CN104549585A - 一种微流控芯片及使用其制备纳米胶囊的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微流控芯片，包括：第一通道：所述第一通道上顺流依次分布有第一节点，第二节点，和第三节点，所述第一通道自第三节点之后分成第一子通道和第二子通道；第一子通道和第二子通道相交于第四节点合流成第八通道；第二通道和第三通道：所述第二通道和第三通道分布于第一通道两侧，并与第一通道通过第一节点连通；第四通道和第五通道：所述第四通道和第五通道分布于第一通道两侧，并与第一通道通过第二节点连通；第六通道：所述第六通道在第四节点与第一子通道、第二子通道和第八通道连通。本发明提供的微流控芯片具有多级结构，能够制备具有多级核壳结构的空心纳米颗粒，实现对不同药物进行包载的可能。
Description
技术领域
本发明属于微流控芯片制备领域，涉及一种微流控芯片及使用其制备纳米胶囊的方法，所述微流控芯片具有多级结构，能够可控合成结构稳定的通用型功能纳米胶囊，用于纳米运输系统的构建。
背景技术
当前，纳米输运系统发展迅速。纳米颗粒作为载体将药物运送到特定细胞或运载显像剂辅助成像的技术在很大程度上提高了疾病疗效、降低了药物及佐剂的毒性、实现了诊疗一体的构想。纳米技术在疾病诊断、治疗、预后判断等方面应用日趋广泛。
目前针对于药物或其他的分子的包载递送通常需要针对不同理化性质的药物分子设计不同的载体来实现。常用的制备与包载策略主要有三类：①针对于疏水性的小分子化合物，通常使用两亲性聚合物分子自组装，纳米共沉淀等方法进行聚合物型功能性纳米载体的构建；②对于电性不明显的小分子水溶性化合物，通常使用脂质囊泡主动、被动装载的方法进行载体的构建；③对于带电分子，通常使用电荷相反的高分子化合物或无机带电纳米颗粒进行静电自组装的方法进行纳米载体的构建。
上述常规制备方法中，载体设计因需要而定，变化较多，操作上具有复杂的合成步骤和程序，反应条件不易控，材料仪器依赖性高，所合成的颗粒粒径不均一，批间重复性差，无法实现对不同物质的通用型包载。
为了提升实验条件的可控性以及提高实验装置的集成性，微流控平台被引入其中进行纳米颗粒的快速合成。利用微流控芯片，操作人员可以精确操控微通道内的流体和反应条件，有利于纳米载体的高通量合成与构建。
CN103878039A公开了一种微流控芯片、使用其合成功能纳米颗粒的方法及应用。但其公开的微流控芯片只有两级结构，合成得到的纳米颗粒为实心结构，无法满足现有技术对空心纳米颗粒的制备需求。
因此，本领域亟待开发一种新的微流控芯片，其能够制备得到空心的纳米颗粒，从而获得多级结构的纳米颗粒。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种微流控芯片，所述微流控芯片具有多级结构，能够可控合成结构稳定的通用型功能纳米胶囊。
本发明所述的微流控芯片包括：
第一通道100：所述第一通道100上顺流依次分布有第一节点101，第二节点102，和第三节点103，所述第一通道100自第三节点103之后分成第一子通道110和第二子通道120；第一子通道110和第二子通道120相交于第四节点104合流成第八通道130；
第二通道200和第三通道300：所述第二通道200和第三通道300分布于第一通道100两侧，并与第一通道100通过第一节点101连通；
第四通道400和第五通道500：所述第四通道400和第五通道500分布于第一通道100两侧，并与第一通道100通过第二节点102连通；
第六通道600：所述第六通道600在第四节点104与第一子通道110、第二子通道120和第八通道130连通。
优选地，本发明所述第八通道130的排布为螺旋型结构、直线型结构、矩形波结构、圆形串珠结构、菱形串珠结构中的任意1种。
优选地，本发明所述第一通道100具有一个独立入口。
优选地，本发明所述第二通道200具有一个独立入口。
优选地，本发明所述第三通道300具有一个独立入口。
优选地，本发明所述第四通道400具有一个独立入口。
优选地，本发明所述第五通道500具有一个独立入口。
优选地，本发明所述第六通道600具有一个独立入口。
优选地，本发明所述第八通道130具有唯一的独立出口。
优选地，本发明所述第二通道200和第三通道300具有同一个入口。
优选地，本发明所述第四通道400和第五通道500具有同一个入口。
本发明目的之二是提供一种使用目的之一所述微流控芯片制备纳米胶囊的方法，所述方法为按流体流向，向第一通道100内通入水溶性待包载物，向第二通道200和第三通道300内通入高分子聚合物的有机溶液，向第四通道400和第五通道500内通入水性溶剂；向第六通道600内通入两亲性分子。
优选地，所述高分子聚合物有机溶液中溶解有脂溶性待包载物。
当所述高分子聚合物有机溶液不含有脂溶性待包载物时，本发明所述微流控芯片制备纳米胶囊的方法制备得到的纳米胶囊具有核壳结构，核内为水溶性待包载物，壳体为高分子聚合物。
当所述高分子聚合物有机溶液中含有脂溶性待包载物时，本发明所述微流控芯片制备纳米胶囊的方法制备得到的纳米胶囊具有核壳结构，核内为水溶性待包载物，壳体为含有脂溶性待包载物的高分子聚合物。
当本装置被用于成像用纳米颗粒的制备时，可将所需荧光分子根据其溶解性，从适当入口通入，或者直接使用与荧光分子共价连接的高聚物分子或两亲性分子，从而获得具有荧光的纳米颗粒。
优选地，所述方法添加有荧光分子；当所述荧光分子为水溶性时，从第一通道100加入；当所述荧光分子为油溶性时，从第二通道200或第三通道300加入。
或者，将所述高分子聚合物进行荧光分子改性，从第二通道200或第三通道300加入。
或者，将两亲性分子进行荧光分子改性，从第六通道600或第三通道300加入。
本发明所述水溶性待包载物包括水溶性无机盐、水溶性有机小分子、水溶性高分子聚合物、核酸、水溶性蛋白质、水溶性纳米颗粒中的任意1种或至少2种的组合。
本发明所述高分子聚合物选自聚乳酸、聚羟基乙酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯中的任意1种或至少2种的组合，优选聚丙烯腈和/或聚羟基烷酸酯。
本发明所述有机溶液为能与水以任意比例混溶的有机溶剂，优选甲醇、乙醇、丙酮、三氟乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、羟基丙酸、乙二醇或甘油中的任意1种或至少2种的组合。
本发明所述水性溶剂选自去离子水、一次蒸馏水、二次蒸馏水或三次蒸馏水中的任意1种或至少2种的组合，优选三次蒸馏水。
本发明所述两亲性分子为磷脂分子和/或表面活性剂；优选自氢化大豆磷脂、蛋黄卵磷脂、二棕榈酰磷脂酰胆碱、1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰胆碱、二油酰基磷脂酰胆碱、二硬脂酰基磷脂酰胆碱、二芥酰磷脂酰甘油、1,2-棕榈酰磷脂酰甘油、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺、二芥酰基磷脂酰乙醇胺、二棕榈酰基磷脂酰丝氨酸、二油酰基磷脂酰丝氨酸、二肉豆蔻酰磷脂酸、二硬脂酰磷脂酸、硬脂酰溶血卵磷脂、DOTAP、十八胺、吐温、聚乙二醇、生物素、荧光素中的任意1种或至少2种的组合。
本发明的目的之三是提供一种由目的之二所述的方法制备得到的纳米胶囊，所述纳米胶囊为颗粒完好的中空纳米胶囊。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明提供的微流控芯片具有多级结构，能够制备具有多级核壳结构的空心纳米颗粒，实现对不同药物(如水溶性药物和脂溶性药物)进行包载的可能；
(2)制备得到的纳米颗粒具有多级结构，形貌均一，颗粒完好，结构稳定，可以包覆不同药物，不需要针对不同的药物设计不同的材料和体系，为普适型纳米胶囊；
(3)本发明提供的利用微流控芯片制备纳米颗粒的成本低廉，集成化高，简单易操作。
附图说明
图1为实施例1提供的微流控芯片的结构示意图；
图2为实施例2提供的微流控芯片的结构示意图；
图3为实施例3提供的微流控芯片的结构示意图；
图4为实施例4提供的微流控芯片的结构示意图；
图5为实施例5提供的微流控芯片的结构示意图；
图6为实施例6提供的微流控芯片的结构示意图；
图7为实施例7提供的微流控芯片的结构示意图；
图1～图7中：
100-第一通道，200-第二通道，300-第三通道，400-第四通道，500-第五通道，600-第六通道；
101-第一节点，102-第二节点，103-第三节点，104-第四节点；
110-第一子通道，120-第二子通道，130-第八通道；
图8为实验例1制备得到的纳米胶囊的透射电子显微镜图片；
图9为实验例2制备得到的纳米胶囊的透射电子显微镜图片；
图10为实验例3制备得到的纳米胶囊的透射电子显微镜图片；
图11为实验例4制备得到的纳米胶囊的透射电子显微镜图片；
图12为实验例5制备得到的纳米胶囊的透射电子显微镜图片；
图13为实验例6制备得到的纳米胶囊的透射电子显微镜图片；
图14为应用例1的细胞荧光图片；
图15为应用例2的细胞荧光图片。
具体实施方式
接下来，详述本发明的具体实施方式。
微流控芯片的制作工艺是目前比较成熟的技术，本领域的技术人员可以根据其具有的专业知识选择合适的工艺实现，比如可以通过模具在基质材料上制作出有微流控通道的片层，然后将所述片层的有微流控通道的一面与底部封接基片紧密贴合即形成所述微流控芯片；或者通过刻蚀工艺在基质材料上制作出有微流控通道的片层，然后将所述片层的有微流控通道的一面与底部封接基片紧密贴合即形成所述微流控芯片；根据需要可以在合适的位置打孔，使微流控通道与外界连通即可。
其中，所述基质材料可使用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)或聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)等；底部封接基片可使用玻璃、PMMA、PDMS、PC或硅片等。所述微流控芯片上的通道可通过塑料管等与注射器相连，液体流速由与注射器连接的注射泵控制。
为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本领域技术人员将会理解，以下实施例仅为本发明的优选实施例，以便于更好地理解本发明，因而不应视为限定本发明的范围。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所用的实验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂厂商购买得到的。
实施例1
一种微流控芯片，如图1(图1为实施例1提供的微流控芯片的结构示意图)所示，包括：第一通道100、第二通道200、第三通道300、第四通道400、第五通道500、第六通道600和第八通道130；所述第八通道130为双螺旋型结构；所述第一通道100、第二通道200、第三通道300、第四通道400、第五通道500、第六通道600均分别具有一个独立入口，所述第八通道130具有唯一的独立出口；
其中，第二通道200和第三通道300分布于第一通道100两侧，并与第一通道100相交贯通于第一节点101；第四通道400和第五通道500分布于第一通道100两侧，并与第一通道100相交贯通于第二节点102；
第一通道100自第三节点103之后分成第一子通道110和第二子通道120，第一子通道110和第二子通道120与第六通道600相交贯通与第四节点104；第四节点104之后还相连贯通有第八通道130。
作为实施例1的一种使用方式，第一通道100可以通入水溶性待包载物，第二通道200和第三通道300可以通入高分子聚合物的有机溶液，两者在第一节点101相遇混合实现第一层高分子聚合物对水溶性待包载物的包覆；随后继续前行至第二节点102与第四通道400和第五通道500通入的水性溶剂相遇，包覆有水溶性待包载物的高分子聚合物析出形成纳米颗粒；随后继续前行至第三节点103被分为第一子通道110和第二子通道120两股，并在第四节点104合流，同时与第六通道600通入的两亲性分子混合，进入第八通道130，并在其中自组装获得由内至外依次为水溶性待包载物、高分子聚合物和两亲性分子的核壳型纳米胶囊。
在本实施方式中，第二通道200和第三通道300通入的高分子聚合物的有机溶液中可以溶解脂溶性待包载物，由此获得由内至外依次为水溶性待包载物、混合有脂溶性待包载物的高分子聚合物和两亲性分子的核壳型纳米胶囊，从而实现对不同药物包载的可能。
在本实施方式中，所述水溶性待包载物包括水溶性无机盐、水溶性有机小分子、水溶性高分子聚合物、核酸、水溶性蛋白质、水溶性纳米颗粒中的任意1种或至少2种的组合。
所述高分子聚合物选自聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚己内酯(PCL)等，聚丙烯腈(PAN)，聚羟基烷酸酯(PHA)中的任意1种或至少2种的组合，优选聚丙烯腈和/或聚羟基烷酸酯。
所述脂溶性待包载物包括脂溶性小分子、脂溶性高分子聚合物、两亲性脂溶性化合物、脂溶性蛋白质、脂溶性纳米颗粒中的任意1种或至少2种的组合；所述脂溶性纳米颗粒尺寸较小。所述两亲性脂溶性化合物包括磷脂分子和/或表面活性剂，优选氢化大豆磷脂(HSPC)、蛋黄卵磷脂(PC)、二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)、1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰胆碱(POPC)、二油酰基磷脂酰胆碱(DOPC)、二硬脂酰基磷脂酰胆碱(DSPC)、二芥酰磷脂酰甘油(DEPG)、1,2-棕榈酰磷脂酰甘油(DPPG)、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺(DSPE)、二芥酰基磷脂酰乙醇胺(DEPE)、二棕榈酰基磷脂酰丝氨酸(DPPS)、二油酰基磷脂酰丝氨酸(DOPS)、二肉豆蔻酰磷脂酸(DMPA)、二硬脂酰磷脂酸(DSPA)、硬脂酰溶血卵磷脂(S-LysoPC)、DOTAP、十八胺、吐温、聚乙二醇(PEG)、生物素、荧光素中的任意1种或至少2种的组合。
所述有机溶液为能与水以任意比例混溶的有机溶剂，优选甲醇、乙醇、丙酮、三氟乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、羟基丙酸、乙二醇或甘油中的任意1种或至少2种的组合。
所述水性溶剂选自去离子水、一次蒸馏水、二次蒸馏水或三次蒸馏水中的任意1种或至少2种的组合，优选三次蒸馏水。
所述两亲性分子为磷脂分子和/或表面活性剂；优选自氢化大豆磷脂、蛋黄卵磷脂、二棕榈酰磷脂酰胆碱、1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰胆碱、二油酰基磷脂酰胆碱、二硬脂酰基磷脂酰胆碱、二芥酰磷脂酰甘油、1,2-棕榈酰磷脂酰甘油、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺、二芥酰基磷脂酰乙醇胺、二棕榈酰基磷脂酰丝氨酸、二油酰基磷脂酰丝氨酸、二肉豆蔻酰磷脂酸、二硬脂酰磷脂酸、硬脂酰溶血卵磷脂、DOTAP、十八胺、吐温、聚乙二醇、生物素、荧光素中的任意1种或至少2种的组合。
利用本实施方式负载药物分子时，所述药物分子可以是阿霉素、紫杉醇、喜树碱、康普立停、长春新碱、甲氨蝶呤，吉西他滨中的任意1种或至少2种的组合。
将需要运载的药物与高分子聚合物溶液混合，并按照上述两种方式进行纳米颗粒的制备，从而获得核心装载药物的纳米颗粒；或者将药物与两亲性分子溶液混合，并按照上述两种方式进行纳米颗粒的制备，从而获得壳层装载药物的纳米颗粒；也可通过将不同药物分别与高分子聚合物溶液和两亲性分子溶液混合，并按照上述两种方式进行纳米颗粒的制备，从而获得同时装载不同药物的多种纳米颗粒。
当利用本实施方式制备成像用纳米颗粒，如量子点、金属纳米颗粒等时，可以根据荧光分子的溶解性，从适当通道通入，当所述荧光分子为水溶性时，从第一通道100加入，当所述荧光分子为油溶性时，从第二通道200或第三通道300加入；或者，将荧光分子与高聚物分子共价连接从第二通道200或第三通道300加入；或者，将荧光分子与两亲性分子共价连接从第六通道600加入。
其中，所述荧光分子包括罗丹明、DiD、DiO、DAPI、Cy3、Cy5、刚果红、尼罗红、苯并噻唑、钙黄绿素中的任意1种或至少2种的组合。
实施例2
一种微流控芯片，如图2(图2为实施例2提供的微流控芯片的结构示意图)所示，与实施例1提供的微流控芯片的区别仅在于第八通道130为直线型结构。
实施例3
一种微流控芯片，如图3(图3为实施例3提供的微流控芯片的结构示意图)所示，与实施例1提供的微流控芯片的区别仅在于第八通道130为矩形波结构。
实施例4
一种微流控芯片，如图4(图4为实施例4提供的微流控芯片的结构示意图)所示，与实施例1提供的微流控芯片的区别仅在于第八通道130为圆形串珠结构。
实施例5
一种微流控芯片，如图5(图5为实施例5提供的微流控芯片的结构示意图)所示，与实施例1提供的微流控芯片的区别仅在于第八通道130为菱形串珠结构。
实施例6
一种微流控芯片，如图6(图6为实施例6提供的微流控芯片的结构示意图)所示，与实施例1提供的微流控芯片的区别仅在于第二通道200和第三通道300具有同一个入口。
实施例7
一种微流控芯片，如图7(图7为实施例7提供的微流控芯片的结构示意图)所示，与实施例1提供的微流控芯片的区别仅在于第二通道200和第三通道300具有同一个入口；第四通道400和第五通道500具有同一个入口。
实验例1：包载水溶性荧光物质钙黄绿素的纳米胶囊的制备与表征
取4.55mg DPPC和0.48mg高纯胆固醇溶于2mL乙醇中，振荡50min使其混匀，得磷脂溶液。取20mg PLGA溶于6.5mL二甲基甲酰胺和3.5mL三氟乙醇的混合物中，振荡过夜使其混匀，得PLGA溶液；向PLGA溶液中加入0.016mgDOTAP。取30mg钙黄绿素溶解于2ml三次水中，构成被包载物质的水溶液。
在实施例1的微流控芯片的第一通道100入口处接装有钙黄绿素的溶液的注射器，在第二通道200与第三通道300的入口处接装有DOTAP与PLGA溶液的注射器，在第四通道400和第五通道500的入口处接装有三次水的注射器，在第六通道600的入口处接装有磷脂溶液的注射器，在第八通道130出口处接收集管。
使用注射泵控制三次水的流速20mL/h，磷脂溶液和钙黄绿素溶液的流速0.2mL/h，PLGA与DOTAP溶液流速为1mL/h，待微流控芯片中液流稳定后从第八通道130出口处收集纳米胶囊悬浮液。
取10μL实验例1得到的纳米胶囊悬浮液，滴于碳膜铜网上，静置5min后用滤纸从侧面吸去多余液体，干燥后使用透射电子显微镜进行观察，如图8(图8为实验例1制备得到的纳米胶囊的透射电子显微镜图片)所示，制备得到的纳米胶囊颗粒形态完好、成中空胶囊状。
实验例2：包载脂溶性荧光物质DiI的纳米胶囊的制备与表征
取3.74mgDLPC和0.48mg高纯胆固醇溶于2mL乙醇中，振荡20min使其混匀，得磷脂溶液。取19.5mg PLA溶于10mL二甲基亚砜中，振荡过夜使其混匀，得PLA溶液；向PLA溶液中加入0.024mg HSPC与1.5mg DiI。
在实施例2的微流控芯片的第一通道100入口处接装有三次水的注射器，在第二通道200与第三通道300的入口处接装PLA与HSPC溶液的注射器，在第四通道400和第五通道500的入口处接装三次水的注射器，在第六通道600的入口处接装磷脂溶液的注射器，在第八通道130处接收集管。
使用注射泵控制第四通道400和第五通道500三次水的流速14mL/h，磷脂溶液和第一通道100三次水的流速0.13mL/h，PLA与HSPC溶液流速为1.4ml/h，待微流控芯片中液流稳定后从第八通道130的出口收集纳米胶囊悬浮液。
取10μL上述纳米胶囊悬浮液，滴于碳膜铜网上，静置5min后用滤纸从侧面吸去多余液体，干燥后使用透射电子显微镜进行观察，如图9(图9为实验例2制备得到的纳米胶囊的透射电子显微镜图片)所示，制备得到的纳米胶囊可见颗粒形态完好、成中空胶囊状。
实验例3：包载水溶性大分子siRNA的纳米胶囊的制备与表征
取7.14mg DSPC和0.48mg高纯胆固醇溶于1.7mL甲醇中，振荡20min使其混匀，得磷脂溶液。取20mg PHA溶于6.5mL乙腈和3.5mL三氟乙醇的混合物中，振荡过夜使其混匀，得PHA溶液；向PHA溶液中加入0.018mg DOPS。取30μg siRNA溶解于0.2ml三次水中，构成被包载物质的水溶液。
在实施例3的微流控芯片的第一通道100入口处接装有siRNA的溶液的注射器，在第二通道200与第三通道300的入口处接装DOPS与PHA溶液的注射器，在第四通道400和第五通道500的入口处接装三次水的注射器，在第六通道600的入口处接装磷脂溶液的注射器，在第八通道130出口处接收集管。
使用注射泵控制三次水的流速25mL/h，磷脂溶液和siRNA溶液的流速0.8mL/h，PHA与DOPS溶液流速为4ml/h，待微流控芯片中液流稳定后从第八通道130的出口收集纳米胶囊。
取10μL上述纳米胶囊悬浮液，滴于碳膜铜网上，静置5min后用滤纸从侧面吸去多余液体。干燥后使用透射电子显微镜进行观察，如图10(图10为实验例3制备得到的纳米胶囊的透射电子显微镜图片)所示，制备得到的纳米胶囊颗粒形态完好、成中空胶囊状。
实验例4：包载表达绿色荧光蛋白的质粒的纳米胶囊的制备与表征
取6.15mg EPC和0.48mg高纯胆固醇溶于2mL苯甲醇中，振荡20min使其混匀，得磷脂溶液。取20mg PCL溶于10mL甲醇中，振荡过夜使其混匀，得PCL溶液；向PCL溶液中加入0.017mg POPC。100μg质粒溶解于0.35ml三次水中，构成被包载物质的水溶液。
在实施例4的微流控芯片的第一通道100入口处接装有质粒的溶液的注射器，在第二通道200与第三通道300的入口处接装POPC与PCL溶液的注射器，在第四通道400和第五通道500的入口处接装三次水的注射器，在第六通道600的入口处接装磷脂溶液的注射器，在第八通道130出口处接收集管。
使用注射泵控制三次水的流速17.9mL/h，磷脂溶液和质粒溶液的流速0.4mL/h，PCL与POPC溶液流速为5ml/h，待微流控芯片中液流稳定后从第八通道130出口收集纳米胶囊悬浮液。
取10μL试验例4得到的纳米胶囊悬浮液，滴于碳膜铜网上，静置5min后用滤纸从侧面吸去多余液体，干燥后使用透射电子显微镜进行观察，如图11(图11为实验例4制备得到的纳米胶囊的透射电子显微镜图片)所示，制备得到的纳米胶囊颗粒形态完好、成中空胶囊状。
试验例5：包载水溶性超小金纳米颗粒的纳米胶囊的制备与表征
取6.55mg DOPE和0.48mg高纯胆固醇溶于2mL乙腈中，振荡20min使其混匀，得磷脂溶液。取20mg PAN溶于6.5mL四氢呋喃和3.5mL三氟乙醇的混合物中，振荡过夜使其混匀，得PAN溶液；向PAN溶液中加入0.026mg DOPC。取150μg超小金纳米颗粒溶解于0.22ml三次水中，构成被包载物质的水溶液。
在实施例5的微流控芯片的第一通道100入口处接装有超小金纳米颗粒的溶液的注射器，在第二通道200与第三通道300的入口处接装DOPC与PAN溶液的注射器，在第四通道400和第五通道500的入口处接装三次水的注射器，在第六通道600的入口处接装磷脂溶液的注射器，在第八通道130的出口处接装收集管。
使用注射泵控制三次水的流速40mL/h，磷脂溶液和金颗粒溶液的流速0.8mL/h，PAN与DOPC溶液流速为10mL/h，待微流控芯片中液流稳定后从第八通道130出口收集纳米胶囊悬浮液。
取10μL上述纳米胶囊悬浮液，滴于碳膜铜网上，静置5min后用滤纸从侧面吸去多余液体，干燥后使用透射电子显微镜进行观察，如图12(图12为实验例5制备得到的纳米胶囊的透射电子显微镜图片)所示，制备得到的纳米胶囊颗粒形态完好、成中空胶囊状，超小金纳米颗粒位于胶囊内部。
实验例6：包载脂溶性超小磷钨酸纳米粒的纳米胶囊的制备与表征
取6.53mg DEPG和0.48mg高纯胆固醇溶于2mL乙醇中，振荡20min使其混匀，得磷脂溶液。取20mg PLGA溶于6.5mL二甲基甲酰胺和3.5mL三氟乙醇的混合物中，振荡过夜使其混匀，得PLGA溶液；向PLGA溶液中加入0.017mgDPPG与16.7mg磷钨酸水溶液。
在实施例6的微流控芯片的第一通道100入口处接装有三次水的注射器，在第二通道200与第三通道300的合并后的入口处接装磷钨酸，DPPG与PLGA溶液的注射器，在第四通道400和第五通道500的入口处接装三次水的注射器，在第六通道600的入口处接装磷脂溶液的注射器，在第八通道130的出口处接装收集管。
使用注射泵控制三次水的流速15mL/h，磷脂溶液和第一级溶液的流速0.2mL/h，DPPG、PLGA与磷钨酸溶液流速为1mL/h，待微流控芯片中液流稳定后从第八通道130的出口收集纳米胶囊悬浮液。
取10μL上述纳米胶囊悬浮液，滴于碳膜铜网上，静置5min后用滤纸从侧面吸去多余液体。干燥后使用透射电子显微镜进行观察，如图13(图13为实验例6制备得到的纳米胶囊的透射电子显微镜图片)所示，制备得到的纳米胶囊颗粒形态完好、成中空胶囊状，细小的磷钨酸纳米颗粒位于胶囊的壳层中。
应用例1：荧光纳米颗粒用于细胞的成像
利用实验例1制备的荧光纳米颗粒进行细胞的荧光标记。将实验例1制备的荧光纳米颗粒与MCF-7细胞共孵育1h，用激光共聚焦拍摄其荧光情况。如图14所示，细胞内被绿色荧光标记(图14为应用例1的细胞荧光图片)。
应用例2：包载表达绿色荧光蛋白的质粒的纳米胶囊用于荧光细胞的构建
取实验例4制备所得带有质粒的纳米胶囊与细胞共同孵育，72h后，观察细胞荧光。如图15所示，细胞内绿色荧光有表达(图15为应用例2的细胞荧光图片)。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种微流控芯片，包括：
第一通道(100)：所述第一通道(100)上顺流依次分布有第一节点(101)，第二节点(102)，和第三节点(103)，所述第一通道(100)自第三节点(103)之后分成第一子通道(110)和第二子通道(120)；第一子通道(110)和第二子通道(120)相交于第四节点(104)合流成第八通道(130)；
第二通道(200)和第三通道(300)：所述第二通道(200)和第三通道(300)分布于第一通道(100)两侧，并与第一通道(100)通过第一节点(101)连通；
第四通道(400)和第五通道(500)：所述第四通道(400)和第五通道(500)分布于第一通道(100)两侧，并与第一通道(100)通过第二节点(102)连通；
第六通道(600)：所述第六通道(600)在第四节点(104)与第一子通道(110)、第二子通道(120)和第八通道(130)连通。
2.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述第八通道(130)的排布为螺旋型结构、直线型结构、矩形波结构、圆形串珠结构、菱形串珠结构中的任意1种。
3.如权利要求1或2所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一通道(100)具有一个独立入口；
优选地，所述第二通道(200)具有一个独立入口；
优选地，所述第三通道(300)具有一个独立入口；
优选地，所述第四通道(400)具有一个独立入口；
优选地，所述第五通道(500)具有一个独立入口；
优选地，所述第六通道(600)具有一个独立入口；
优选地，所述第八通道(130)具有唯一的独立出口。
4.如权利要求1或2所述的微流控芯片，其特征在于，所述第二通道(200)和第三通道(300)具有同一个入口。
5.如权利要求1或2所述的微流控芯片，其特征在于，所述第四通道(400)和第五通道(500)具有同一个入口。
6.一种使用权利要求1～5所述微流控芯片制备纳米胶囊的方法，其特征在于，按流体流向，向第一通道(100)内通入水溶性待包载物，向第二通道200)和第三通道(300)内通入高分子聚合物的有机溶液，向第四通道(400)和第五通道(500)内通入水性溶剂；向第六通道(600)内通入两亲性分子。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述高分子聚合物有机溶液中溶解有脂溶性待包载物。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法添加有荧光分子；当所述荧光分子为水溶性时，从第一通道(100)加入；当所述荧光分子为油溶性时，从第二通道(200)或第三通道(300)加入；
或者，将所述高分子聚合物进行荧光分子改性，从第二通道(200)或第三通道(300)加入；
或者，将两亲性分子进行荧光分子改性，从第六通道(600)或第三通道(300)加入。
9.如权利要求6～8之一所述的方法，其特征在于，所述水溶性待包载物包括水溶性无机盐、水溶性有机小分子、水溶性高分子聚合物、核酸、水溶性蛋白质、水溶性纳米颗粒中的任意1种或至少2种的组合；
优选地，所述高分子聚合物选自聚乳酸、聚羟基乙酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯中的任意1种或至少2种的组合，优选聚丙烯腈和/或聚羟基烷酸酯；
优选地，所述脂溶性待包载物包括脂溶性小分子、脂溶性高分子聚合物、两亲性脂溶性化合物、脂溶性蛋白质、脂溶性纳米颗粒中的任意1种或至少2种的组合；
优选地，所述有机溶液为能与水以任意比例混溶的有机溶剂，优选甲醇、乙醇、丙酮、三氟乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、羟基丙酸、乙二醇或甘油中的任意1种或至少2种的组合；
优选地，所述水性溶剂选自去离子水、一次蒸馏水、二次蒸馏水或三次蒸馏水中的任意1种或至少2种的组合，优选三次蒸馏水；
优选地，所述两亲性分子为磷脂分子和/或表面活性剂；优选自氢化大豆磷脂、蛋黄卵磷脂、二棕榈酰磷脂酰胆碱、1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰胆碱、二油酰基磷脂酰胆碱、二硬脂酰基磷脂酰胆碱、二芥酰磷脂酰甘油、1,2-棕榈酰磷脂酰甘油、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺、二芥酰基磷脂酰乙醇胺、二棕榈酰基磷脂酰丝氨酸、二油酰基磷脂酰丝氨酸、二肉豆蔻酰磷脂酸、二硬脂酰磷脂酸、硬脂酰溶血卵磷脂、DOTAP、十八胺、吐温、聚乙二醇、生物素、荧光素中的任意1种或至少2种的组合；
优选地，所述荧光分子选自罗丹明、DiI、DiD、DiO、DAPI、Cy3、Cy5、刚果红、尼罗红、苯并噻唑、钙黄绿素中的任意1种或至少2种的组合。
10.一种由权利要求6～9之一所述的方法制备得到的纳米胶囊，其特征在于，所述纳米胶囊为颗粒完好的中空纳米胶囊。
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