CN115193352A - 基于惯性和声波效应用于纳米颗粒合成的高效微混合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于惯性和声波效应用于纳米颗粒合成的高效微混合器，包括微流控芯片、声波控制系统、流动控制系统。微流控芯片包括PDMS微通道和玻璃基板；PDMS微通道主要由侧壁尖角和收缩扩张结构单元构成；声波控制系统包括压电换能器、信号发生器和信号放大器；流体控制系统由注射泵、注射器和导管组成。针对现有微混合器流量应用范围窄、难以与下游分析测试平台集成的问题，本发明通过侧壁尖角结构和收缩‑扩张阵列结构在流道内引入声流和惯性流，使混合过程能够在较宽流量范围内快速高效的进行。具有较高的可控性，能够快速连续的制备尺寸可控、粒径分布均一的纳米颗粒。本发明装置结构简单、易于加工制造、应用流量范围较广。
Description
技术领域
本发明涉及微流控装置中微反应、微混合技术领域，具体涉及一种基于惯性和声波效应用于纳米颗粒合成的高效微混合器。
背景技术
高效混合是样品制备、化学反应、纳米颗粒合成和酶促反应等生物化学研究过程中的重要步骤。传统的宏观混合主要依赖于机械搅拌和振荡，但这种方法具有大样本量、难以与下游分析测试平台集成、耗时长等缺点。
微流控平台由于其试剂消耗少、分析速度快和易于集成等优点，近年来药品检测、化学合成等领域受到了广泛关注。目前，根据有无外界能量驱动将微混合器分为主动式和被动式。由于微通道内较低的雷诺数，微流体的混合主要依赖于分子扩散作用。被动式微混合器主要通过改变微通道的结构来增加流体接触面积或产生混沌流，进而增强混合效果，其缺点在于结构复杂、可控性差、引入鞘流稀释样品以及受限于在较高的流速下运行。主动式混合器依赖于外部能量驱动实现混合，例如温度场、压力、磁场、电场和声场等，其优点在于结构简单、混合过程可控，但同时也会存在加工成本昂贵、生物相容性较低等问题。
因此，设计开发出具有较强的可控性并且能在较宽流量范围内快速高效混合的微混合器，对生物和化学反应研究和下游分析检测平台的集成具有重要的意义。
发明内容
针对上述现有技术，为了克服上述现有微混合技术的缺陷，本发明提供一种基于惯性和声波效应用于纳米颗粒合成的高效微混合器，通过侧壁尖角结构和收缩-扩张阵列结构在流道内引入声流和惯性流，使混合过程能够在较宽流量范围内快速高效的进行。该装置可以应用于纳米颗粒合成、酶促反应、化学浓度梯度生成等。
为了解决上述技术问题，本发明提出的一种基于惯性和声波效应用于纳米颗粒合成的高效微混合器，包括微流控芯片，所述微流控芯片包括玻璃基板，所述玻璃基板上面设有PDMS微流控通道，所述PDMS微流控通道上设有混合通道，所述混合通道一端连接有样品溶液入口通道，所述混合通道的另一端为样品出口，所述混合通道包含多组由侧壁尖角和收缩扩张结构构成的单元；所述样品溶液入口通道为N条相互并联的入口通道；该高效微混合器还包括声波控制系统和流体控制系统；所述声波控制系统包括压电换能器、信号发生器和信号放大器，所述压电换能器粘结在所述玻璃基板上面、且位于所述PDMS微流控通道的一侧，所述压电换能器通过导线和信号放大器相连，以实现声-电换能；所述信号发生器提供方波或正弦波信号，所述方波或正弦波信号经所述信号放大器放大后施加给所述的压电换能器，使得所述压电换能器振动产生体声波；所述流体控制系统包括设置在注射泵上的N个注射器，N个注射器的出液口通过各自相连的导管连接至所述PDMS微流控通道的N条入口通道；该高效微混合器启动后，在注射泵的驱动下，N个注射器内的待混合的样品溶液自所述PDMS微流控通道的N条入口通道注入至所述PDMS微流控通道的混合通道，混合后的样品溶液在样品出口处收集。
进一步讲，本发明所述的的高效微混合器，其中，所述PDMS微流控通道的厚度为30μm-300μm；所述混合通道中单元的数量为1-30；所述收缩扩张结构收缩段的尺寸是：宽10μm-200μm、长30μm-600μm，扩张段的尺寸是：宽200μm-3mm、长200μm-3mm；所有侧壁尖角按照沿主流道走向交错排布于两侧壁，尖角的高度为100μm-600μm且大于主流道宽度的四分之一，尖角的角度10°-90°，尖角的间距为100μm-600μm；所述样品溶液入口通道和样品出口的宽度为200μm-3mm；N＝2-4；所述PDMS微流控通道的混合通道采用SU8负性光刻技术进行凸模刻蚀，铬板掩模板进行掩模曝光，使用PDMS进行浇注和热固，所述的PDMS微流控通道通过等离子技术与所述的玻璃基板键合。
当使用所述信号发生器产生的交流电信号驱动压电换能器时，产生沿玻璃基板X方向和Y方向传播的声波；所述声波随后沿着玻璃基板传播到所述PDMS微流控通道的混合通道，声振动耦合到液体中，形成固液界面振动，继而沿着垂直于界面的方向形成压力梯度；同时，在声学效应下产生声流涡促进流体横向流动。
通过对注射泵控制，在低流速下，流体在尖角附近的两对声流涡作用下实现快速且均匀的混合；当流体经过收缩-扩张结构时，在水平面内由于边界层分离产生惯性涡旋，在截面内由于离心力的作用产生反向对称Dean涡旋；在高流速下，流体在惯性效应下实现混合；在中等流速内，声流和惯性流协同作用，共同促进样本溶液的快速混合。
所述低流速为0-20μL/min，所述高流速为大于2000μL/min，所述中等流速为20-2000μL/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明结合惯性和声波效应在层流条件下产生惯性涡旋、Dean涡和声流，促进流体横向运动，实现样品溶液的快速均匀混合，最快混合时间在ms量级，最高混合效率达到99％。
(2)本发明在较宽流量范围内实现液体的快速均匀混合，易于与下游分析测试平台集成。
(3)本发明中的微流控装置利用侧壁尖角结构和收缩-扩张结构作为单元，装置结构简单、体积小、易于加工制造，适用于即时检测、可穿戴医疗设备等领域。
(4)本发明中的微流控装置可实现对样品溶液混合的精准控制，可控性较强，通过调节信号发生器的输入频率、信号放大器的放大倍数、注射泵的输入流速等参数，能够实现对不同粘度样品溶液的高效快速混合。
(5)本发明中的微流控装置能够利用离子交联法和纳米共沉淀法合成纳米颗粒，所合成的纳米颗粒尺寸可控、大小均一、单分散性良好。
附图说明
图1为本发明的高效微混合器整体结构示意图；
图2为本发明中的PDMS微通道结构示意图；
图3为单元的结构示意图；
图4为实施例微混合器可视化实验效果图；
图5为实施例微混合器在不同流速下的混合效果曲线图；
图6-1和图6-2为实施例微混合器在不同电压和不同单元数下的混合效果曲线图；
图7为实施例利用离子交联法制备所得壳聚糖纳米颗粒粒径分布图；
图8为实施例利用纳米沉淀法制备所得紫胶纳米颗粒粒径分布图。
图中：
11-PDMS微流控通道 12-玻璃基板 21-压电换能器
22-信号发生器 23-信号放大器 24-导线
31-高精度注射泵 32-注射器 33-导管
41-侧壁尖角 42-收缩扩张结构 101-样品溶液入口A
102-样品溶液入口B 103-样品溶液入口C 104-混合通道
105-样品出口
具体实施方式
本发明的设计思路是，装置由微流控芯片、声波控制系统、流动控制系统组成(图1)，其中微流控芯片结构主要包括一系列侧壁尖角和收缩-扩张结构(图2)。相较于单一的声流控装置，本设计能够在较高通量下高效运行。相较于单一的被动混合装置，本设计结构简单、易于制造且具有较高的可控性。基于上述两点，本发明装置可在较宽流量范围内实现高效、快速混合。
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
如图1所示，本发明提出的一种基于惯性和声波效应用于纳米颗粒合成的高效微混合器，包括微流控芯片、声波控制系统和流体控制系统。
所述微流控芯片包括PDMS微流控通道11和玻璃基板12，所述PDMS微流控通道11设置在所述玻璃基板12的上面。本发明中，所述PDMS微流控通道11的混合通道采用SU8负性光刻技术进行凸模刻蚀，铬板掩模板进行掩模曝光，使用PDMS进行浇注和热固，所述的PDMS微流控通道11通过等离子技术与所述的玻璃基板12键合，所述PDMS微流控通道11的厚度为30μm-300μm。所述PDMS微流控通道11上设有混合通道104，所述混合通道104一端连接有样品溶液入口通道，所述混合通道104的另一端为样品出口105，所述样品溶液入口通道为N条相互并联的入口通道，N＝2-4；如图2示出了包括有三个样品溶液入口的情形，分别为样品溶液入口A101、样品溶液入口B 102和样品溶液入口C 103；所述样品溶液入口通道和样品出口105的宽度为200μm-3mm。
如图3所示，本发明中，所述混合通道104包含1-30组由侧壁尖角41和收缩扩张结构42构成的单元，图3示出了该混合通道104中的一个单元，所有侧壁尖角41按照沿主流道走向交错排布于两侧壁，尖角的高度为100μm-600μm且大于主流道宽度的四分之一，尖角的角度10°-90°，尖角的间距为100μm-600μm；所述收缩扩张结构42收缩段的尺寸是：宽10μm-200μm、长30μm-600μm，扩张段的尺寸是：宽200μm-3mm、长200μm-3mm。
如图1所示，所述声波控制系统包括压电换能器21、信号发生器22和信号放大器23。
所述压电换能器21通过环氧树脂粘结在所述微流控芯片的玻璃基板12上面、且位于所述PDMS微流控通道11的一侧，所述压电换能器21通过导线24和信号放大器23相连，以实现声-电换能；所述信号发生器22提供并向压电换能器21施加方波或正弦波信号，所述方波或正弦波信号经所述信号放大器23放大后施加给所述的压电换能器21，使得所述压电换能器21振动产生体声波。
当使用所述信号发生器22产生的交流电信号驱动压电换能器21时，产生沿玻璃基板12X方向和Y方向传播的声波；所述声波随后沿着玻璃基板12传播到所述PDMS微流控通道11的混合通道104，声振动耦合到液体中，形成固液界面振动，继而沿着垂直于界面的方向形成压力梯度；同时，在声学效应下产生声流涡促进流体横向流动。
如图1所示，所述流体控制系统包括高精度注射泵31、注射器32和导管33。设置在注射泵31上的N个注射器32的出液口通过各自相连的所述的导管33连接至所述PDMS微流控通道11的N条入口通道。将待混合的样品溶液通过流体控制系统注入微流控芯片中，启动信号控制系统，装置即开始工作，经过微通道混合后的样品溶液在出口处收集。
该高效微混合器启动后，在注射泵31的驱动下，N个注射器32内的待混合的样品溶液自所述PDMS微流控通道11的N条入口通道注入至所述微流控芯片的PDMS微流控通道11的混合通道104，本发明高效微混合器中的所述混合通道104将侧壁尖角结构和收缩-扩张结构结合，基于惯性和声波效在较宽流量范围内实现高效均匀混合，混合过程分为三个阶段：声流主导阶段、声-惯协同阶段和惯性主导阶段。当使用信号发生器22产生的交流电信号驱动压电换能器21时，可以产生沿玻璃基板12X和Y轴方向传播的声波。声波随后沿着玻璃基板12传播到PDMS微流控通道11。PDMS微流控通道11的声振动耦合到周围的液体中，形成固液界面振动，继而沿着垂直于界面的方向形成压力梯度。在本发明的上述装置中产生的声学效应在特定位置产生快速流体流动，从而产生声流涡促进流体横向流动。通过对注射泵31控制，在低流速(0-20μL/min、且大于0)下，流体在尖角附近的两对声流涡作用下实现快速且均匀的混合。当流体经过收缩-扩张单元时，在水平面内由于边界层分离产生惯性涡旋，在截面内由于离心力的作用产生反向对称Dean涡旋；在高流速(大于2000μL/min)下，由于声流涡被主流压缩，流体主要在惯性效应下实现混合；在中等流速(20-2000μL/min)区间内，声流和惯性流协同作用共同促进样本溶液的快速混合，混合后的样品溶液在样品出口105处收集。
本发明所述的基于惯性和声波效应的高效微混合器可应用于离子交联法和纳米沉淀法连续制备纳米颗粒。纳米颗粒前驱体溶液在流动控制系统的驱动下流入微混合器，在微通道内接触并快速混合，在出口处收集最终获得纳米颗粒悬浮液。由于本发明中的微流控装置结合惯性和声波效应实现混合，在低流速下由信号发生器22驱动压换能器21，在侧壁尖角结构附近产生一对声流涡实现混合；在中等流速下由惯性和声波效应相互诱导产生的涡流实现混合；在高流速下由惯性效应产生的水平面惯性涡旋和截面Dean涡实现混合。通过调节信号发生器22的输入频率、信号放大器23的放大倍数、高精度注射泵31的输入流速等参数，能够实现对样品溶液的高效快速混合，具有较高的可控性。
实施例1
如图2所示，本实施例提供一种基于惯性和声波效应用于纳米颗粒合成的高效微混合器。N＝2，即PDMS微流控通道11有两个样品溶液入口，其中的混合通道104包括7个单元(包括侧壁尖角结构和收缩-扩张结构)和一个样品出口，样品溶液入口与样品出口均与外界相通，便于接通微管，装载或排出液体。微流控芯片的基本结构尺寸为：所述PDMS微流控通道的厚度为100μm；所述混合通道中侧壁尖角和收缩-扩张结构设置为一组单元，单元的数量为7；所述收缩扩张结构收缩段的尺寸是：宽100μm、长100μm，扩张段的尺寸是：宽600μm、长1121μm；所有侧壁尖角按照沿主流道走向交错排布于两侧壁，尖角的高度为200μm，尖角的角度15°，尖角的间距为600μm；所述样品溶液入口通道和样品出口的宽度均为600μm；所述的PDMS微流控通道通过等离子技术键合在所述的玻璃基板12上，使用环氧树脂胶将压电换能器21粘接在玻璃基板12上。
本实施例是对本发明提出的微混合器的可视化测试，如图1所示，具体步骤如下：
将荧光素粉末溶于去离子水中配置荧光溶液，用一次性注射器32分别吸取荧光溶液和去离子水溶液，装载于高精度注射泵31上，分别连接样品溶液入口A 101和样品溶液入口B 102。
通过倒置显微镜观察溶液混合情况，使用信号发生器22扫频确定装置谐振频率，本实例中谐振频率为1.3±0.3kHz。信号发生器22输出方波信号，电压经信号放大器23放大为10-40Vpp；
荧光溶液和去离子水溶液流速比设定为1：1，总流速区间设定为1μL/min-3000μL/min，开启注射泵31注入液体；
开启荧光照明系统，使用CCD相机拍摄每个单元出口的溶液混合情况，使用ImageJ软件进行灰度分析，并计算混合指数M。
图4为微混合器可视化实验效果图，从图4中可以看出，当荧光溶液和去离子水溶液从入口注入微通道中时，溶液界面分明；当荧光溶液和去离子水溶液经过混合通道后在出口处两种溶液界面消失，证明本发明提出的的一种基于惯性和声波效应用于纳米颗粒合成的高效微混合器能够取得理想的混合效果。
图5为微混合器在不同流速下的混合效果曲线图。在较宽的流量范围内，本发明提出的微混合器的混合效率均在90％以上。
图6-1和图6-2分别为微混合器在不同电压和不同单元数下的混合效果曲线图。本发明提出的微混合器可调参数多、可控性强，可以满足不同场景的应用需要。
本发明高效微混合器的结构简单、易于加工制造、应用流量范围较广，可作为微流控芯片中的前处理器与下游分析测试平台集成，为生物化学反应研究和快速检测应用提供平台。
实施例2
本实施例中采用的微流控芯片的结构与实施例1相同。
本实施例提供了利用本发明所述的高效微混合器采用离子交联法合成壳聚糖纳米颗粒，具体步骤如下：
将壳聚糖溶于稀盐酸溶液中配置成CS(壳聚糖)溶液，将三聚磷酸钠溶于去离子水中配置成TPP(三聚磷酸钠)溶液，浓度区间为0.2mg/mL-2mg/mL，用两个一次性注射器32分别吸取CS溶液和TPP溶液，装载于注射泵31上，分别连样品溶液入口A 101和样品溶液入口B102；
将信号发生器22频率设定为1.3±0.3kHz，输出方波信号，电压经信号放大器23放大为30Vpp；
CS溶液和TPP溶液流速比设定为1：1-3：1，总流速设定为100μL/min，开启注射泵31开始纳米颗粒的制备；
在混合通道104的样品出口105处收集最终的液体，得到壳聚糖纳米颗粒悬浮液。
实验测试分析：取1.5mL制得的壳聚糖纳米颗粒悬浮液，使用纳米粒度和Zeta电位仪对纳米颗粒的粒度进行测量，结果如图7所示。实施例2制备的纳米颗粒粒径分布范围窄、均一性强、单分散性良好。
实施例3
本实施例中采用的微流控芯片的结构与实施例1的不同仅为PDMS微流控通道11具有3个入口的通道，入口分别为样品溶液入口A101、样品溶液入口B 102和样品溶液入口C103。
本实施例提供了利用本发明所述的高效微混合器采用纳米共沉淀法合成紫胶纳米颗粒，包括如下步骤：
将紫胶溶于无水乙醇中配置成紫胶溶液，浓度区间为0.1mg/mL-5mg/mL，用三个一次性注射器32分别吸取紫胶溶液和去离子水，装载于注射泵31上，吸取有紫胶溶液的两个注射器32通过导管分别连接样品溶液入口A 101和样品溶液入口C 103，吸取有去离子水的注射器32通过导管连接样品溶液入口B 102；
将信号发生器22频率设定为1.3±0.3kHz，输出方波信号，电压经信号放大器23放大为30Vpp；
紫胶溶液和去离子水流速比设定为10：1-50：1，总流速设定为10μL/min-500μL/min,开启注射泵开始纳米颗粒的制备；
在混合通道104的样品出口105处收集最终的液体，得到紫胶纳米颗粒悬浮液。
实验测试分析：取1.5mL制得的紫胶纳米颗粒悬浮液，使用纳米粒度和Zeta电位仪对纳米颗粒的粒度进行测量，结果如图8所示。实施例3中制备的纳米颗粒粒径分布范围窄、均一性强、单分散性良好。
综上，本发明针对现有微混合器流量应用范围窄、难以与下游分析测试平台集成的问题，本发明通过结合惯性效应和声波效应，设计侧壁尖角和收缩扩张结构芯片，在较宽流量范围内诱导流体产生涡流，进而有效的促进了混合效率的提升；具有较高的可控性，能够快速连续的制备尺寸可控、粒径分布均一的纳米颗粒。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (7)
1.一种基于惯性和声波效应用于纳米颗粒合成的高效微混合器，包括微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片包括玻璃基板(12)，所述玻璃基板(12)上面设有PDMS微流控通道(11)，所述PDMS微流控通道(11)上设有混合通道(104)，所述混合通道(104)一端连接有样品溶液入口通道，所述混合通道(104)的另一端为样品出口(105)，所述混合通道(104)包含多组由侧壁尖角(41)和收缩扩张结构(42)构成的单元；所述样品溶液入口通道为N条相互并联的入口通道；
该高效微混合器还包括声波控制系统和流体控制系统；
所述声波控制系统包括压电换能器(21)、信号发生器(22)和信号放大器(23)，所述压电换能器(21)粘结在所述玻璃基板(12)上面、且位于所述PDMS微流控通道(11)的一侧，所述压电换能器(21)通过导线(24)和信号放大器(23)相连，以实现声-电换能；所述信号发生器(22)提供方波或正弦波信号，所述方波或正弦波信号经所述信号放大器(23)放大后施加给所述的压电换能器(21)，使得所述压电换能器(21)振动产生体声波；
所述流体控制系统包括设置在注射泵(31)上的N个注射器(32)，N个注射器(32)的出液口通过各自相连的导管(33)连接至所述PDMS微流控通道(11)的N条入口通道；
该高效微混合器启动后，在注射泵(31)的驱动下，N个注射器(32)内的待混合的样品溶液自所述PDMS微流控通道(11)的N条入口通道注入至所述PDMS微流控通道(11)的混合通道(104)，混合后的样品溶液在样品出口(105)处收集。
2.根据权利要求1所述的的高效微混合器，其特征在于，所述PDMS微流控通道(11)的厚度为30μm-300μm；所述混合通道(104)中单元的数量为1-30；
所述收缩扩张结构(42)收缩段的尺寸是：宽10μm-200μm、长30μm-600μm，扩张段的尺寸是：宽200μm-3mm、长200μm-3mm；
所有侧壁尖角(41)按照沿主流道走向交错排布于两侧壁，尖角的高度为100μm-600μm且大于主流道宽度的四分之一，尖角的角度10°-90°，尖角的间距为100μm-600μm；
所述样品溶液入口通道和样品出口的宽度为200μm-3mm；N＝2-4；
所述PDMS微流控通道(11)的混合通道采用SU8负性光刻技术进行凸模刻蚀，铬板掩模板进行掩模曝光，使用PDMS进行浇注和热固，所述的PDMS微流控通道(11)通过等离子技术与所述的玻璃基板(12)键合。
3.根据权利要求1所述的高效微混合器，其特征在于，当使用所述信号发生器(22)产生的交流电信号驱动压电换能器(21)时，产生沿玻璃基板(12)X方向和Y方向传播的声波；所述声波随后沿着玻璃基板(12)传播到所述PDMS微流控通道(11)的混合通道(104)，声振动耦合到液体中，形成固液界面振动，继而沿着垂直于界面的方向形成压力梯度；同时，在声学效应下产生声流涡促进流体横向流动。
4.根据权利要求3所述的高效微混合器，其特征在于，通过对注射泵(31)控制，在低流速下，流体在尖角附近的两对声流涡作用下实现快速且均匀的混合；当流体经过收缩-扩张结构时，在水平面内由于边界层分离产生惯性涡旋，在截面内由于离心力的作用产生反向对称Dean涡旋；在高流速下，流体在惯性效应下实现混合；在中等流速内，声流和惯性流协同作用，共同促进样本溶液的快速混合。
5.根据权利要求4所述的高效微混合器，其特征在于，所述低流速为0-20μL/min，所述高流速为大于2000μL/min，所述中等流速为20-2000μL/min。
6.利用如权利要求1-5任一所述的高效微混合器合成壳聚糖纳米颗粒，其特征在于，N＝2，2个入口通道的入口分别为样品溶液入口A和样品溶液入口B，采用离子交联法合成壳聚糖纳米颗粒，包括如下步骤：
1)将壳聚糖溶于稀盐酸溶液中配置成壳聚糖(CS)溶液，将三聚磷酸钠溶于去离子水中配置成三聚磷酸钠(TPP)溶液，浓度区间为0.2mg/mL-2mg/mL，用2个一次性注射器(32)分别吸取CS溶液和TPP溶液，并装载于注射泵(31)上，将2个一次性注射器(32)的出液口分别通过导管(33)连接至混合通道(104)的样品溶液入口A(101)和样品溶液入口B(102)；
2)将信号发生器(22)频率设定为1.3±0.3kHz，输出方波信号，电压经信号放大器(23)放大为30Vpp；
3)设定在流速为10μL/min-2000μL/min区间内，壳聚糖(CS)溶液与三聚磷酸钠(TPP)溶液的流速比为1：1-3：1，开启注射泵(31)；
4)在混合通道(104)的样品出口(105)处收集到的液体即为壳聚糖纳米颗粒悬浮液。
7.利用权利要求1-4任一所述的高效微混合器合成紫胶纳米颗粒，其特征在于，N＝3，3个入口通道的入口分别为样品溶液入口A(101)、样品溶液入口B(102)和样品溶液入口C(103)，采用纳米共沉淀法合成紫胶纳米颗粒，包括如下步骤：
1)紫胶溶于无水乙醇中配置成紫胶溶液，浓度区间为0.1mg/mL-50mg/mL，2个一次性注射器(32)分别吸取紫胶溶液，1个一次性注射器(32)吸取去离子水，并装载于注射泵(31)上，并将3个注射器的出液口分别通过导管(33)连接至混合通道(104)的样品溶液入口A(101)、样品溶液入口B(102)和样品溶液入口C(103)；
2)将信号发生器(22)频率设定为1.3±0.3kHz，输出方波信号，电压经信号放大器放大为30Vpp；
3)设定在流速为10μL/min-2000μL/min区间内，紫胶溶液和去离子水的流速比为10：1-50：1，开启注射泵(31)；
4)在混合通道(104)的样品出口(105)处收集的液体即为紫胶纳米颗粒悬浮液。
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