CN106916321A - 一种油包水连续相、其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物技术领域,特别涉及一种油包水连续相、其制备方法。该种连续相包含:两种或两种以上可交联固化组分和一种或多种乳化剂。由于本发明的连续相可固化为固态或半固态,对生成的液滴具有保护和支撑作用,不存在液滴不稳定现象,不会出现液滴融合、破裂和卫星液滴现象。此外,该连续相常温状态为粘度适中液体,在液滴制备过程中,形成液滴稳定,同时对外部设备要求也小,尤为适用于数字Elisa,数字PCR,单细胞分析等相关的微流控芯片应用领域。本发明同时提供该种连续相的制备方法以及进一步制备成油包水液滴的应用。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域,特别涉及一种油包水连续相、其制备方法及应用。
背景技术
“油包水”是分散相以小液滴形式分散于连续相中的一种存在形式,是由水相(包含各种水溶液),油相(可以是多种油的混合物)和乳化剂(亲水亲油两性分子)在一定的比例条件下形成的热力学稳定体系。自“油包水”液滴方法产生以来,它就被证明是一种良好的微型反应器,并被广泛使用。目前“油包水”形式也越来越多的应用于生物技术领域,如数字ELISA,数字PCR,单细胞分析,蛋白结晶等。
“油包水”体系中微液滴生成方式主要有微流控芯片法、微筛法以及悬浮混匀法,而微流控芯片法又分为液滴固定在固定的腔室中的腔室型和液滴可在油相中自由流动的液滴型两种。无论哪种类型,当分散相为水或者水溶液时,要求连续相:1)液态;2)与水互不相溶;3)生物相容性好;4)液体粘度低(1cps~500cps)。
目前在生物技术领域比较常用的连续相为:油脂类,如矿物油(液体石蜡,mineraloil);酯类,如碳酸二乙基己酯(tegosoft DEC);氟化液,如HFE-7200,等等。但是由于连续相与水的热膨胀系数不同液滴会在长时间静置或升降温过程中发生融合,破裂,形成卫星液滴等各种不稳定现象,从而影响生物反应的稳定性以及反应后数据分析的准确性。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足,提供一种可交联固化的油包水连续相。
本发明的另一目的在于提供上述油包水连续相的制备方法。
本发明的还一目的在于提供上述油包水连续相的应用。
为解决上述技术问题,本发明的实施方式提供了一种油包水连续相,该种连续相包含:(1)两种或两种以上可交联固化组分;和:(2)一种或多种乳化剂。
本发明的实施方式所提供的连续相具有以下特点:1)常温液态;2)与水互不相溶;3)生物相容性好;4)高温交联为固体或半固体状态。由于本发明的实施方式所提供的连续相可固化为固态或半固态,对生成的液滴具有保护和支撑作用,不存在液滴不稳定现象,不会出现液滴融合、破裂和卫星液滴现象。此外,该连续相常温状态为粘度适中液体,在液滴制备过程中,形成液滴稳定,同时对外部设备要求也小。
具体地,在本发明的实施方式所提供的油包水连续相中,所包含的两种或两种以上可交联固化组分可以包含含氢硅油、端乙烯基硅油和催化剂;或包含环氧树脂和固化剂。
更具体地,本发明的实施方式所提供的油包水连续相以质量份计可以包含:含氢硅油40~90份、端乙烯基硅油10~60份、催化剂0.01~1份和乳化剂0~1份。或者,本发明的实施方式所提供的油包水连续相以质量份计包含:环氧树脂50~90份、固化剂10~50份和乳化剂0~1份。
本发明的实施方式利用特殊的固化机理来开发可固化的“油包水”连续相。含氢硅油和端乙烯基硅油在催化剂的作用下,可交联为固态或半固态;环氧树脂和固化剂互混后可热固化。本发明将这些机理应用于“油包水”制备,代替传统连续相,从而得到可固化的“油包水”连续相应用方案。其中含氢硅油和端乙烯基硅油,以及环氧树脂和固化剂常温状态下都为疏水液体,不溶于水,生物相容性好。另外,本连续相中的乳化剂可有效稳定生成的液滴,防止液滴形成过程中出现破裂和融合。
其中,在本发明的实施方式所提供的油包水连续相配方中,乳化剂可以为:DC5200,5225C,EM90,SF1328,BM-12,Triton X-100,Tween 20,Span80中的一种或多种。本发明的配方中,乳化剂可以单独起作用,也可以使用多种乳化剂组合作用。此外,当本发明的实施方式所提供的油包水连续相配方包含含氢硅油、端乙烯基硅油、催化剂和乳化剂时,其中的含氢硅油为低粘度含氢硅油;端乙烯基硅油为低粘度端乙烯基硅油;催化剂为铂催化剂、镍催化剂、铑催化剂或钴催化剂等。当本发明的实施方式所提供的油包水连续相配方包含环氧树脂、固化剂和乳化剂时,其中的环氧树脂为低粘度环氧树脂;固化剂为脂肪胺类固化剂、脂环胺类固化剂、酸酐类固化剂、树脂类固化剂等。
作为本发明的实施方式的优选方案,在该油包水连续相配方中,含氢硅油优选低含氢硅油;端乙烯基硅油优选双端乙烯基硅油;催化剂优选铂催化剂。环氧树脂优选环氧树脂128或环氧树脂E-55;固化剂优选十四胺、十六胺、十九二胺等水不溶性胺类。从上述优选组分获得的连续相粘度低,易形成“油包水”微液滴;固化条件温和,易固化。
本发明的实施方式同时提供了该种油包水连续相的制备方法。当该油包水连续相包含含氢硅油、端乙烯基硅油、催化剂和乳化剂时,其制备步骤为:(1)以质量份计称取端乙烯基硅油10~60份、催化剂0.01~1份和乳化剂0~1份,混合均匀,得第一组分;(2)以质量份计称取含氢硅油40~90份,与步骤(1)中的第一组份混合均匀,即制得所述油包水连续相。当该油包水连续相包含环氧树脂、固化剂和乳化剂时,其制备步骤为:(1)以质量份计称取环氧树脂50~90份和乳化剂0~1份,混合均匀,得组分A;(2)以质量份计称取固化剂10~50份,与步骤(1)中的组份A混合均匀,即制得所述油包水连续相。
此外,本发明的实施方式还提供了该种油包水连续相的应用,即以所述油包水连续相进一步制备油包水液滴。制备的油包水液滴在30~80℃恒温烘箱中静置固化,形成固态或半固态包裹液滴。由于该种油包水连续相的特点为可以高温固化,使其尤为适用于数字Elisa,数字PCR,单细胞分析等相关的微流控芯片应用领域。
附图说明
图1是实施例7中液滴制备的原理示意图;
图2是实施例8中液滴制备的原理示意图。
具体实施方式
实施例1
组份 | 质量份数 |
含氢量为0.5%含氢硅油 | 50 |
端乙烯基硅油 | 50 |
铂催化剂 | 0.1 |
Triton X-100 | 0.1 |
配制方法:
1、将端乙烯基硅油、铂催化剂和Triton X-100按比例混匀为第一组分;
2、第二组分为含氢量为0.5%的低粘度含氢硅油,按比例将第一组分和第二组分充分混匀,制得所需连续相。
使用方法:
将制得的连续相用于“油包水”液滴制备(液滴制备方法详见实施例7),然后将制备的液滴在50℃恒温烘箱中静置30min,使连续相形成稳定的固态或半固态。
实施例2
组份 | 质量份数 |
含氢量为0.5%含氢硅油 | 60 |
低粘度双端乙烯基硅油 | 40 |
铂催化剂 | 0.1 |
EM90 | 0.15 |
配制方法:
1、将低粘度双端乙烯基硅油、铂催化剂和EM90按比例混匀为第一组分;
2、第二组分为含氢量为0.5%的含氢硅油,按比例将第一组分和第二组分充分混匀,制得所需连续相。
使用方法:
将制得的连续相用于“油包水”液滴制备,然后将制备的液滴在50℃恒温烘箱中静置30min,使连续相形成稳定的固态或半固态。
实施例3
组份 | 质量份数 |
二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷) | 40 |
低粘度双端乙烯基硅油 | 60 |
铂催化剂 | 0.1 |
EM90 | 0.15 |
配制方法:
1、将低粘度双端乙烯基硅油、铂催化剂和EM90按比例混匀为第一组分;
2、第二组分为二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷),按比例将第一组分和第二组分充分混匀,制得所需连续相。
使用方法:
将制得的连续相用于“油包水”液滴制备,然后将制备的液滴在50℃恒温烘箱中静置30min,使连续相形成稳定的固态或半固态。
实施例4
组份 | 质量份数 |
环氧树脂128 | 60 |
十四胺固化剂 | 40 |
Triton X-100 | 0.2 |
配制方法:
1、将环氧树脂128和Triton X-100按比例混合,充分混匀,为第一组分;
2、第二组分为十四胺固化剂,按比例将第一组分和第二组分混合,充分混匀,制得所需连续相。
使用方法:
将制得的连续相用于“油包水”液滴制备(液滴制备方案详见实施例8),然后将制备的液滴在50℃恒温烘箱中静置固化,使连续相形成稳定的固态或半固态。
实施例5
组份 | 质量份数 |
环氧树脂E-55 | 60 |
十六胺固化剂 | 40 |
Span80 | 0.7 |
配制方法:
1、将环氧树脂E-55和Span80按比例混合,充分混匀,为第一组分;
2、第二组分为十六胺固化剂,按比例将第一组分和第二组分混合,充分混匀,制得所需连续相。
使用方法:
将制得的连续相用于“油包水”液滴制备,然后将制备的液滴在50℃恒温烘箱中静置固化,使连续相形成稳定的固态或半固态。
实施例6
配制方法:
1、将环氧树脂128和Triton X-100按比例混合,充分混匀,为第一组分;
2、第二组分为十九二胺,按比例将第一组分和第二组分混合,充分混匀,制得所需连续相。
使用方法:
将制得的连续相用于“油包水”液滴制备,然后将制备的液滴在50℃恒温烘箱中静置固化,使连续相形成稳定的固态或半固态。
实施例7
以实施例1制得的连续相进一步制备油包水液滴(腔室型)的步骤如下(原理图如图1所示):
在微流控芯片腔室内注入分散相(图1a);直到分散相填充整个管道(图1b);再向通道注入实施例1制备的连续相(图1c);连续相流过主通道,液相被分割成独立的液滴(图1d);加热固化连续相,将各腔室切割成独立的腔室(图1e)。
实施例8
以实施例4制得的连续相进一步制备油包水液滴(液滴型)的步骤如下(原理图如图2所示):
1)采用T字型芯片,用液滴生成微流控芯片用连续相将分散相切割成“油包水”液滴(图2A);2)加热固化连续相从而形成固相包裹的液滴,将各腔室切割成独立的腔室(图2B)。
Claims (13)
1.一种油包水连续相,其特征在于,所述连续相包含:
(1)两种或两种以上可交联固化组分;和:
(2)一种或多种乳化剂。
2.根据权利要求1所述的油包水连续相,其特征在于,所述两种或两种以上可交联固化组分包含含氢硅油、端乙烯基硅油和催化剂;或包含环氧树脂和固化剂。
3.根据权利要求2所述的油包水连续相,其特征在于,所述连续相以质量份计包含:含氢硅油40~90份、端乙烯基硅油10~60份、催化剂0.01~1份和乳化剂0~1份。
4.根据权利要求2所述的油包水连续相,其特征在于,所述连续相以质量份计包含:环氧树脂50~90份、固化剂10~50份和乳化剂0~1份。
5.根据权利要求1所述的油包水连续相,其特征在于,所述乳化剂为:DC5200,5225C,EM90,SF1328,BM-12,Triton X-100,Tween 20,Span80中的一种或多种。
6.根据权利要求3所述的油包水连续相,其特征在于,所述含氢硅油为低粘度含氢硅油;所述端乙烯基硅油为低粘度端乙烯基硅油;所述催化剂为铂催化剂、镍催化剂、铑催化剂或钴催化剂。
7.根据权利要求4所述的油包水连续相,其特征在于,所述环氧树脂为低粘度环氧树脂;所述固化剂为脂肪胺类固化剂、脂环胺类固化剂、酸酐类固化剂、树脂类固化剂。
8.根据权利要求6所述的油包水连续相,其特征在于,所述含氢硅油为低含氢硅油;所述端乙烯基硅油为双端乙烯基硅油;所述催化剂为铂催化剂。
9.根据权利要求7所述的油包水连续相,其特征在于,所述环氧树脂为环氧树脂128或环氧树脂E-55;所述固化剂为水不溶性胺类。
10.根据权利要求9所述的油包水连续相,其特征在于,所述水不溶性胺类为十四胺、十六胺或十九二胺。
11.权利要求3所述的油包水连续相的制备方法,其特征在于,步骤为:
(1)以质量份计称取端乙烯基硅油10~60份、催化剂0.01~1份和乳化剂0~1份,混合均匀,得第一组分;
(2)以质量份计称取含氢硅油40~90份,与步骤(1)中的第一组份混合均匀,即制得所述油包水连续相。
12.权利要求4所述的油包水连续相的制备方法,其特征在于,步骤为:
(1)以质量份计称取环氧树脂50~90份和乳化剂0~1份,混合均匀,得组分A;
(2)以质量份计称取固化剂10~50份,与步骤(1)中的组份A混合均匀,即制得所述油包水连续相。
13.权利要求1~10中任一项所述的油包水连续相的应用,其特征在于,以所述油包水连续相进一步制备油包水液滴。
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Denomination of invention: A water in oil continuous phase, its preparation method and application Effective date of registration: 20230626 Granted publication date: 20210730 Pledgee: Fengxian Branch of Shanghai Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: SHANGHAI TURTLE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023310000297 |
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