CN104841300B - 一种离心微流控乳化装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心微流控乳化装置及其方法，其中所述离心微流控乳化装置包括微流控外壳、内置在所述微流控外壳内腔中的微流控芯片和驱动所述微流控芯片在微流控外壳内腔旋转的动力装置，所述微流控芯片为一圆状盘体，其内部设置有内相存储池，微流控芯片的上部开设有内相入口且所述内相入口与所述内相存储池连通，微流控芯片内的内相存储池与微流控芯片圆周外侧壁之间均匀开设有多个微通道，所述微流控芯片外侧壁与微流控外壳内侧壁之间设置有外相存储池和用于收集乳化液的收集池，所述微流控芯片上设置的微通道为单层或多层设置，所述微流控外壳内腔内设置有一个或多个微流控芯片。该种离心微流控乳化装置及其方法具有乳化效率高、乳化质量稳定、乳化质量好、设备结构简单、生产成本低等现有技术所不具备的优点。

Description

一种离心微流控乳化装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种微流控技术应用领域，特别是一种离心微流控乳化装置及其方法。

背景技术

乳化是一种液体以极微小液滴均匀地分散在互不相溶的另一种液体中的作用，所形成的的混合物称为乳状液（或称乳化体），其中被分散的一相称作分散相或内相（不连续相）；另一相则称作分散介质或外相（连续相）。乳化技术广泛地应用在我们日常生活的各个领域，比如食品、化工、化妆品、制药和染料等。

乳状液的稳定性和乳状液的成分以及微液滴的大小（分散性）有很大的关系。由于乳化过程中产生大量的微小液滴，因此比表面积增加非常多，乳化过程需要外界能量的输入。最常用的方法是机械搅拌，这种方法简单，速度快，但是产生的液滴比较粗糙，分散性不好。

微流控是一种利用微尺寸结构限制流体，可以精密的控制流体的流动；当两相（内相和外相）不相溶的液体在微流控通道中相遇时，由于界面张力的作用，内相液体会形成微小的液滴分散在外相中形成乳状液。微流控乳化技术对乳化物质的成分挑剔性小，适用于形成单乳状液（水包油或者油包水）和多乳状液（水包油包水，油包水包油等）；产生的微液滴非常均匀，粒径分布范围可以达到1%；液滴粒径大小可控，可以通过控制液体的流速，流速比，粘度和界面张力等因素得到相应尺寸的液滴。但是这种技术的缺点是所需设备复杂和乳化量小，因此达不到工业量产要求。

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新的技术方案以解决现有技术的问题，能够让微流控乳化更好的应用在实际生产中，提高乳化效率和速度。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种离心微流控乳化装置及其方法，解决了现有的微流控设备结构复杂、乳化效率低下等技术缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种离心微流控乳化装置，包括微流控外壳、内置在所述微流控外壳内腔中的微流控芯片和驱动所述微流控芯片在微流控外壳内腔旋转的动力装置，所述微流控芯片为一圆状盘体，其内部设置有内相存储池，微流控芯片的上部开设有内相入口且所述内相入口与所述内相存储池连通，微流控芯片内的内相存储池与微流控芯片圆周外侧壁之间均匀开设有多个微通道，所述微流控芯片外侧壁与微流控外壳内侧壁之间设置有外相存储池和用于收集乳化液的收集池。

作为上述技术方案的改进，所述微流控芯片上设置的微通道为单层或多层设计结构。

作为上述技术方案的进一步改进，所述微流控外壳内腔内设置有一个或多个微流控芯片。

作为上述技术方案的进一步改进，所述内相存储池为微流控芯片内部轴向由中心向周围延伸且圆周对称的中空区域，内相存储池与上述的内相入口连通。

一种离心微流控乳化方法，在微流控的内相存储池和外相存储池中分别注入内相溶液和外相溶液，启动动力装置，动力装置驱动微流控芯片圆周旋转，微流控芯片内的内相存储池存储的内相溶液在离心力作用下从微通道流出被乳化，同时进入外相存储池中的外相溶液中形成乳化溶液，乳化好的溶液进入收集池中被收集。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种离心微流控乳化装置及其方法，该种微流控装置采用微流控芯片通过旋转离心力达到乳化的目的，不仅设备结构大为简化，容易生产，同时也大幅度提高了微流控装置乳化的效率，经济效益有效提升；由于采用圆形的微流控芯片通过离心力进行乳化，乳化更加均匀、乳化质量更好；该种微流控的微通道通过同一驱动源驱动，可提升乳化速度和节约空间。该种离心微流控乳化装置及其方法，解决了现有的微流控设备结构复杂、乳化效率低下等技术缺陷。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明装配示意图；

图2是本发明的剖切结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合，参照图1、图2。

一种离心微流控乳化装置，包括微流控外壳1、内置在所述微流控外壳1内腔中的微流控芯片2和驱动所述微流控芯片2在微流控外壳1内腔旋转的动力装置，所述微流控芯片2为一圆状盘体，其内部设置有内相存储池3，微流控芯片2的上部开设有内相入口21且所述内相入口21与所述内相存储池3连通，微流控芯片2内的内相存储池3与微流控芯片2圆周外侧壁之间均匀开设有多个微通道4，所述微流控芯片2外侧壁与微流控外壳1内侧壁之间设置有外相存储池5和用于收集乳化液的收集池6。

优选地，所述微流控芯片2上设置的微通道4为单层或多层设计结构。

优选地，所述微流控外壳1内腔内设置有一个或多个微流控芯片2。

优选地，所述内相存储池3为微流控芯片2内部轴向由中心向周围延伸且圆周对称的中空区域，内相存储池3与上述的内相入口21连通。

在应用该种微流控装置时，在内相存储池3、外相存储池5中分别注入内相溶液和外相溶液，微流控芯片2在动力装置的驱动作用下旋转，内相溶液在离心力作用下从微通道4进入到外相存储池5中并与外相溶液乳化。由于离心力的大小可通过控制动力装置驱动微流控芯片2的转速实现操控，乳化液滴大小一致，乳化效果比起现有技术更好。

本发明还提供了一种离心微流控乳化方法，在微流控的内相存储池3和外相存储池5中分别注入内相溶液和外相溶液，启动动力装置，动力装置驱动微流控芯片2圆周旋转，微流控芯片2内的内相存储池3存储的内相溶液在离心力作用下从微通道4乳化流出并进入外相存储池5中的外相溶液中形成乳化溶液，乳化好的溶液进入收集池6中被收集。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (1)

1.一种离心微流控乳化方法，其特征在于，所述的乳化方法使用了一种离心微流控乳化装置，所述的装置包括微流控外壳(1)、内置在所述微流控外壳(1)内腔中的微流控芯片(2)和驱动所述微流控芯片(2)在微流控外壳(1)内腔旋转的动力装置，所述微流控芯片(2)为一圆状盘体，其内部设置有内相存储池(3)，所述内相存储池(3)为微流控芯片(2)内部轴向由中心向周围延伸且圆周对称的中空区域，微流控芯片(2)的上部开设有内相入口(21)且所述内相入口(21)与所述内相存储池(3)连通，微流控芯片(2)内的内相存储池(3)与微流控芯片(2)圆周外侧壁之间均匀开设有多个微通道(4)，所述微流控芯片(2)外侧壁与微流控外壳(1)内侧壁之间设置有外相存储池(5)和用于收集乳化液的收集池(6)，所述微流控芯片(2)上设置的微通道(4)为单层或多层设计结构；所述微流控外壳(1)内腔内设置有一个或多个微流控芯片(2)；所述内相存储池(3)与所述内相入口(21)连通；

所述的乳化方法具体是，在微流控的内相存储池(3)和外相存储池(5)中分别注入内相溶液和外相溶液，启动动力装置，动力装置驱动微流控芯片(2)圆周旋转，微流控芯片(2)内的内相存储池(3)存储的内相溶液在离心力作用下从微通道(4)流出被乳化，同时进入外相存储池(5)中的外相溶液中形成乳化溶液，乳化好的溶液进入收集池(6)中被收集。