CN109603930A - 基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法 - Google Patents

基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109603930A
CN109603930A CN201811442379.6A CN201811442379A CN109603930A CN 109603930 A CN109603930 A CN 109603930A CN 201811442379 A CN201811442379 A CN 201811442379A CN 109603930 A CN109603930 A CN 109603930A
Authority
CN
China
Prior art keywords
micro
liposome vesicle
preparing
fluidic device
fluidic chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811442379.6A
Other languages
English (en)
Inventor
龚秀清
王晓红
刘进丰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201811442379.6A priority Critical patent/CN109603930A/zh
Publication of CN109603930A publication Critical patent/CN109603930A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/06—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
    • A61K47/24—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen, halogen, nitrogen or sulfur, e.g. cyclomethicone or phospholipids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10—Dispersions; Emulsions
    • A61K9/127—Liposomes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502769—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by multiphase flow arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0605—Metering of fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/14—Process control and prevention of errors

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Abstract

本发明提供了一种基于微流控装置的脂质体囊泡的制备方法，用软光刻方法制备微流控芯片；配制用于制备脂质体囊泡的前驱物溶液；用恒压注射泵将前驱物溶液经不同的注入口注入“Y”形芯片，设置总流速，调节缓冲液与磷脂分子醇溶液的流速比，在出口处收集产物，产物即为所制备出的脂质体囊泡。本发明选用的微流控芯片为带有方形结构的蛇形混合通道的“Y”形微流控芯片，该芯片由软光刻方法制备得到。利用该芯片，基于界面上的自组装原理，通过调节水性缓冲液以及磷脂分子乙醇溶液的总流速以及流速比，本发明可以实现脂质体囊泡尺寸大小的调控以及尺寸均匀性的控制，为制备性能均匀的人工细胞以及药物载体提供了一种高效低成本的方法。

Description

基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法
技术领域
本发明涉及一种人工合成生物质材料的制备方法，特别是人工合成纳米脂质囊泡的制备方法，应用于基因治疗和人工细胞技术领域。
背景技术
磷脂是两亲性分子，当分散到水性环境中时，它们能够自组装成囊泡。在自然界中，大的脂质囊泡在生物细胞中起到膜的作用以保护细胞内成分不受细胞外环境的影响，纳米尺寸的小脂质囊泡的功能是在细胞内转运生物分子。脂质膜的分隔作用赋予生物系统复杂性以及功能性。人工合成纳米脂质囊泡可以针对各种应用定制具有不同表面特性的纳米脂质囊泡，例如，靶向药物递送采用纳米脂质囊泡。在囊括了反应性试剂后，这些囊泡可以被修饰在生物传感器上以响应各种环境刺激。包裹生物分子于细胞大小的囊泡已被用作模拟分子反应的生物反应器。开发更大的囊泡以将细胞保留在囊泡内为创造模拟细胞和组织反应的细胞生物反应器提供了十分有前景的方法。
在过去的三十年中，已经研发了大量的脂质囊泡合成的技术，包括通过多孔膜挤出，电铸，冷冻干燥，水合或溶胀，双乳化法等等，其中双乳化法即水包油包水法，简称W/O/W。但这些宏观大体积制备方法仍然存在许多缺点。通常，制备过程包括将脂质溶解在转移介质中，然后在有利于囊泡自组装的环境中去除转移介质。在凝聚和乙醇注射技术中，当具有25-27％的低囊括效率并且当脂质乙醇混合物注入水性缓冲液时，所形成的囊泡的小水性核限制了包封物种的种类；然而最近的微流体酒精注射技术已显示出具备控制囊泡大小的能力。再者，反相蒸发法通过首先在富含脂质的有机相中乳化出水核相，然后蒸发有机溶剂，随后加入含水缓冲液，利用相反转得到囊泡，该方法制备出的囊泡具有更高的65％的囊括效率。然而，该方法通常使用脂质溶剂有毒，不适合药用。此外，为制备出性能均匀的囊泡，需要许多繁琐的步骤，不利于生产过程简化与自动化的实现。此外，传统的制备方法不足以提供过程控制并且通常伴随有诸如重复性差和材料试剂低效使用的特征。
“微流控”是一种在微通道内操控微量流体的技术，这些微通道通常为微米尺度。在尺度为数十或者几百微米的通道内，由于比表面积的增大，使得传质和传热效率大大提高，微流控平台具有试剂消耗少、灵敏高效、方便快捷、成本低、集成化程度高等特点，受到广大研究学者的青睐。在生命研究，如分子检测、蛋白质结晶、酶动力学研究、细胞研究等领域迅速发展，在化学合成方面的发展势头也极为迅猛，在纳米材料的合成、微粒、微球、微胶囊的制备等材料领域体现出了独特的优势。利用微流体技术，可将实验室程序集成到平面芯片或其他小型设备中，将反应体积和相关的化学和生物实验成本降低了几个数量级，同时提高了产量和分析性能。但目前还未见将“微流控”应用于制备脂质体囊泡的相关报道。
发明内容
为了解决传统方法脂质体制备的不均匀问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，利用微流控方法制备宏观大体积的性能均匀的脂质体囊泡，并且提供了一种快速、高效、灵活地可控制备脂质体的方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，其步骤如下：
a.利用微流控装置，所述微流控装置为具有蛇形混合通道的“Y”形微流控芯片，含有两个注入口，一个出口，形成由两个分支通道汇集连接一个主干通道的“Y”微通道结构，两个分支通道形成两个前驱物溶液注入口，主干通道的末端形成产物出口，蛇形混合通道的总长度不小于4cm；优选“Y”形微流控芯片的主干微通道为一系列“S”形结构依次连接的蛇形混合通道；进一步优选“Y”形微流控芯片的主干微通道为一系列“弓”字形结构依次连接的蛇形混合通道，且“弓”字形结构的转弯处为直角转弯的方形结构形式；或者进一步优选由一系列“S”形结构组成迷宫性结构单元，再由一系列迷宫性结构单元首尾依次连接形成蛇形通道结构，从而形成“Y”形微流控芯片的主干微通道；上述“Y”形微流控芯片的微通道的断面优选采用方形、半圆形、梯形、椭圆形或者不规则形的形状；作为本发明优选的技术方案，用软光刻方法制备微流控芯片，经过涂胶、前烤胶、曝光、后烤胶、显影、测厚度、配制树脂预聚物混合物以及浇筑烘烤步骤，其中曝光时间为7.5s；所配制树脂预聚物混合物为聚二甲基硅氧烷(PDMS)：固化剂的质量比为10：1作为微流控孔道材料；
b.配制用于制备脂质体囊泡的前驱物溶液，包括作为水相组分的羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液和作为醇相组分的磷脂分子醇溶液；前驱物溶液优选采用1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酰-rac-(1-甘油)钠盐(DOPG)磷脂分子的醇溶液与羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液；优选上述1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酰-rac-(1-甘油)钠盐的醇溶液的浓度不高于5mg/ml，优选上述羟乙基哌嗪乙硫磺酸的缓冲液浓度不高于10mM；
c.用恒压注射泵，将在所述步骤b中的前驱物溶液组分经不同的分别注入口注入在所述步骤a中的“Y”形微流控芯片的分支微通道中，设置前驱物溶液的总流速，调节羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液与磷脂分子醇溶液的流速比，在“Y”形微流控芯片的主干微通道出口处收集产物，产物即为所制备出的脂质体囊泡。优选前驱物溶液总流速为17.5～280μl/min，并优选磷脂分子醇溶液与羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液的流速比(1～10):1。进一步优选前驱物溶液总流速为17.5～140μl/min，并进一步优选磷脂分子醇溶液与羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液的流速比(1～6):1。
本发明利用微流控芯片，实现脂质体的均匀可控制备。因为脂质体的一般制备原理是，将脂质体溶解在醇溶液中，将该溶液与水溶液混合，磷脂分子在混合相中自组装形成囊泡结构，其核心一般为水相。混合效果对于要制备的囊泡的大小有决定性的影响。通过荧光预实验，得出水相与油相不同的流速比以及水相油相总流速比对混合结果的影响；该实验用于制备囊泡的磷脂分子为1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酰-rac-(1-甘油)钠盐，将其溶于乙醇溶液中。设置不同的总流速以及流速比，利用动态光散射信息得到不同总流速以及流速比条件下囊泡的大小。本发明选用的微流控芯片为“Y”字形结构，含有两个注入口，以及长度不小于4cm的含有方形结构的蛇形混合通道。在进行预实验考察总流速以及流速比对于混合结果的影响时，本发明优先选用的醇类溶液为无水乙醇，水性溶液为含有钙黄绿的羟乙基哌嗪乙硫磺酸(HEPES)缓冲液，最佳采用浓度为10mM羟乙基哌嗪乙硫磺酸(HEPES)缓冲液，缓冲液的最佳PH为5.36)。本发明在总流速一定的情况下，水相和醇相流速比对于混合效果的影响，本发明优选将流速比设置为6：1、3：1和1：1，对比三种流速比在总流速为70μl/min、140μl/min、210μl/min和280μl/min下的混合效果，本发明得出结果表明两相界面的消失视为混合较为完全。在明确本发明方法总流速对于混合效果的影响时，将总流速设置为70μl/min、140μl/min、210μl/min和280μl/min，能得到水相和醇相流速比为1：1时候，最终通道内的混合效果。本发明优选浓度为5mg/ml的1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酰-rac-(1-甘油)钠盐乙醇(DOPG/EtOH)溶液，羟乙基哌嗪乙硫磺酸(HEPES)缓冲液作为水性溶液，设置流速比为6：1、3：1和1：1，分别测试了总流速为17.5μl/min、35μl/min、70μl/min和140μl/min情况下制得的囊泡结构的大小。
本发明基于微流控的脂质体囊泡的制备方法，用软光刻方法制备微流控芯片；配制用于制备脂质体囊泡的前驱物溶液；用恒压注射泵将前驱物溶液经不同的注入口注入“Y”形芯片，设置一定的总流速，调节HEPES缓冲液与磷脂分子醇溶液的流速比，在出口处收集产物，产物即为所制备出的脂质体囊泡。本发明选用的微流控芯片为带有方形结构的蛇形混合通道的“Y”形微流控芯片，该芯片由软光刻方法制备得到。利用该芯片，基于界面上的自组装原理，通过调节水性缓冲液以及磷脂分子乙醇溶液的总流速以及流速比，本发明可以实现脂质体囊泡尺寸大小的调控以及尺寸均匀性的控制，为制备性能均匀的人工细胞以及药物载体提供了一种高效低成本的方法。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明方法采用精确的数字化泵注入技术，能够准确控制试剂的加入量，减少不必要的试剂消耗，提高试剂的利用率；
2.本发明方法能快速便捷的制备脂质体囊泡，两相在微通道内的混合效率相较之传统大体积制备法大大提高，有利于制备出粒径更为均匀的囊泡；此外，本发明方法的后处理工艺简单，生产重复性好，有利于囊泡结构生产的自动化；
3.本发明方法能高效实现囊泡大小可控的微流控制备，通过简单的流速以及流速比调控，可以实现囊泡大小以及粒径分布的调控，有助于可设计生产目的的实现。
附图说明
图1为本发明实施例一方法制备脂质体囊泡的原理图。
图2为本发明实施例一方法利用的微流控芯片的结构示意图。
图3为本发明实施例一～实施例四在不同总流速以及流速比下，所制备的脂质体囊泡大小的结果图。
图4为本发明实施例一～实施例四在不同总流速以及流速比下，所制备的脂质体囊泡的粒径分布的结果图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例，以DP540双相轮辋钢为例对本发明进行详细说明对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
实施例一
在本实施例中，参见图1～图4，一种基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，采用界面反应引发的自组装制备原理，其步骤如下：
a.利用微流控装置，所述微流控装置为具有蛇形混合通道的“Y”形微流控芯片，含有两个注入口，一个出口，形成由两个分支通道汇集连接一个主干通道的“Y”微通道结构，两个分支通道形成两个前驱物溶液注入口，主干通道的末端形成产物出口，蛇形混合通道的总长度为4cm；“Y”形微流控芯片的主干微通道为4个“S”形结构依次连接的蛇形混合通道；本实施例的“Y”形微流控芯片的主干微通道的4个“S”形结构为4个“弓”字形结构依次连接的蛇形混合通道，且“弓”字形结构的转弯处为直角转弯的方形结构形式；由4个“S”形结构组成迷宫性结构单元，再由一系列迷宫性结构单元首尾依次连接形成蛇形通道结构，从而形成“Y”形微流控芯片的主干微通道；上述“Y”形微流控芯片的微通道的断面采用方形结构；用软光刻方法制备微流控芯片，经过涂胶、前烤胶、曝光、后烤胶、显影、测厚度、配制树脂预聚物混合物以及浇筑烘烤步骤，其中曝光时间为7.5s；所配制树脂预聚物混合物为聚二甲基硅氧烷(PDMS)：固化剂的质量比为10：1作为微流控孔道材料；制备微流控芯片的方法采用经典的软光刻方法制备微流控芯片，选用的树脂为聚二甲基硅氧烷(PDMS)，制备微流控芯片步骤如下：
首先，用匀胶机器将光刻胶SU-8 2075涂于4寸硅片上，分两步旋涂：第一步，速度为300转/s，加速度为100转/s2，时间设置为25s；第二步，速度为2100转/s，加速度为500转/s2，时间设置为30s；完成涂胶过程；
然后，将硅片置于热板上，65℃下加热30分钟，95℃下加热30分钟，进行前烤胶；
其次，用能量为26.52mj/cm2的紫外灯照射7.5s，进行曝光；
再将硅片置于热板上，65℃下加热5分钟，在95℃下加热10分钟，进行后烤胶；
最后将曝光过的硅片置于30ml的显影液中，显影90s；
然后用异丙醇淋洗三遍，吹干，放在显微镜下观察图案显影后的图案，用台阶薄膜仪测试通道高度为69.5μm；在用该模板制备PDMS芯片的时候，将PDMS预聚物与固化剂按照质量比为10：1的比例配好搅匀树脂预聚物混合物溶液，排净气泡，将该树脂预聚物混合物溶液倒入放置氟硅烷处理过的硅片的培养皿中，放入65℃烘箱中烤1h，进行浇筑烘烤；然后将烤好的树脂按照图案切好，用直径为1mm的打孔器打孔，用等离子体将切好的树脂与玻璃封装好，放于65℃烘箱烤8小时，即可使用，从而得到微流控芯片；
b.配制用于制备脂质体囊泡的前驱物溶液，包括作为水相组分的羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液和作为醇相组分的磷脂分子醇溶液；前驱物溶液优选采用1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酰-rac-(1-甘油)钠盐(DOPG)磷脂分子的乙醇溶液，并采用羟乙基哌嗪乙硫磺酸的水溶液作为缓冲液；前驱物溶液的制备方法如下：
采用5mg/ml的1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酰-rac-(1-甘油)钠盐乙醇(DOPG/EtOH)溶液的制备过程如下：
用分析天平称取100mg的1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酰-rac-(1-甘油)钠盐于烧杯中，加入20mL无水乙醇，超声混合15min，转移至25ml的广口瓶中，放于4℃的冰箱中保存；
采用浓度为10mM的羟乙基哌嗪乙硫磺酸(HEPES)缓冲液的配置过程如下：
用分析天平称取2.3297g的羟乙基哌嗪乙硫磺酸(HEPES)于烧杯中，加入977.6mL去离子水，超声混合15min，转移至1000ml的广口瓶中，放于4℃的冰箱中保存，备用；
c.用恒压注射泵，将在所述步骤b中的前驱物溶液组分经不同的分别注入口注入在所述步骤a中的“Y”形微流控芯片的分支微通道中，设置前驱物溶液的总流速，调节羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液与磷脂分子醇溶液的流速比，在“Y”形微流控芯片的主干微通道出口处收集产物，产物即为所制备出的脂质体囊泡。
本实施例脂质体囊泡的制备时用5ml的注射器吸取5ml的DOPG/EtOH溶液，10ml的注射器吸取10ml的HEPES缓冲液，用恒压注射泵注入芯片，设置总速度为17.5μl/min，DOPG/EtOH溶液的注射速度：HEPES缓冲液注射速度为1：1、3：1和6：1，用2ml的离心管分别收集这三种流速比条件下获得的囊泡样品，放于4℃条件下存储。
实验测试分析
对本实施例所得脂质体囊泡样品，进行动态光散射测试，测量所制备的囊泡的大小，多分散指数。具体的操作步骤如下所述：
将以上做制备好的样品，每组取1.5ml于比色皿中，放于动态光散射仪器中测试。从图3中得到的结果，可以看出总流速不变的情况下，流速比越大，得到的产物粒径越大；在总流速为17.5μl/min时，三种流速比获得的脂质体囊泡的多分散指数均较小，分别为0.108、0.108、0.128，参见图4。此结果表明，本发明所提供的方法用于制备脂质体囊泡，得到的产品尺寸更加均匀。
本实施例利用微流控技术制备囊泡脂质体，操作简单，反应迅速并且高度可控，通过简单的流速比、总流速调控可以控制产品的粒径以及尺寸均匀性，生产设备简单，并且生产过程连续没有繁琐的后处理工序，为大规模生产提供了可能。
实施例二
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，采用界面反应引发的自组装制备原理，其步骤如下：
a.本步骤与实施例一相同；
b.本步骤与实施例一相同；
c.用恒压注射泵，将在所述步骤b中的前驱物溶液组分经不同的分别注入口注入在所述步骤a中的“Y”形微流控芯片的分支微通道中，设置前驱物溶液的总流速，调节羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液与磷脂分子醇溶液的流速比，在“Y”形微流控芯片的主干微通道出口处收集产物，产物即为所制备出的脂质体囊泡。
本实施例用5ml的注射器吸取5ml的DOPG/EtOH溶液，10ml的注射器吸取10ml的HEPES缓冲液，用恒压注射泵注入芯片，设置总速度为35μl/min，DOPG/EtOH溶液的注射速度：HEPES缓冲液注射速度为1：1、3：1和6：1，用2ml的离心管分别收集这三种流速比条件下获得的囊泡样品，放于4℃条件下存储。
实验测试分析
本实施例实施一种基于微流控技术的囊泡脂质体制备方法，利用界面反应引发的自组装原理形成脂质体囊泡，调节总流速来调控脂质体囊泡的尺寸大小以及尺寸均匀性，动态光散射测试的结果表明，如图3所述，相比于总流速为17.5μl/min条件下制备得到的脂质体囊泡，总流速为35μl/min条件下制备到的囊泡，在流速比为1：1和3：1时候，尺寸大小几乎相同，在流速比为6：1条件下制备的囊泡尺寸明显变大。囊泡尺寸的均匀性均有不同程度的提高，如图4所示，但仍旧低于一般传统制备方法得到的结果。
实施例三
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，采用界面反应引发的自组装制备原理，其步骤如下：
a.本步骤与实施例一相同；
b.本步骤与实施例一相同；
c.用恒压注射泵，将在所述步骤b中的前驱物溶液组分经不同的分别注入口注入在所述步骤a中的“Y”形微流控芯片的分支微通道中，设置前驱物溶液的总流速，调节羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液与磷脂分子醇溶液的流速比，在“Y”形微流控芯片的主干微通道出口处收集产物，产物即为所制备出的脂质体囊泡。
本实施例用5ml的注射器吸取5ml的DOPG/EtOH溶液，10ml的注射器吸取10ml的HEPES缓冲液，用恒压注射泵注入芯片，设置总速度为70μl/min，DOPG/EtOH溶液的注射速度：HEPES缓冲液注射速度为1：1、3：1和6：1，用2ml的离心管分别收集这三种流速比条件下获得的囊泡样品，放于4℃条件下存储。
实验测试分析
本实施例实施一种基于微流控技术的囊泡脂质体制备方法，利用界面反应引发的自组装原理形成脂质体囊泡，调节总流速来调控脂质体囊泡的尺寸大小以及尺寸均匀性，动态光散射测试的结果表明，如图3所示，相比于总流速为17.5μl/min、35μl/min条件下制备得到的脂质体囊泡，总流速为70μl/min条件下制备到的囊泡，在流速比为1：1尺寸大小几乎相同，在流速比为3：1条件下制备的囊泡尺寸稍有减小，在流速比为6：1条件下制备的囊泡尺寸明显变大。在流速比为1：1和6：1时候，囊泡尺寸的均匀性均有不同程度的提高，如图4所示，但仍旧低于一般传统制备方法得到的结果。
实施例四
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，采用界面反应引发的自组装制备原理，其步骤如下：
a.本步骤与实施例一相同；
b.本步骤与实施例一相同；
c.用恒压注射泵，将在所述步骤b中的前驱物溶液组分经不同的分别注入口注入在所述步骤a中的“Y”形微流控芯片的分支微通道中，设置前驱物溶液的总流速，调节羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液与磷脂分子醇溶液的流速比，在“Y”形微流控芯片的主干微通道出口处收集产物，产物即为所制备出的脂质体囊泡。
本实施例用5ml的注射器吸取5ml的DOPG/EtOH溶液，10ml的注射器吸取10ml的HEPES缓冲液，用恒压注射泵注入芯片，设置总速度为140μl/min，DOPG/EtOH溶液的注射速度：HEPES缓冲液注射速度为1：1、3：1和6：1，用2ml的离心管分别收集这三种流速比条件下获得的囊泡样品，放于4℃条件下存储。
实验测试分析
本实施例实施一种基于微流控技术的囊泡脂质体制备方法，利用界面反应引发的自组装原理形成脂质体囊泡，调节总流速来调控脂质体囊泡的尺寸大小以及尺寸均匀性，动态光散射测试的结果表明，如图3所示，相比于总流速为70μl/min条件下制备得到的脂质体囊泡，总流速为140μl/min条件下制备到的囊泡，在不同的流速比条件下制备的囊泡尺寸均明显变大。在不同的流速比条件下得到的囊泡尺寸的均匀性均有不同程度的提高，如图4所示。
综上所述，本发明上述实施例一种基于微流控技术实现了脂质体囊泡的可控制备，通过简单的流速比以及总流速调节，即可实现产物尺寸大小以及尺寸均匀性的控制，反应过程简单、迅速，试剂消耗少，并且设备简单成本低有利于大规模工厂化制备。本发明上述实施例的测试分析结果表明，通过流速调控，制备出的脂质体的尺寸均匀性大大高于传统制备方法得到的产品，为基于脂质体囊泡的人工细胞以及药物载体的制备提供了一种高效价廉的新方法。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，其特征在于，其步骤如下：
a.利用微流控装置，所述微流控装置为具有蛇形混合通道的“Y”形微流控芯片，含有两个注入口，一个出口，形成由两个分支通道汇集连接一个主干通道的“Y”微通道结构，两个分支通道形成两个前驱物溶液注入口，主干通道的末端形成产物出口，蛇形混合通道的总长度不小于4cm；
b.配制用于制备脂质体囊泡的前驱物溶液，包括作为水相组分的羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液和作为醇相组分的磷脂分子醇溶液；
c.用恒压注射泵，将在所述步骤b中的前驱物溶液组分经不同的分别注入口注入在所述步骤a中的“Y”形微流控芯片的分支微通道中，设置前驱物溶液的总流速，调节羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液与磷脂分子醇溶液的流速比，在“Y”形微流控芯片的主干微通道出口处收集产物，产物即为所制备出的脂质体囊泡。
2.根据权利要求1所述基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，“Y”形微流控芯片的主干微通道为一系列“S”形结构依次连接的蛇形混合通道。
3.根据权利要求2所述基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，“Y”形微流控芯片的主干微通道为一系列“弓”字形结构依次连接的蛇形混合通道，“弓”字形结构的转弯处为直角转弯的方形结构形式。
4.根据权利要求2所述基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，由一系列“S”形结构组成迷宫性结构单元，再由一系列迷宫性结构单元首尾依次连接形成蛇形通道结构，从而形成“Y”形微流控芯片的主干微通道。
5.根据权利要求1所述基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，所述“Y”形微流控芯片的微通道的断面为方形、半圆形、梯形、椭圆形或者不规则形。
6.根据权利要求1所述基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，用软光刻方法制备微流控芯片，经过涂胶、前烤胶、曝光、后烤胶、显影、测厚度、配制树脂预聚物混合物以及浇筑烘烤步骤，其中曝光时间为7.5s；所配制树脂预聚物混合物为聚二甲基硅氧烷(PDMS)：固化剂的质量比为10：1作为微流控孔道材料。
7.根据权利要求1所述基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，前驱物溶液采用1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酰-rac-(1-甘油)钠盐(DOPG)磷脂分子的醇溶液与羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液。
8.根据权利要求7所述基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，所述1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酰-rac-(1-甘油)钠盐的醇溶液的浓度不高于5mg/ml，羟乙基哌嗪乙硫磺酸的缓冲液浓度不高于10mM。
9.根据权利要求1所述基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，前驱物溶液总流速为17.5～280μl/min，磷脂分子醇溶液与羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液的流速比(1～10):1。
10.根据权利要求1所述基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，前驱物溶液总流速为17.5～140μl/min，磷脂分子醇溶液与羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液的流速比(1～6):1。
CN201811442379.6A 2018-11-29 2018-11-29 基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法 Pending CN109603930A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811442379.6A CN109603930A (zh) 2018-11-29 2018-11-29 基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811442379.6A CN109603930A (zh) 2018-11-29 2018-11-29 基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109603930A true CN109603930A (zh) 2019-04-12

Family

ID=66006463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811442379.6A Pending CN109603930A (zh) 2018-11-29 2018-11-29 基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109603930A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111286456A (zh) * 2020-03-05 2020-06-16 清华大学 微流控通道、微流控芯片及制备囊泡的方法
CN111440697A (zh) * 2020-03-05 2020-07-24 清华大学 微流控通道、微流控芯片及对细胞进行处理的方法
CN112108193A (zh) * 2020-09-07 2020-12-22 上海交通大学 一种调控脂质体粒径的微流控制备方法
KR20210106607A (ko) * 2020-02-20 2021-08-31 서울대학교산학협력단 미세유체칩을 이용한 무유기용매 리포좀의 제조방법
CN114901258A (zh) * 2019-12-27 2022-08-12 卢卡科学株式会社 分离的具有较小尺寸的线粒体和包裹分离的线粒体的基于脂质膜的囊泡
CN115253835A (zh) * 2022-08-01 2022-11-01 中南大学 一种微流控混合装置及其一步式制备靶向脂质体的方法
CN115318166A (zh) * 2022-08-31 2022-11-11 深圳市人民医院 一种微流控芯片和免疫调节剂囊泡及其制备方法与应用
WO2024074150A1 (zh) * 2022-10-08 2024-04-11 江苏液滴逻辑生物技术有限公司 微流控芯片及注油方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103055970A (zh) * 2012-12-31 2013-04-24 苏州汶颢芯片科技有限公司 一种基于微/纳结构的混合微流控芯片及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103055970A (zh) * 2012-12-31 2013-04-24 苏州汶颢芯片科技有限公司 一种基于微/纳结构的混合微流控芯片及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NIKO KIMURA ET AL: "Development of the iLiNP Device: Fine Tuning the Lipid Nanoparticle Size within 10 nm for Drug Delivery", 《ACS OMEGA》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114901258A (zh) * 2019-12-27 2022-08-12 卢卡科学株式会社 分离的具有较小尺寸的线粒体和包裹分离的线粒体的基于脂质膜的囊泡
KR20210106607A (ko) * 2020-02-20 2021-08-31 서울대학교산학협력단 미세유체칩을 이용한 무유기용매 리포좀의 제조방법
KR102479966B1 (ko) * 2020-02-20 2022-12-23 서울대학교산학협력단 미세유체칩을 이용한 무유기용매 리포좀의 제조방법
CN111286456A (zh) * 2020-03-05 2020-06-16 清华大学 微流控通道、微流控芯片及制备囊泡的方法
CN111440697A (zh) * 2020-03-05 2020-07-24 清华大学 微流控通道、微流控芯片及对细胞进行处理的方法
CN111286456B (zh) * 2020-03-05 2021-08-10 清华大学 微流控通道、微流控芯片及制备囊泡的方法
CN111440697B (zh) * 2020-03-05 2022-03-29 清华大学 微流控通道、微流控芯片及对细胞进行处理的方法
CN112108193A (zh) * 2020-09-07 2020-12-22 上海交通大学 一种调控脂质体粒径的微流控制备方法
CN115253835A (zh) * 2022-08-01 2022-11-01 中南大学 一种微流控混合装置及其一步式制备靶向脂质体的方法
CN115253835B (zh) * 2022-08-01 2024-03-05 中南大学 一种微流控混合装置及其一步式制备靶向脂质体的方法
CN115318166A (zh) * 2022-08-31 2022-11-11 深圳市人民医院 一种微流控芯片和免疫调节剂囊泡及其制备方法与应用
WO2024074150A1 (zh) * 2022-10-08 2024-04-11 江苏液滴逻辑生物技术有限公司 微流控芯片及注油方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109603930A (zh) 基于微流控装置的脂质体囊泡的可控制备方法
CN105861309B (zh) 一种超疏水微坑阵列芯片及其制备方法与应用
Song et al. All-aqueous electrosprayed emulsion for templated fabrication of cytocompatible microcapsules
Fu et al. A microfluidic chip with a U-shaped microstructure array for multicellular spheroid formation, culturing and analysis
WO2020215487A1 (zh) 一种类器官球体的制备方法
CN112275336B (zh) 一种多通道集成微流控芯片及其高通量制备单分散凝胶微球的方法
Lee et al. Nonspherical double emulsions with multiple distinct cores enveloped by ultrathin shells
CN104173294A (zh) 基于微流控液滴生成技术的pva微球制备方法
CN103132163A (zh) 一种具有多重核壳结构的纤维及其制备方法
Shao et al. Droplet microarray on patterned butterfly wing surfaces for cell spheroid culture
CN106497771A (zh) 一种用于多种药物及细胞同时筛选的多功能微流控芯片
Cai et al. A microfluidic platform utilizing anchored water-in-oil-in-water double emulsions to create a niche for analyzing single non-adherent cells
KR20130109876A (ko) 고분자 기반 마이크로 액적 제조 초미세 유체칩 및 이를 이용한 고분자 기반 마이크로 액적 제조 방법
CN212316139U (zh) 一种仿生多器官芯片
CN103360459B (zh) 恒流扩散的蛋白质结晶方法和开放式恒流扩散蛋白质结晶阵列芯片及其制作方法和应用
Wu et al. Multicompartmental Hydrogel Microspheres as a Tool for Multicomponent Analysis
CN104492396B (zh) 基于蛋白分子印迹的靶向脂质体的制备方法及其产品
KR20090083784A (ko) 비구형 하이드로 젤 미세입자를 기반으로 한 바이오 분석용미세유체시스템
CN116004381A (zh) 一种用于细胞三维培养的低粘附孔板、多器官微流控芯片及其应用
CN103012812A (zh) 一种水溶性荧光纳米微球的制备方法
Chen et al. On-Chip Octanol-Assisted Liposome Assembly for Bioengineering
CN113588896A (zh) 一种微流道装置和高通量可编程多浓度药物的建立方法
US20200261912A1 (en) Method for generating micro samples and generation chip
CN107589254A (zh) 一种免疫脂质体复合物纳米粒子生物芯片的制造方法及应用
He et al. Recent development of cell analysis on microfludics

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190412