一种基于液滴微流控的微球自动制备装置及制备方法与流程

本发明涉及放射性物质制备领域，具体涉及一种基于液滴微流控的微球自动制备装置及制备方法。

背景技术：

1、微球是指粒径在1～1000μm的有机高分子或无机球状微粒，微球材料可广泛应用于医学、化学等领域。在医学上，微球可用成栓塞材料或缓释颗粒，用以肝癌等恶性肿瘤的介入栓塞治疗或用作药物缓释载体。在化学上，微球可制备成分离材料基体或色谱柱填料，用以化学分离或分析检测。微球的常见制备方法有乳化-溶剂挥发法、喷雾干燥法、凝胶模板法、液滴微流控方法等，其中液滴微流控方法以其粒径稳定可控、反应试剂消耗量小、可有效减少交叉污染等特点被视为目前微球制备技术的先进方法。液滴微流控方法可简单分为两个程序：液滴制备和微球固化，其中液滴制备是通过泵及芯片的控制使得连续流与分散流以恒定的速度在特定的芯片中匀速剪切，在现有文献和专利技术中已被广泛探索。微球固化过程是将液滴中的溶剂挥发使溶质团聚成球的一个过程，常用的固化方式有搅拌固化、紫外固化、冷冻固化、交联固化等。目前关于微球的获取研究，主要集中在芯片及管路设计，微流控装置最终制备的产品为液滴，关于液滴如何稳定固化研究甚少。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是关于液滴如何稳定的问题。

2、本发明的第一目的在于提供一种基于液滴微流控的微球自动制备装置，包括控制单元和依次连通的液滴制备单元、液滴固化单元以及尾气收集单元；控制单元与液滴制备单元、液滴固化单元以及尾气收集单元均通讯连接；

3、所述液滴固化单元包括固化容器，所述固化容器内设置有样品接收瓶，所述样品接收瓶周向设置有加热结构，所述样品接收瓶和所述液滴制备单元的液滴出口端连通且连通管路上设置有三通阀门，所述样品接收瓶内设置有搅拌器，所述固化容器连通有惰性气体供应机构；固化容器和所述尾气收集单元连通。

4、作为一种可能的设计，所述加热结构包括置于固化容器内且浸没部分样品接收瓶的加热介质，所述加热介质内设置有加热元件。

5、作为一种可能的设计，所述三通阀门的三个接口分别连接液滴制备单元的液滴出口端、样品接收瓶的入口端以及废液收集结构。

6、作为一种可能的设计，所述样品接收瓶还设置有温度探测器，所述温度探测器和所述控制单元通讯连接。

7、作为一种可能的设计，所述尾气收集单元包括和所述固化容器连通的吸收瓶，所述吸收瓶的入口管路上连通有两通阀门，所述两通阀门连通有气体取样器。

8、作为一种可能的设计，所述吸收瓶的出气端依次连通有缓冲瓶、密封瓶以及真空泵。

9、作为一种可能的设计，所述液滴制备单元包括连通芯片和原料供应结构，所述原料供应结构包括依次连通的料液供应结构和泵体。

10、本发明的第二目的在于提供一种基于微球自动制备装置的微球制备方法，包括以下步骤：

11、启动加热结构和液滴制备单元，且向固化容器内通入惰性气体，三通阀门和样品接收瓶断开；

12、当液滴制备单元产生的液滴尺寸稳定后接通三通阀门和样品接收瓶，启动搅拌器；

13、当液滴固化单元工作一段时间后，收集进入尾气收集单元的气体，分析气体的成分；

14、当气体中溶剂低至检测下限时，停止惰性气体供应机构，收集样品接收瓶内的微球。

15、作为一种可能的设计，所述固化容器内的温度为25～100℃。

16、作为一种可能的设计，分析气体的成分采用气相色谱法测定。

17、本发明的有益效果为：

18、本发明通过对微球自动制备装置中的液滴固化单元进行改进，从液滴的固化方面着手来改进，从而得到形貌均匀的微球。特别是对于表面张力小的材料，也能够得到粒径均一、形貌可控的微球。

技术特征：

1.一种基于液滴微流控的微球自动制备装置，其特征在于，包括控制单元和依次连通的液滴制备单元、液滴固化单元以及尾气收集单元；控制单元与液滴制备单元、液滴固化单元以及尾气收集单元均通讯连接；

2.根据权利要求1所述的基于液滴微流控的微球自动制备装置，其特征在于，所述加热结构包括置于固化容器内且浸没部分样品接收瓶的加热介质，所述加热介质内设置有加热元件。

3.根据权利要求1所述的基于液滴微流控的微球自动制备装置，其特征在于，所述三通阀门的三个接口分别连接液滴制备单元的液滴出口端、样品接收瓶的入口端以及废液收集结构。

4.根据权利要求1所述的基于液滴微流控的微球自动制备装置，其特征在于，所述样品接收瓶还设置有温度探测器，所述温度探测器和所述控制单元通讯连接。

5.根据权利要求1所述的基于液滴微流控的微球自动制备装置，其特征在于，所述尾气收集单元包括和所述固化容器连通的吸收瓶，所述吸收瓶的入口管路上连通有两通阀门，所述两通阀门连通有气体取样器。

6.根据权利要求5所述的基于液滴微流控的微球自动制备装置，其特征在于，所述吸收瓶的出气端依次连通有缓冲瓶、密封瓶以及真空泵。

7.根据权利要求1所述的基于液滴微流控的微球自动制备装置，其特征在于，所述液滴制备单元包括连通芯片和原料供应结构，所述原料供应结构包括依次连通的料液供应结构和泵体。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述微球自动制备装置的微球制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的微球制备方法，其特征在于，所述固化容器内的温度为25～100℃。

10.根据权利要求8所述的微球制备方法，其特征在于，分析气体的成分采用气相色谱法测定；优选地，搅拌器的搅拌速度为100-2000rpm/min；优选地，固化容器内的压力为0.05～1bar；优选地，惰性气体流速为1～1000ml/min；优选地，进入芯片中的料液流速为0.1～20ml/min。

技术总结
本发明公开了一种基于液滴微流控的微球自动制备装置及制备方法，微球自动制备装置包括控制单元和依次连通的液滴制备单元、液滴固化单元以及尾气收集单元；控制单元与液滴制备单元、液滴固化单元以及尾气收集单元均通讯连接；所述液滴固化单元包括固化容器，所述固化容器内设置有样品接收瓶，所述样品接收瓶周向设置有加热结构，所述样品接收瓶和所述液滴制备单元的液滴出口端连通且连通管路上设置有三通阀门，所述样品接收瓶内设置有搅拌器，所述固化容器连通有惰性气体供应机构；固化容器和所述尾气收集单元连通。从液滴的固化方面着手来改进，从而得到形貌均匀的微球。特别是对于表面张力小的材料，也能够得到粒径均一、形貌可控的微球。

技术研发人员：罗万锋,张劲松,李波,罗宁,陈云明,胡映江,吴建荣,宋纪高
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21