CN103949198A - 集成式晶胶介质连续成形装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种集成式晶胶介质连续成形装置，该装置中样品罐组包括多个样品罐，内设有温度传感器；蠕动泵组包括至少两个蠕动泵，蠕动泵通过管道与样品罐连接；微通道反应器通过泵管与蠕动泵连接；收集罐通过管道与微通道反应器连接，该收集罐置于恒低温体中，内设有温度传感器；搅拌器设置在该收集罐上方，对收集罐中的液体进行搅拌；控制器包括单片机，以及与该单片机连接的蠕动泵控制电路、温控电路和显示控制电路，蠕动泵控制电路与蠕动泵组连接，温控电路与样品罐和收集罐中的温度传感器连接，显示控制电路连接一触摸显示屏。本发明可实现晶胶介质的连续半自动制备，满足了大规模制备和工业应用的需求。

Description

集成式晶胶介质连续成形装置

技术领域

本发明涉及晶胶介质成形装置，特别是涉及一种集成式晶胶介质连续成形装置。

背景技术

尺寸均一的微米级或纳米级的载体颗粒或介质颗粒在新药筛选、生化分离、医学检测、基因治疗、药物控释等许多领域有重要应用，近几年国内外的需求迅速增加。但由于微纳米粒的特殊性，粒径分布的控制及大小均一性问题，一直是一个需要解决的难题。而利用微通道可制备出单分散性好、粒径和形态可控的晶胶介质在实验中已得到广泛的应用。但现有实验室制作晶胶介质系统主要采用组装离散式的，不仅操作起来没有系统性，而且操作很不方便，同时不能实现制备晶胶介质的大规模连续制备。

发明内容

本发明的目的在于对现有的实验室制作晶胶介质的系统进行改进，设计和制作出一个整体式的微通道晶胶介质成形装置，实现晶胶介质的连续半自动制备，满足大规模制备和工业应用的需求。

为达上述目的，本发明提供了一种集成式晶胶介质连续成形装置，包括：

样品罐组，包括多个样品罐，盛装试验溶液，样品罐内设有温度传感器；

蠕动泵组，包括至少两个蠕动泵，蠕动泵通过管道与样品罐连接；

微通道反应器，通过泵管与蠕动泵连接；

收集罐，通过管道与微通道反应器连接，该收集罐置于恒低温体中，该收集罐中设有温度传感器；

搅拌器，设置在该收集罐上方，对收集罐中的液体进行搅拌；

控制器，包括单片机，以及与该单片机连接的蠕动泵控制电路、温控电路和显示控制电路，蠕动泵控制电路与蠕动泵组连接，温控电路与样品罐和收集罐中的温度传感器连接，显示控制电路连接一触摸显示屏。

本发明所述的装置中，该微通道反应器包括上盖板、封装隔板和反应板，其中上盖板和反应板为304不锈钢板，封装隔板为惰性聚合物pp板。

本发明所述的装置中，所述恒低温体为装满酒精的酒精桶，该酒精桶置于装有干冰的泡沫桶中。

本发明所述的装置中，所述蠕动泵上设有减震装置。

本发明的有益效果是：该装置将现有的离散性实验设备进行集成并引入单片机控制系统，采用蠕动泵实现连续的液体输送，实现了晶胶介质连续成形以及实验过程的自动控制，能很好地满足晶胶介质大规模制备，并为工业应用的需求提供了可能性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例集成式晶胶介质连续成形装置的结构示意图。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

本发明实施例的集成式晶胶介质连续成形装置将现有的离散化的实验装置进行集成，并实现晶胶介质的半自动连续成形。

本发明的集成式晶胶介质连续成形装置包括：

样品罐组10，包括多个样品罐，盛装试验溶液（如水相，油相，单体溶液和催化剂），样品罐内设有温度传感器70；蠕动泵组20，包括至少两个蠕动泵，蠕动泵通过管道与样品罐连接；样品罐组10和蠕动泵组20根据需要设置样品罐的个数和蠕动泵的个数。蠕动泵主要包括泵管、蠕动泵泵头、步进电机、步进电机驱动器、联轴器、控制电路以及泵头、步进电机支撑板等固定装置。本发明的一个实施例中还可在蠕动泵上设置减震装置，以减轻电机的震动。样品罐组10和蠕动泵组20能够为微通道提供稳定、无脉动、流量准确的流动相。

微通道反应器30，通过泵管与蠕动泵连接；反应板上设有多个板载微通道。本发明的微通道反应器30包括密封板、盖板及基板，其中上盖板和反应板可选用304不锈钢板，封装隔板选用惰性聚合物pp板。在反应板上加工出可进行流体聚焦的“十”字交叉对冲微通道、“T”型微通道或者“Y”型微通道，其中微通道截面为矩形。将上盖板、封装隔板加盖到基板上即形成板载微通道结构，该板载微通道结构利用流体聚焦技术成滴，形成的微滴尺寸均一，经结晶致孔和聚合反应形成的晶胶微球，其粒径分布窄，粒径大小通过油水相的流动进行调节，实现了晶胶微球颗粒的可控制备。

收集罐40，通过管道与微通道反应器30连接，该收集罐40置于恒低温体中，该收集罐40中设有温度传感器70；将收集罐置于恒低温体中的目的是保证收集罐中的液体温度在-19℃。为了实现这个目的，本发明的一个实施例采用物理方法，将导热性能优良的收集罐的罐身浸泡在装满酒精的酒精桶中，再将酒精桶放置在装有干冰的泡沫箱中，通过干冰挥发吸热来降低酒精桶中的酒精温度，同时通过热传递将收集罐中的液体温度减低并保持在-19℃。

搅拌器50，设置在该收集罐40上方，对收集罐40中的液体进行搅拌；通过单独的搅拌器对收集罐里面的液体进行搅拌，防止制成的晶胶介质在收集罐中粘结在一起，并且搅拌能使晶胶介质表面更加蓬松，形状更加规则。

控制器60，包括单片机，以及与该单片机连接的蠕动泵控制电路、温控电路和显示控制电路，蠕动泵控制电路与蠕动泵组20连接，温控电路与样品罐和收集罐中的温度传感器70连接，显示控制电路连接一触摸显示屏。对于蠕动泵的控制与温度检测都可由同一个单片机完成，本发明中选择采用STC12C5A60S单片机。

蠕动泵控制电路主要包括步进电机驱动模块、步进电机控制模块、人机界面及供电电源；步进电机驱动模块主要实现单片机对步进电机的控制要求，步进电机控制模块主要完成参数输入、参数显示以及对驱动部分的控制等功能；步进电机的电源由步进电机驱动器提供，而步进电机驱动器的电源由外部电源经过变压、整流、稳压后提供。

该集成式晶胶介质成形装置按照晶胶微球制作的工艺流程实现相应功能，同时通过液晶显示触摸屏实现人机交换，运用液晶触摸屏界面来实现参数设置、功能设定、数据检测，紧急制动等工作，从而实现整个成形装置的半自动化和智能化。

温度传感器实时检测样品罐中的待泵送液体和收集罐中液体的温度，由于温度范围为-100℃到50℃之间，温度传感器可采用PT100热电偶，该热电偶的温度范围是-200℃到500℃之间，满足温度设计要求。

本发明实施例的集成式晶胶介质连续成形装置在工作时，首先将蠕动泵泵管与微通道连接，然后开启设备电源，显示屏上显示进入工作界面。然后将温度传感器（如热电偶）放到装有液体的不锈钢收集罐中，测量不锈钢收集罐中的液体温度，温度值会显示在屏幕上。可以通过打开恒低温体上的聚四氟乙烯塞子（恒低温体中充填泡沫用来隔离和保温），填塞干冰来调节温度。将另一个温度传感器（如热电偶）放入样品罐中测量试验溶液温度，温度值亦会显示在屏幕上。通过触摸显示屏设定好速度和转向等参数，开启两个蠕动泵，进行晶胶介质的造粒过程，造粒过程中要使用搅拌器对液体进行搅拌。造粒过程中，本发明可通过微通道反应器的微通道对微量液体或样品进行微观尺度上的监视和控制。造粒完毕时，将两个蠕动泵停止，将微通道移开，取出不锈钢收集罐中的不锈钢桶，进行低温保温。本发明可以实现晶胶介质的连续半自动制备，满足大规模制备和工业应用的需求，具有重要的现实意义和广阔的应用前景。

本发明在基于微流控技术仪器典型结构的基础上，结合晶胶介质的制作工艺流程和微通道造粒系统的功能，将现有的实验室制作晶胶介质的系统进行改进。本发明改善了目前国内离散式的晶胶介质成形的实验条件，解决了液体微量、稳定和连续泵送的问题，研制了规模化生产的方法。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种集成式晶胶介质连续成形装置，其特征在于，包括：

样品罐组，包括多个样品罐，盛装试验溶液，样品罐内设有温度传感器；

蠕动泵组，包括至少两个蠕动泵，蠕动泵通过管道与样品罐连接；

微通道反应器，通过泵管与蠕动泵连接；

收集罐，通过管道与微通道反应器连接，该收集罐置于恒低温体中，该收集罐中设有温度传感器；

搅拌器，设置在该收集罐上方，对收集罐中的液体进行搅拌；

控制器，包括单片机，以及与该单片机连接的蠕动泵控制电路、温控电路和显示控制电路，蠕动泵控制电路与蠕动泵组连接，温控电路与样品罐和收集罐中的温度传感器连接，显示控制电路连接一触摸显示屏。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该微通道反应器包括上盖板、封装隔板和反应板，其中上盖板和反应板为304不锈钢板，封装隔板为惰性聚合物pp板。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述恒低温体为装满酒精的酒精桶，该酒精桶置于装有干冰的泡沫桶中。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蠕动泵上设有减震装置。