专利名称：减压诱导微射流混合法制备功能纳米粒子的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种以减压诱导微射流混合法制备功能纳米粒子的装置。
背景技术：
超细粒子的尺寸在一至数百纳米范围，其特殊的表面效应、尺寸效应和分散性能使得这些粒子常常表现出不同于宏观材料及原子或分子的独特性质。许多纳米生物探针、催化剂、医药制剂的性能与其尺寸、尺寸分布、组成、是否含有表面活性剂等因素密切相关。由于许多表面活性剂或嵌段共聚物对于ー些生物探针或医药等方面的应用产生较大限制，因此建立新的制备方法，研制新的制备装置，高效制备不含表面活性剂或嵌段共聚物的、以碳-氧键和碳-碳键构成主链且同时含有亲水基团和疏水基团的高分子化合物和以碳-碳键构成主链且同时含有亲水基团和疏水基团的高分子化合物为基质材料，特别是以聚こ丙 交酷、聚乳酸等生物可降解且生物安全性高的聚合物为主要基质材料的，包有药物和/或发光化合物等功能材料的小尺寸胶体纳米粒子具有重要意义。采用已往报道的装置在制备上述功能纳米粒子时存在较大困难。例如普通沉淀法制备纳米粒子的装置通常为带有搅拌或超声装置的反应釜，操作时由于无法及时高效地脱除良溶剤，因此不得不加入大量表面活性剤，以防止粒子过大或聚集，通常采用这种装置制备的以聚こ丙交酯或聚乳酸为主要基质材料的，包有医药化合物的粒子的尺寸较大，在不使用表面活性剂的情况下，粒径通常大于lOOnm，即使在使用表面活性剂时，所得表面吸附了表面活性剂的粒子的平均粒径通常也大于50nm，粒径分布宽度约180nm(王学清等，药学学报，2004，39，68-71)。喷雾装置已被用于制备以聚こニ醇-聚乳酸嵌段共聚物(PEG-PLA)/聚こ丙交酯(PLGA)混合物为基质材料的，包有药物分子的纳米粒子，但这种装置制备的纳米粒子尺寸较大。例如，T. Takami等采用微乳液喷雾法制备的上述纳米粒子的粒径约2 μ m(T. Takami,Y. Murakami, Colloids Surf. ,2011, B 87，433_438)。当不使用表面活性剂时，喷雾法难以制备水中分散稳定性高的所述纳米粒子。多通道微流混合法是制备纳米粒子的有效方法之一。Akbulut等使用四通道混合装置，在加压下使こニ醇-b-己内酯嵌段共聚物的四氢呋喃溶液、荧光染料芘和维生素E的四氢呋喃溶液以及不良溶剂水分别从不同的毛细管中喷射出来并混合，制备了粒径为45-110nm纳米，以聚こニ醇-b-聚己内酯嵌段共聚物为包裹基质的粒子(Akbulut,et al.,Adv. Funct. Mater. 2009,19，718-72)。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种以减压诱导微射流混合法合成纳米粒子的装置，以有效调节粒子形成及稳定化相关的动力学过程，在纳米沉淀过程中使良溶剂快速脱离混合液微射流，在三维方向上有效调控微射流中溶质的过饱和度，即使在不使用表面活性剂的情况下也可以制备水中分散稳定性高的所述功能纳米粒子。[0007]本实用新型提供的以减压诱导微射流混合法合成纳米粒子的装置的结构示意图如图I所示，这种装置包括至少两个均与微流通道连通的物料罐、控温装置、抽真空装置和收集器；其中，所述直接与物料罐连通的微流通道上均设有流速控制器；所述直接与物料罐连通的微流通道的下端相互连通形成连通区域，所述连通区域通过毛细管与所述收集器相连通；所述抽真空装置与所述微流通道的连通区域相通；所述控温装置包覆所述微流通道及所述微流通道的连通区域。该装置中，所述物料罐和流速控制器的个数 均为2 5个，优选2 3个，所述微流通道的个数为3 6个,优选3 4个；所述微流通道的内径均为50 2000 μ m,具体可为100 500 μ m、100 450 μ m、100 400 μ m、100 300 μ m、100 200 μ m、200 500 μ m、200 450 μ m、200 400 μ m、200 300 μ m、300 500 μ m、300 450 μ m、300 400 μ m、400 500 μ m 或 450 500 μ m，优选 100 500 μ m。所述流速控制器包括阀门和/或液体注射泵或蠕动泵。本实用新型装置可用于制备所述功能纳米粒子，具体方法可为使下文任一所述含有基质材料和功能化合物的液体与所述沉淀剂分别经本实用新型装置中与物料罐相连通的微流通道进入微流混合区，并将所形成的混合液微流体射入与抽真空装置相连通的低压气体空间进行纳米沉淀，于所述收集器收集得到所述功能纳米粒子。该装置利用减压诱导和压力差的作用，使沉淀剂的微流与至少ー种含功能化合物的液体微流混合，同时利用减压作用使混合物微射流中低沸点的良溶剂快速挥发并脱离体系，在三维方向上有效调控微射流中溶质的过饱和度，形成所需功能纳米粒子。其中，所述含有基质材料和功能化合物的液体的溶剂中至少有ー种为能与水互溶的有机溶剂；所述沉淀剂选自水和有机化合物的水溶液，所述有机化合物选自能与水混溶的有机溶剤。所述低压气体的压カ小于环境大气压力且小于O. IMPa,具体可为O. OOlMPa-O. 05MPa、0. OOlMPa-O. 02MPa、0. OOlMPa-O. 01MPa、0. OOlMPa-O. 005MPa、0.OOlMPa-O.003MPa、2KPa-0. 05MPa、2KPa_0. 02MPa、2KPa_0. 01MPa、2KPa_0. 005MPa、2KPa-0.003MPa、2KPa-0.OOlMPa.O.003MPa-0.05MPa、0.003MPa-0.02MPa、0. 003MPa-0. 01MPa、0. 003MPa-0. 005MPa、0. 005MPa-0. 05MPa、0. 005MPa-0. 02MPa、0. 005MPa-0. 01MPa、0. OlMPa-O. 05MPa、0. OlMPa-O. 02MPa 或 0. 02MPa_0. 05MPa，优选0. 0009MPa 0. 06MPa,更优选 0· 01 0. 03MPa。所述含有基质材料和功能化合物的液体为溶液或胶体溶液；所述功能化合物选自发光化合物和医药化合物中的至少ー种。所述功能化合物在所述能与水互溶的有机溶剂中的溶解度远大于在水中的溶解度。所述发光化合物选自发光稀土配合物和有机发光染料中的至少ー种。所述发光金属配合物选自可被可见光和/或近红外光和/或紫外光激发发光的稀土金属配合物和过渡金属配合物中的至少ー种。所述可被可见光和/或近红外光和/或紫外光激发发光的稀土金属配合物包括以式A所述化合物作为光敏剂的铕、镱或钕离子的稀土金属配合物；[0020]
权利要求1.一种以减压诱导微射流混合法制备功能纳米粒子的装置，包括物料罐、控温装置、抽真空装置和收集器； 其中，所述物料罐的个数至少为2个；所述物料罐均与微流通道连通；所述直接与物料罐连通的微流通道上均设有流速控制器；所述直接与物料罐连通的微流通道的下端相互连通且通过毛细管与所述收集器相连通；所述抽真空装置与所述微流通道的连通区域相通；所述控温装置包覆所述微流通道及所述微流通道的连通区域。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于所述物料罐和流速控制器的个数均为2 5个。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述物料罐和流速控制器的个数均为2 3个。
4.根据权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于所述微流通道的个数为3 6个。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述微流通道的个数为3 4个。
6.根据权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于所述微流通道的内径均为50 2000 μ m。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述微流通道的内径均为100 500μ m。
8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述微流通道的内径均为50 2000μ m。
9.根据权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于所述流速控制器为阀门和/或液体注射泵或蠕动泵。
10.根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述流速控制器为阀门和/或液体注射栗或螺动栗。
专利摘要本实用新型公开了一种减压诱导微射流混合法制备功能纳米粒子的装置。包括至少两个均与微流通道连通的物料罐、控温装置、抽真空装置和收集器；其中，所述直接与物料罐连通的微流通道上均设有流速控制器；所述直接与物料罐连通的微流通道的下端相互连通且通过毛细管与所述收集器相连通；所述抽真空装置与所述微流通道的连通区域相通；所述控温装置包覆所述微流通道及所述微流通道的连通区域。利用该装置，可制备得到尺寸小、粒径分布窄、水中分散稳定性高的功能纳米粒子，具有重要的应用价值。
文档编号A61K31/704GK202447061SQ201120484168
公开日2012年9月26日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者杨文 , 王远 申请人:北京大学