一种微流控声空化芯片及其制备不同粒径脂质体的方法

本发明属于微流控及脂质体制备，尤其涉及一种微流控声空化芯片以及利用微流控声空化芯片制备不同粒径脂质体的方法。

背景技术：

1、脂质体作为最有前景的药物载体之一，可以改变药物的药代动力学特性，延长药物的循环时间，减少药物的毒副作用，已被广泛应用于抗肿瘤药物递送、基因治疗、医学成像等领域。值得注意的是，脂质体的粒径对于脂质体在体内的血液循环、细胞摄取和组织渗透等方面都发挥着重要作用，会对脂质体药物的药效学和药代动力学产生重要的影响。

2、目前，常见的脂质体制备方法包括薄膜水化法、逆向蒸发法、乙醇注入法等。这些方法都难以在脂质体形成的过程中对脂质体的粒径进行直接的调控。传统的后处理方法，如脂质体挤出和超声振荡，虽然可以减小脂质体的粒径，但存在着耗时久、效率低、重复性差等缺点。微流控法可以在脂质体形成的过程中，通过调节缓冲液和脂质溶液的流率比来对脂质体的粒径进行直接的调控，但是，这种方法无疑会改变脂质体的浓度，进而对脂质体的包封效率、稳定性产生影响。因此，开发出一种能够在不改变流率比的条件下对脂质体进行精准的粒径调控方法对于促进脂质体生产及其应用研究具有重大意义。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发现提供一种微流控声空化芯片及其制备不同粒径脂质体的方法。该微流控声空化芯片可以在不改变缓冲液和脂质溶液的流率比的条件下，使用声-流耦合场在脂质体的合成过程中对脂质体的粒径进行直接调控。

2、为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种微流控声空化芯片，所述微流控声空化芯片包括微流控混合芯片、密封软膜、压电陶瓷、电极、夹持固定组件；所述微流控混合芯片含有缓冲液入口、脂质有机溶液入口、蛇形混合通道、脂质体溶液出口；所述蛇形混合通道位于微流控混合芯片的一侧且通过密封软膜进行密封；所述夹持固定组件包括开孔薄板、配合薄板、螺栓螺母；所述开孔薄板含有溶液入口和出口。

4、优选的，所述微流控混合芯片的制作材料为光固化树脂或聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或聚二甲基硅氧烷(pdms)。

5、优选的，所述压电陶瓷的谐振频率范围为20-100khz。

6、优选的，所述入口和出口的内径范围为400-3000μm，深度范围为0.5-5mm。

7、优选的，所述蛇形混合通道的宽度范围为50-1000μm，深度范围为50-1000μm。

8、优选的，所述密封软膜材料为pdms或聚氨酯(pu)或硅胶，厚度范围为0.5-1.5mm。

9、优选的，所述夹持固定组件中的开孔薄板和配合薄板的厚度范围为3-15mm。

10、本发明的另一方面在于保护上文所述装置的使用方法，其包括以下步骤：

11、(1)将压电陶瓷的谐振频率输入信号发生器，设定激励电压；将信号发生器信号接入功率放大器后，设定功率放大器的放大倍数；将功率放大器的正、负极与压电陶瓷的正、负极依次连接；

12、(2)配制相应的溶液；将脂质体辅料溶解在有机溶剂中，形成脂质有机溶液；根据包封药物的溶解性，将水溶性药物溶解在缓冲液中或者将脂溶性药物溶解在脂质有机溶液中；

13、(3)设定缓冲液与脂质有机溶液的流率比和总流率，使用多通道微量注射泵结合注射器、导管分别向缓冲液入口以及脂质有机溶液入口注入缓冲液及脂质有机溶液，并开启信号发生器和功率放大器，在微流控混合芯片的通道内产生声空化效应；

14、(4)随着缓冲液与脂质有机溶液在微流控混合芯片中发生混合，脂质有机溶液迅速溶解在缓冲液中，使得脂质分子在缓冲液中快速自组装形成脂质体，在不改变缓冲液与脂质有机溶液的流率比的条件下，根据所需的脂质体的粒径，调节压电陶瓷的激励电压，可快速产生多种不同粒径的脂质体。

15、优选的，所述功率放大器的激励电压放大倍数为50倍。

16、优选的，脂质体辅料中的主要辅料包括磷脂、胆固醇和n-(羰基－甲氧基聚乙二醇2000)-1,2-二硬酯酰-sn-甘油-3-磷酰乙醇胺(dspe-mpeg2000)；磷脂包括二棕榈酰磷脂酰胆碱(dppc)、二硬脂酰基磷脂酰胆碱(dspc)、二肉豆蔻酰基卵磷脂(dmpc)、二油酰基卵磷脂(dopc)、蛋黄卵磷脂或大豆卵磷脂(lecithin)中的一种或多种。

17、优选的，所述有机溶剂为乙醇或异丙醇。

18、优选的，所述缓冲液为pbs缓冲液或hepes缓冲液或tris缓冲液

19、本发明提供的一种微流控声空化芯片及其制备不同粒径脂质体的方法的有益效果如下：

20、(1)与其他用于合成脂质体的微流控混合芯片相比，本发明的微流控声空化芯片能够在不改变流率比和微通道结构的条件下对脂质体进行精准的粒径调控。

21、(2)利用微流控声空化芯片可以快速地制备不同粒径的脂质体，能够满足生物医药领域对脂质体药物粒径分布的多样化需求。

技术特征：

1.一种微流控声空化芯片，其特征在于，所述微流控声空化芯片包括微流控混合芯片、密封软膜、压电陶瓷、电极、夹持固定组件；所述微流控混合芯片含有缓冲液入口、脂质有机溶液入口、蛇形混合通道、脂质体溶液出口；所述蛇形混合通道位于微流控混合芯片的一侧且通过密封软膜进行密封；所述夹持固定组件包括开孔薄板、配合薄板、螺栓螺母；所述开孔薄板含有溶液入口和出口。

2.如权利要求1所述的微流控声空化芯片，其特征在于，所述微流控混合芯片的制作材料为光固化树脂或聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或聚二甲基硅氧烷(pdms)。

3.如权利要求1所述的微流控声空化芯片，其特征在于，所述压电陶瓷的谐振频率范围为20-100khz。

4.如权利要求1所述的微流控声空化芯片，其特征在于，所述入口和出口的内径范围为400-3000μm，深度范围为0.5-5mm；所述蛇形混合通道的宽度范围为50-1000μm，深度范围为50-1000μm；所述夹持固定组件中的开孔薄板和配合薄板的厚度范围为3-15mm。

5.一种制备不同粒径脂质体的方法，利用如权利要求1-4任一项所述微流控声空化芯片，其特征在于，包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的制备不同粒径脂质体的方法，其特征在于，所述功率放大器的激励电压放大倍数为50倍。

7.如权利要求5所述的制备不同粒径脂质体的方法，其特征在于，脂质体辅料中的主要辅料包括磷脂、胆固醇和n-(羰基－甲氧基聚乙二醇2000)-1,2-二硬酯酰-sn-甘油-3-磷酰乙醇胺(dspe-mpeg2000)；所述磷脂包括二棕榈酰磷脂酰胆碱(dppc)、二硬脂酰基磷脂酰胆碱(dspc)、二肉豆蔻酰基卵磷脂(dmpc)、二油酰基卵磷脂(dopc)、蛋黄卵磷脂或大豆卵磷脂(lecithin)中的一种或多种。

8.如权利要求5所述的制备不同粒径脂质体的方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇或异丙醇。

9.如权利要求5所述的制备不同粒径脂质体的方法，其特征在于，所述缓冲液为pbs缓冲液、hepes缓冲液或tris缓冲液。

技术总结
本发明提供一种微流控声空化芯片及其制备不同粒径脂质体的方法。微流控声空化芯片包括微流控混合芯片、密封软膜、压电陶瓷、电极、夹持固定组件；所述微流控混合芯片含有缓冲液入口、脂质有机溶液入口、蛇形混合通道、脂质体溶液出口；所述蛇形混合通道位于微流控混合芯片的一侧且通过密封软膜进行密封；所述夹持固定组件包括开孔薄板、配合薄板、螺栓螺母；所述开孔薄板含有溶液入口和出口。本发明的微流控声空化芯片能够在不改变流率比和微通道结构的条件下对脂质体进行精准的粒径调控，可以快速地制备不同粒径的脂质体，能够满足生物医药领域对脂质体药物粒径分布的多样化需求。

技术研发人员：陈泽宇,单晗,陈翔,赵爽,孙琪
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8