CN210145088U - 一种药物有效成分微球制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种药物有效成分微球制备装置，包括微液滴生成芯片本体，微液滴生成芯片本体上设置有中间通道、荧光剂通道、剪切液通道、剪切液辅导管、分液管道和缓冲管道，中间通道的进口端连通有原料进料装置，荧光剂通道、剪切液通道和剪切液辅导管依次从上到下设置，且均与中间通道连通。分液管道与中间通道连通，分液管道内设置有排序构件。本实用新型剪切液由剪切液通道和剪切液辅导管送入，设置在剪切液通道和剪切液辅导管内部的疏水型的涂料能够降低内壁不光滑对剪切液的阻力，避免堵塞，同时剪切液通道和剪切液辅导管能够提高液滴形成的速度，当剪切液通道和剪切液辅导管任意一个堵塞时，另一个仍可正常工作，保证了制药效率。

Description

一种药物有效成分微球制备装置

技术领域

本实用新型涉及制药设备技术领域，具体来说，涉及一种药物有效成分微球制备装置。

背景技术

生物制药领域有效药物成分一般为微球或微粒，例如胶囊里面的微粒，直径一般都很小，制备这种药物一般是通过微流控技术包裹形成有效成分，然后通过在有效成分外部包裹一层壳层形成药物微粒。

微液滴芯片(又称微流控芯片)是在传统的单相微流控芯片技术发展而来的，最早由芝加哥大学Rustem F.Ismagilov教授首先提出三入口T型微液滴芯片设计，并在之后的几年中得到广泛关注和应用。与单相微流控系统相比,由于其水/油两相分离的特征，具有如消耗样品和试剂量更少,混合速度更快,不易造成交叉污染,易于操控等优势。因此，在污染物快速高通量检测，生物样本分离、培育，观察化学反应进度等领域中有着重要的应用。

现有的微液滴芯片虽然制药效率高，但对于有效成分为高黏度液体时，生成的微粒大小不一，且容易堵塞微液滴芯片。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种药物有效成分微球制备装置，设置的剪切液通道和剪切液辅导管相互作用，能够提高液滴形成的速度，当剪切液通道和剪切液辅导管任意一个堵塞时，另一个仍可正常工作，保证了制药效率。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种药物有效成分微球制备装置，包括微液滴生成芯片本体，所述微液滴生成芯片本体上设置有中间通道、荧光剂通道、剪切液通道、剪切液辅导管、分液管道和缓冲管道，所述中间通道沿所述微液滴生成芯片本体长度方向设置，所述中间通道的进口端连通有原料进料装置，所述荧光剂通道、剪切液通道和剪切液辅导管依次从上到下设置，且均与所述中间通道连通，所述荧光剂通道包括两个直管和两个分别与两个所述直管的进口端连通的荧光剂进料装置，两所述直管沿所述中间通道轴线对称设置，所述剪切液通道包括两个弧形管和两个分别与两个所述弧形管连通的剪切液进料装置，两所述弧形管沿所述中间通道轴线对称设置，两个所述直管和两个所述弧形管均进口端朝上，出口端朝下倾斜设置；所述剪切液辅导管包括两个横管和两个分别与两个所述横管进口端连通的剪切液进料装置，两个所述横管水平对称设置在所述中间通道两侧。

所述分液管道与所述中间通道连通，所述分液管道内设置有排序构件，所述排序构件包括上排序斗和下排序斗，所述排序斗截面呈“八”字形，所述上排序斗大口端朝上，小口端朝下设置，所述下排序斗小口端朝上，大口端朝下设置，所述上排序斗和下排序斗的小口端相连通；所述分液管道的左右两侧设置有荧光检测区；所述缓冲管道的上端与所述分液管道下端连通，所述缓冲管道呈蛇形。

所述剪切液通道和剪切液辅导管内部均涂覆有疏水型的涂层，疏水型的涂料能够防止剪切液粘度过大引起堵塞。

工作原理：通过原料进料装置向中间通道加入原料(原料为药物有效成分液体)，通过荧光剂进料装置向荧光剂通道加入荧光剂，通过剪切液进料装置分别向剪切液通道和剪切液辅导管加入剪切液(剪切液为与原料互不相容的液体)。原料、荧光剂和剪切液均可通过外部气泵或者蠕动泵送入。首先原料下行过程与荧光剂混合，之后在剪切液通道和剪切液辅导管的出口端与剪切液混合，此过程原料在剪切液的剪切作用下分散形成液滴，形成的液滴经排序构件进入缓冲管道流出收集。上排序斗和下排序斗小口端形成颈口状通道，颈口状通道尺寸大小刚好只允许一个液滴通过，形成的液滴经颈口状通道可使液滴依次通过从而对液滴进行排序。经排序后的液滴进入缓冲管道，缓冲管道能提供充足的时间使得液滴在缓冲管道中固化，从而形成微粒。而分液管道两侧设置的荧光检测区可通过检测液滴的荧光性质确定液滴尺寸的大小，根据检测得到的液滴尺寸大小可通过调节中间通道和剪切液通道的压力，进而调节液滴的尺寸和生成速度。

原料、荧光剂和剪切液分别通过多个气泵或蠕动泵送入，设置多个气泵或蠕动泵的目的在于能够分别对中间通道、剪切液通道、剪切液辅导管进行压力控制。通道调节中间通道、剪切液通道和剪切液辅导管的压力可改变流体的流速，从而防止堵塞。同时剪切液辅导管横向设置能提高剪切液的剪切力，同时增大中间通道内的压力，可进一步防止出现堵塞的情况。

本实用新型剪切液由剪切液通道和剪切液辅导管送入，设置在剪切液通道和剪切液辅导管内部的疏水型的涂料能够降低内壁不光滑对剪切液的阻力，同时剪切液通道和剪切液辅导管相互作用，能够增大剪切力，从而提高液滴形成的速度，当剪切液通道和剪切液辅导管任意一个堵塞时，另一个仍可正常工作，保证了制药效率。设置的排序构件能够对液滴进行缓冲和排序，保证液滴依次通过；设置的缓冲管道能提供充足的时间使得液滴在缓冲管道中固化，从而形成微粒。

优选的，所述原料进料装置、荧光剂进料装置和剪切液进料装置的结构相同，所述原料进料装置包括入口、蛇形流阻管、样品管路和过滤区，所述入口、蛇形流阻管、样品管路和过滤区依次连通，所述过滤区包括过滤管和阻挡柱，所述阻挡柱设置在所述过滤管内。此处以原料为例说明，利用外部气泵或者蠕动泵将原料注入到入口，之后进入蛇形流阻管，蛇形流阻管用于精确控制原料的进入量，减少原料的持续流动，使原料仅由外部气泵或蠕动泵控制。该蛇形流阻管由多个U型管路组成。之后原料经样品管路进入过滤管。在过滤管内的原料其内的存在的杂质(颗粒、丝絮纤维等)被阻挡在阻挡柱处，从而减小杂质对液滴生成的影响。

优选的，所述阻挡柱为柱状阵列结构，所述柱状阵列结构由多排柱状阵列交错组成。

优选的，所述缓冲管道下端与液滴收集器连通。

优选的，所述剪切液通道外部上设置有温控管道，所述温控管道环绕设置在所述剪切液通道外部。温控管道的一端为进水端，一端为出水管。进水端可连接热水源或冷水源，通过向温控管道内通入热水或冷水进行温度调控，能避免温度对剪切液流速的影响，从而保证了制药效率。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型剪切液由剪切液通道和剪切液辅导管送入，设置在剪切液通道和剪切液辅导管内部的疏水型的涂料能够降低内壁不光滑对剪切液的阻力，避免堵塞，同时剪切液通道和剪切液辅导管相互作用，能够提高液滴形成的速度，当剪切液通道和剪切液辅导管任意一个堵塞时，另一个仍可正常工作，保证了制药效率。设置的排序构件能够对液滴进行缓冲和排序，保证液滴依次通过；设置的缓冲管道能提供充足的时间使得液滴在缓冲管道中固化，从而形成微粒。

(2)利用外部气泵或者蠕动泵将原料注入到入口，之后进入蛇形流阻管，蛇形流阻管用于精确控制原料的进入量，减少原料的持续流动，使原料仅由外部气泵或蠕动泵控制。该蛇形流阻管由多个U型管路组成。之后原料经样品管路进入过滤管。在过滤管内的原料其内的存在的杂质(颗粒、丝絮纤维等)被阻挡在阻挡柱处，从而减小杂质对液滴生成的影响。

(3)设置的温控管道的一端为进水端，一端为出水管。进水端可连接热水源或冷水源，通过向温控管道内通入热水或冷水进行温度调控，能避免温度对剪切液流速的影响，从而保证了制药效率。

附图说明

图1是本实用新型药物有效成分微球制备装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例中中间通道的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中原料进料装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中过滤区的结构示意图。

附图标记说明：

1、微液滴生成芯片本体；2、中间通道；3、荧光剂通道；4、剪切液通道；5、剪切液辅导管；6、分液管道；7、缓冲管道；8、原料进料装置；9、直管；10、荧光剂进料装置；11、弧形管；12、剪切液进料装置；13、横管；14、排序构件；15、上排序斗；16、下排序斗；17、荧光检测区；18、入口；19、蛇形流阻管；20、样品管路；21、过滤区；22、过滤管；23、阻挡柱；24、温控管道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例1：

如图1-4所示，一种药物有效成分微球制备装置，包括微液滴生成芯片本体1，所述微液滴生成芯片本体1上设置有中间通道2、荧光剂通道3、剪切液通道4、剪切液辅导管5、分液管道6和缓冲管道7，所述中间通道2沿所述微液滴生成芯片本体1长度方向设置，所述中间通道2的进口端连通有原料进料装置8，所述荧光剂通道3、剪切液通道4和剪切液辅导管5依次从上到下设置，且均与所述中间通道2连通，所述荧光剂通道3包括两个直管9和两个分别与两个所述直管9的进口端连通的荧光剂进料装置10，两所述直管9沿所述中间通道2轴线对称设置，所述剪切液通道4包括两个弧形管11和两个分别与两个所述弧形管11连通的剪切液进料装置12，两所述弧形管11沿所述中间通道2轴线对称设置，两个所述直管9和两个所述弧形管11均进口端朝上，出口端朝下倾斜设置；所述剪切液辅导管5包括两个横管13和两个分别与两个所述横管13进口端连通的剪切液进料装置12，两个所述横管13水平对称设置在所述中间通道2两侧。

所述分液管道6与所述中间通道2连通，所述分液管道6内设置有排序构件14，所述排序构件14包括上排序斗15和下排序斗16，所述排序斗截面呈“八”字形，所述上排序斗15和下排序斗16的小口端相对设置且连通；所述分液管道6的左右两侧设置有荧光检测区17；所述缓冲管道7的上端与所述分液管道6下端连通，所述缓冲管道7呈蛇形。

所述剪切液通道4和剪切液辅导管5内部均涂覆有疏水型的涂层，疏水型的涂料能够防止剪切液粘度过大引起堵塞。

所述原料进料装置8、荧光剂进料装置10和剪切液进料装置12的结构相同，所述原料进料装置8包括入口18、蛇形流阻管19、样品管路20和过滤区21，所述入口18、蛇形流阻管19、样品管路20和过滤区21依次连通，所述过滤区21包括过滤管22和阻挡柱23，所述阻挡柱23设置在所述过滤管22内。此处以原料为例说明，利用外部气泵或者蠕动泵将原料注入到入口18，之后进入蛇形流阻管19，蛇形流阻管19用于精确控制原料的进入量，减少原料的持续流动，使原料仅由外部气泵或蠕动泵控制。该蛇形流阻管19由多个U型管路组成。之后原料经样品管路20进入过滤管22。在过滤管22内的原料其内的存在的杂质(颗粒、丝絮纤维等)被阻挡在阻挡柱23处，从而减小杂质对液滴生成的影响。

所述阻挡柱23为柱状阵列结构，所述柱状阵列结构由多排柱状阵列交错组成。

所述缓冲管道7下端与液滴收集器连通。

工作原理：通过原料进料装置8向中间通道2加入原料(原料为药物有效成分液体)，通过荧光剂进料装置10向荧光剂通道3加入荧光剂，通过剪切液进料装置12分别向剪切液通道4和剪切液辅导管5加入剪切液(剪切液为与原料互不相容的液体)。原料、荧光剂和剪切液均可通过外部气泵或者蠕动泵送入。首先原料下行过程与荧光剂混合，之后在剪切液通道4和剪切液辅导管5的出口端与剪切液混合，此过程原料在剪切液的剪切作用下分散形成液滴，形成的液滴经排序构件14进入缓冲管道7流出收集。上排序斗15和下排序斗16小口端形成颈口状通道，颈口状通道尺寸大小刚好只允许一个液滴通过，形成的液滴经颈口状通道可使液滴依次通过从而对液滴进行排序。经排序后的液滴进入缓冲管道7，缓冲管道7能提供充足的时间使得液滴在缓冲管道7中固化，从而形成微粒。而分液管道6两侧设置的荧光检测区17可通过检测液滴的荧光性质确定液滴尺寸的大小，根据检测得到的液滴尺寸大小可通过调节中间通道2和剪切液通道4的压力，进而调节液滴的尺寸和生成速度。

原料、荧光剂和剪切液分别通过多个气泵或蠕动泵送入，设置多个气泵或蠕动泵的目的在于能够分别对中间通道2、剪切液通道4、剪切液辅导管5进行压力控制。通道调控中间通道2、剪切液通道4和剪切液辅导管5的压力可改变流体的流速，从而防止中间通道2或剪切液通道4或剪切液辅导管5堵塞。同时剪切液辅导管5横向设置能提高剪切液的剪切力，同时增大中间通道2内的压力，可进一步防止中间通道2或剪切液通道4或剪切液辅导管5出现堵塞的情况。

本实用新型剪切液由剪切液通道4和剪切液辅导管5送入，设置在剪切液通道4和剪切液辅导管5内部的疏水型的涂料能够降低内壁不光滑对剪切液的阻力，同时剪切液通道4和剪切液辅导管5相互作用，能够增大剪切力，从而提高液滴形成的速度，当剪切液通道4和剪切液辅导管5任意一个堵塞时，另一个仍可正常工作，保证了制药效率。设置的排序构件14能够对液滴进行缓冲和排序，保证液滴依次通过；设置的缓冲管道7能提供充足的时间使得液滴在缓冲管道7中固化，从而形成微粒。

实施例2：

如图2所示，本实施例在实施例1的基础上，所述剪切液通道4外部绕设有温控管道24。温控管道24的一端为进水端，一端为出水管。进水端可连接热水源或冷水源，通过向温控管道24内通入热水或冷水进行温度调控，能避免温度对剪切液流速的影响，从而保证了制药效率。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种药物有效成分微球制备装置，包括微液滴生成芯片本体，其特征在于，所述微液滴生成芯片本体上设置有中间通道、荧光剂通道、剪切液通道、剪切液辅导管、分液管道和缓冲管道，所述中间通道沿所述微液滴生成芯片本体长度方向设置，所述中间通道的进口端连通有原料进料装置，所述荧光剂通道、剪切液通道和剪切液辅导管依次从上到下设置，且均与所述中间通道连通，所述荧光剂通道包括两个直管和两个分别与两个所述直管的进口端连通的荧光剂进料装置，两所述直管沿所述中间通道轴线对称设置，所述剪切液通道包括两个弧形管和两个分别与两个所述弧形管连通的剪切液进料装置，两所述弧形管沿所述中间通道轴线对称设置，两个所述直管和两个所述弧形管均进口端朝上，出口端朝下倾斜设置；所述剪切液辅导管包括两个横管和两个分别与两个所述横管进口端连通的剪切液进料装置，两个所述横管水平对称设置在所述中间通道两侧；

所述分液管道与所述中间通道连通，所述分液管道内设置有排序构件，所述排序构件包括上排序斗和下排序斗，所述排序斗截面呈“八”字形，所述上排序斗和下排序斗的小口端相对设置且连通；所述分液管道的左右两侧设置有荧光检测区；所述缓冲管道的上端与所述分液管道下端连通，所述缓冲管道呈蛇形。

2.根据权利要求1所述的药物有效成分微球制备装置，其特征在于，所述原料进料装置、荧光剂进料装置和剪切液进料装置的结构相同，所述原料进料装置包括入口、蛇形流阻管、样品管路和过滤区，所述入口、蛇形流阻管、样品管路和过滤区依次连通，所述过滤区包括过滤管和阻挡柱，所述阻挡柱设置在所述过滤管内。

3.根据权利要求2所述的药物有效成分微球制备装置，其特征在于，所述阻挡柱为柱状阵列结构，所述柱状阵列结构由多排柱状阵列交错组成。

4.根据权利要求1所述的药物有效成分微球制备装置，其特征在于，所述缓冲管道下端连通有液滴收集器。

5.根据权利要求1所述的药物有效成分微球制备装置，其特征在于，所述剪切液通道外部绕设有温控管道。

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