 3h;所述连续相容器8装有连续相，离散相出口接头6浸没在连续相中；所述若干毛细管5与微通道塑料薄膜7的上端插接;所述离散相出口接头6的材料与离散相间的接触角大于90度。
[0031]如图8所示，一种基于集成微通道的多组份液滴制备装置，包括液滴生成系统和N个离散相输入系统;其中，N为大于等于2的正整数;所述若干离散相输入系统和液滴生成系统相连;所述N个离散相输入系统均包括:注射栗I和离散相入口接头2;所述注射栗I和离散相入口接头2通过管路连接;所述离散相入口接头2包括:接头主体3、针头4和若干毛细管5;所述接头主体3具有内腔，针头4插入接头主体3的上部与接头主体3的内腔相连通，针头4通过胶水与接头主体3相连并密封;若干毛细管5均匀排列地插入接头主体3的下部，并与接头主体3的内腔相连，若干毛细管5通过胶水与接头主体3