CN213251265U - 一种用于纳米粒制备的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于纳米粒制备的设备，包括进料机构、第一传输机构、搅拌混合机构、第二传输机构、固化机构、第三传输机构、雾化机构、抽气泵和收集装置；所述进料机构的一端通过所述第一传输机构与所述搅拌混合机构的输入端连接，所述搅拌混合机构的第一输出端通过所述第二传输机构与所述固化机构连接，所述搅拌机构的第二输出端通过所述第三传输机构与所述雾化机构连接，所述雾化机构的输出端与所述收集装置的输入端连接，所述收集装置的输出端、所述固化装置的输出端均与所述抽气泵连接。组成部件灵活、原料种类数量可变、可进行搅拌、超声、加热、减压、雾化、制备迅速、成本低。

Description

一种用于纳米粒制备的设备

技术领域

本申请涉及纳米制备技术，具体涉及一种用于纳米粒制备的设备。

背景技术

纳米制剂是药物制剂学中技术含量较高的尖端技术。为了在1-1000nm的尺度上形成原料药物和辅料组成的纳米微粒，需要根据原料药物和辅料的理化特性采取多种工艺以达到成品药物的需求，在纳米制剂过程中，搅拌、超声、加热、减压、雾化是常用的工艺。搅拌可将多种原料混匀，超声可使两种或以上的不相溶液体均匀混合形成乳状液，加热可使部分溶质在溶剂中的溶解度增加，减压可促进部分溶剂挥发，雾化可将原料药物和辅料打散为微小的液滴和微粒而形成气溶胶并回收，其尺度和均一性主要由设备性能决定，故搅拌、超声、加热、减压、雾化设备在纳米制剂中是不可或缺的。然而长久以来，我国的纳米制剂技术在很大程度上依赖于进口设备，其中进口设备的市场价约为数百万元人民币，其高昂的成本既令中小制药企业难以承受，也不适用于需要小批量试制的科研和教学场景。例如美国专利 US20200023358A1描述了一种利用微流控混合制剂的设备，其耗材为特制，制备量固定，且可制剂的原料数量限定为2种，既限制了制剂的规模，也限制了纳米制剂的配方范围，且微流控法纳米制剂的效率较低，耗时较长。美国专利US4978067描述了一种利用压电效应的同轴雾化喷头，该喷头虽然可用于进行较大规模的纳米制剂，但其结构复杂，成本较高，对制剂流量有较高要求，且雾化液滴尺度均一性较低，不适用于对雾化液滴尺度均一性要求较高的小规模纳米制剂。故纳米制剂领域急需一种规模灵活、原料种类数量可变、可进行搅拌、超声、加热、减压、雾化、制备迅速、成本低廉的纳米制剂设备。

雾化技术通过高频率机械振荡在液体薄膜表面形成毛细驻波，当其振幅高于维持液体表面张力所需的振幅时，峰顶处的液滴将以液滴的形式脱离，其尺度与振荡装置的材料和结构设计、震荡频率和振幅有关。能产生高频超声波并雾化液体的片状电子元件称为雾化片，其材料可以是具有数千个直径为1μm至5μm的激光钻孔的金属网/片在液体的顶部振动以通过孔压出微小的液滴而实现液体雾化，也可以是压电陶瓷或接在环形压电元件上的金属板在液体底部高频震动以实现液体雾化。

无论雾化器的技术种类，将其用于纳米制剂领域时均需要与混合搅拌以及气雾液滴回收装置配合应用。为了提高制剂质量和纯度，部分配方还需要超声乳化、加热促溶解、减压除溶剂。然而，目前市面上并无集成上述工艺的适用于科研或试制的小批量纳米制剂雾化器。

实用新型内容

本申请实施例提供一种用于纳米粒制备的设备，其结构简洁、成本低，适用于小批量的雾化纳米制剂的生产、且灵活程度高。

一种纳米粒制备装置，包括进料机构、第一传输机构、搅拌混合机构、第二传输机构、固化装置、第三传输机构、雾化机构和收集装置；进料机构的一端通过第一传输机构与搅拌机构的输入端连接，搅拌机构的第一输出端通过第二传输机构与固化装置连接，搅拌机构的第二输出端通过第三传输机构与雾化机构连接，雾化机构的输出端与收集装置的输入端连接，收集装置的输出端、固化装置的输出端均与抽气泵连接。

进一步地，搅拌混合机构包括液体搅拌装置、套设于所述液体搅拌装置外的加热装置，液体搅拌装置顶端设置有空气过滤器、液体搅拌装置中部穿设有一超声探头，液体搅拌装置底端还设置有磁力搅拌子，磁力搅拌子通过搅拌室底部的可调磁力电机驱动旋转进行搅拌，可灵活地根据使用者所需对搅拌装置内的液体进行搅拌的速度、频率的调节。顶部有可调节流量的阀门，可密闭或可连接气体过滤装置，其滤膜可过滤空气中的细菌等杂质。搅拌装置的可调节功率的超声探头可使不相溶液体乳化，促进溶质的溶解；搅拌装置底部与可产生负压的抽气泵连接，使搅拌装置内部的气压降低，促进溶剂挥发；混匀后液体经导管由可调速蠕动泵推入雾化机构底部。搅拌装置的外部还设置有多个导管连接器，搅拌装置的底端还设置有磁力搅拌电机可调开关、加热装置可调开关和超声探头可调功率开关。

优选地，液体搅拌装置的材料为无色或有色透明玻璃、树脂或工程塑料。液体搅拌装置的容积为10ml至1000ml。液体搅拌装置的材料为无色或有色透明玻璃、树脂或工程塑料。液体搅拌装置顶部有穿过可拆卸盖板的超声探头。液体搅拌装置顶部有可连接抽气泵的导管接头。液体搅拌装置顶部有可调节流量的阀门，可密闭或可连接气体过滤装置，其滤膜可过滤空气中的细菌等杂质。液体搅拌装置侧面固定的导管连接器可以使用匹配的导管塞封闭，以达到按需灵活选择原料药剂数量的目的。

进一步地，液体搅拌装置内部的搅拌器转子是磁力搅拌子，并通过磁力与电机顶部的磁性转子吸引旋转搅拌，以符合不同药剂所需的搅拌方式。液体搅拌装置中的搅拌子为橄榄型或圆柱形，其长度为10mm至100mm。

液体搅拌装置外部的加热装置可以由可调开关调节温度，并可将热量传递到搅拌装置内部，其功率为1W至100W。液体搅拌装置内的超声探头的功率可调节，其功率为0.1W至100W。所述液体搅拌装置内部可由连接的抽气泵产生负压，以达到促进溶剂挥发，提高制剂纯度的目的。

优选地，所述液体搅拌装置内部的压强在抽气泵的作用下可调节，其压强为0.1至1倍标准大气压。

进一步地，雾化机构还包括一级雾化器、二级雾化器和蠕动泵，一级雾化器、二级雾化器与蠕动泵为电连接，一级雾化器与二级雾化器为可拆卸连接；一级雾化器和二级雾化器均为一圆锥形的壳体，壳体的从上至下依次设置有输入端、雾化片和输出端，雾化片上设置有大量贯通上下表面的小孔，允许混合后的液体通过，一级雾化器的输入端与第三传输机构连接，一级雾化器的输出端通过导管与二级雾化器的输入端连接，二级雾化器的输出端通过导管与收集装置连接。一级雾化器中的雾化片通过所述控制装置接通电源后对液体进行雾化后，形成的气雾在所述抽气泵的作用下通过导管进入二级雾化器进行进一步雾化或直接进入收集装置。

雾化片的材料可以是微孔钢片或压电陶瓷，以适应不同原料制剂所需的雾化方式。雾化片的震荡频率为100kHz至2MHz。雾化器可拆卸更换，且其上的导管连接器与导管连接盒拆卸。雾化器顶部的锥形结构通过导管与收集装置相连通，导管在收集装置内的长度应接近收集装置底部。

优选地，雾化器分为一级雾化器和可选的二级雾化器，用导管相连，可根据雾化工艺要求选择雾化级数。一级雾化器的雾化片朝向上方，二级雾化器的雾化片朝向下方。一级雾化器顶部的导管可与收集装置的进气导管直接相连。

进一步地，进料机构包括多个试剂瓶，试剂瓶顶端为圆形开口且设置有透气试剂瓶塞，透气试剂瓶塞中穿设有一导管，导管的顶端电连接蠕动泵；蠕动泵上还设置蠕动泵转速调节开关，蠕动泵的输出端连接所述第一传输机构。蠕动泵上的转速调节开关可根据使用者在实际使用的时候进行调节，更灵活地配合把原料试剂瓶中进行负压吸取液体。

优选地，原料试剂瓶可由容积为1.5ml的锥形底微型离心管构成。

优选地，原料试剂瓶可由容积为15ml的锥形底小型离心管构成。

优选地，原料试剂瓶可由容积为50ml的锥形底中型离心管构成。

优选地，原料试剂瓶可由容积为100ml至500ml的平底或圆底大型离心管构成。

优选地，原料试剂瓶可由容积为50ml至500ml的平底锥形或圆柱形试剂瓶构成。

优选地，原料试剂瓶的数量为上述的1、2、3、4或5种。原料试剂瓶的材质可以是塑料、玻璃或适合盛放所需试剂的其他无色或有色透明材质。进一步地，原料试剂瓶的开口为为圆形。与原料试剂瓶匹配的瓶塞均允许空气进入，且将导管穿过瓶塞插入试剂瓶。导管可以负压从试剂瓶底部吸取液体药剂。

进一步地，固化装置设置液氮容器，液氮容器内还穿设有一冷阱，冷阱的输入端连接第二传输机构，冷阱的输出端连接抽气泵。冷阱是包括进气口、冷凝管、出气口的由耐低温的玻璃材质制成，其外部套有盛放适量液氮的用于保温的液氮容器。

进一步地，收集装置由所述容积的锥形底的离心管和有进出导管的密封盖组成，气雾通过导管穿过密封盖进入离心管内，并在管底部聚集成液体，密封盖顶部的出气导管与抽气泵相连。收集装置可由容积为1.5ml的锥形底微型离心管构成。

优选地，收集装置可由容积为15ml的锥形底小型离心管构成。

优选地，收集装置可由容积为50ml的锥形底中型离心管构成。

优选地，收集装置可由容积为100ml至500ml的平底或圆底大型离心管构成。

优选地，收集装置可由容积为50ml至500ml的平底锥形或圆柱形试剂瓶构成。

收集装置的材质可以是塑料、玻璃或适合盛放成品纳米制剂的其他无色或有色透明材质。且收集装置的开口为圆形。

优选地，与收集装置匹配的瓶塞为双口，且组装后不允许空气通过瓶塞进入收集装置，导管穿过瓶塞插入收集装置。

优选地，收集装置出气口可以连接抽气泵产生负压从收集装置顶部抽取气体。

进一步地，第一传输机构、第二传输机构、第三传输机构为导管。导管的内外直径和弹性与蠕动泵匹配。导管通过导管连接器连接所述液体搅拌混合机构后可拆卸清洗。导管与液体搅拌装置连接的接头装有可调节流量的阀门。

进一步地，蠕动泵可以通过动作机构的转动周期性地挤压导管，使导管内形成负压，从试剂瓶中吸取液体药剂。

与现有的纳米粒的制备设备相比，本实用新型的技术效果和优点：设置进料机构、第一传输机构、搅拌混合机构、第二传输机构、固化装置、第三传输机构、雾化机构和收集装置，其组成规模灵活、原料种类数量可变、可进行搅拌、超声、加热、减压、雾化、制备迅速、成本低廉。该设备还能提高制剂质量和纯度，适用于科研或试制的小批量纳米制剂。可实现对原料实际的多种不同加工工艺，生产制备过程更灵活、更高效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1提供的用于纳米粒制备的设备结构示意图；

图2位实施例1提供的搅拌混合机构的结构示意图。

附图标记说明：

进料机构10，原料试剂瓶11，透气试剂瓶塞12，导管13，蠕动泵14，蠕动泵转速调节开关15；

第一传输机构20；

搅拌混合机构30，液体搅拌装置31，阀门331，加热装置32，空气过滤器33，超声探头34，磁力搅拌子35，导管连接器36，磁力搅拌电机可调开关37、加热装置可调开关38，超声探头可调功率开关39；

第二传输机构40；

固化装置50，液氮容器51，冷阱52

第三传输机构60；

雾化机构70，一级雾化器71，二级雾化器72，蠕动泵73，输入端74，雾化片75，输出端76；

抽气泵80；

收集装置90，离心管91，输入导管92，输出导管93，密封盖94。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种用于纳米粒制备的设备，如图1所示，包括进料机构10、第一传输机构20、搅拌混合机构30、第二传输机构40、固化装置50、第三传输机构60、雾化机构70、抽气泵80和收集装置90。进料机构10的一端通过第一传输机构20与搅拌混合机构30的输入端连接，搅拌混合机构30的第一输出端 31通过第二传输机构40与固化装置50连接，搅拌混合机构30的第二输出端 32通过第三传输机构60与雾化机构70连接，雾化机构70的输出端与收集装置90的输入端连接，收集装置90的输出端、固化装置50的输出端均与抽气泵80连接。

如图1和图2所示，搅拌混合机构30包括液体搅拌装置31、套设于液体搅拌装置31外的加热装置32，液体搅拌装置31顶端设置有空气过滤器33、液体搅拌装置31中部穿设有一可拆卸的超声探头34，液体搅拌装置31底端还设置有磁力搅拌子35，液体搅拌装置31的外部还设置有多个导管连接器 36，液体搅拌装置35的底端还设置有磁力搅拌电机可调开关36、加热装置可调开关37和超声探头可调功率开关38；空气过滤器33中设有可调节流量的阀门331。

液体搅拌装置31的材料为无色或有色透明玻璃、树脂或工程塑料，液体搅拌装置31的容积为10ml至1000ml；液体搅拌装置31顶部有可连接抽气泵 80的导管接头39。

雾化机构70还包括可拆卸连接的一级雾化器71、二级雾化器72和蠕动泵73，一级雾化器71、二级雾化器72与蠕动泵73为电连接；一级雾化器71 和二级雾化器72均为一圆锥形的壳体，壳体的从上至下依次设置有输入端74、雾化片75和输出端76，雾化片75上设置有大量贯通上下表面的小孔，一级雾化器71的雾化片朝向上方，二级雾化器72的雾化片朝向下方；一级雾化器71的输入端与第三传输机构60连接，一级雾化器71的输出端通过导管与二级雾化器72的输入端连接，二级雾化器72的输出端通过导管与收集装置 90连接。

进一步地，雾化片75为孔钢片或压电陶瓷；雾化器上的导管连接器77与导管可拆卸连接，雾化器顶部的锥形结构通过导管与收集装置90相连通；一级雾化器71顶部的导管可与收集装置90的进气导管直接相连。

进一步地，进料机构10包括多个原料试剂瓶11，原料试剂瓶11顶端设置透气试剂瓶塞12，透气试剂瓶塞12中穿设有一导管13，导管12的顶端电连接蠕动泵14；蠕动泵14上还设置蠕动泵转速调节开关15，蠕动泵15的输出端连接第一传输机构20。原料试剂瓶11可由容积为50ml至500ml的平底锥形或圆柱形试剂瓶构成。

固化装置50设置液氮容器51，液氮容器51内还穿设有一冷阱52，冷阱 52的输入端连接第二传输机构30，冷阱52的输出端连接抽气泵80。

收集装置90由锥形底的离心管91、穿设有输入导管92、输出导管93的密封盖94组成。

第一传输机构20、第二传输机构30、第三传输机构60为导管。

本实用新型的工作原理为：

原料试剂瓶一端有圆形开口，另一端用允许气体通过的瓶口塞固定；导管一端通过瓶口塞进入试剂瓶底部，另一端通过蠕动泵，并与搅拌装置连通；蠕动泵通过产生负压将液体从试剂瓶中吸出；液体搅拌混合装置一端装有一路或多路内有螺母的导管连接器，可通过导管上的配套导管连接器连接，搅拌室内有一磁力搅拌子，液体通过导管进入搅拌室后，磁力搅拌子通过搅拌室底部的磁力驱动电机旋转，将搅拌室中的试剂混匀；超声探头可将搅拌室内的液体乳化；连接了抽气泵的导管连接器可在搅拌室内产生负压，使搅拌室内的挥发性溶剂通过抽出，并经过冷阱凝华为固体；加热装置可将搅拌室和其中的液体加热，促进溶质和溶剂的溶解。混匀后的液体通过搅拌室底部的导管连接器进入导管，通过可调速蠕动泵进入可拆卸的一级雾化器；雾化器由导管连接器、雾化片和雾化室构成，并与固定电极的底座相连，雾化片有大量贯通上下表面的所述直径的小孔，允许混匀后液体通过，控制开关可以将震荡信号通过电极驱动雾化片将混匀液体均匀雾化成微小液滴；液滴通过导管进入可拆卸的二级雾化器进行进一步雾化或直接进入连接了可调速抽气泵的收集装置，收集装置由所述容积的锥形底的离心管和有进出导管的双孔塞组成，气雾通过导管穿过密封盖进入离心管内，液滴聚集在连接了输入导管和输出导管的密封收集装置底部。

本申请纳米粒制备装置，可实现对原料实际的多种不同加工工艺：仅一级雾化；一级雾化后二级雾化；仅搅拌；仅超声；搅拌时超声；搅拌时加热；搅拌时减压、搅拌时超声加热；搅拌时超声、加热、减压；搅拌时超声后仅一级雾化；搅拌时加热后仅一级雾化；搅拌时减压后仅一级雾化；搅拌时超声且一级雾化后二级雾化；搅拌时加热且一级雾化后二级雾化；搅拌时减压且一级雾化后二级雾化；搅拌时超声、加热且一级雾化后二级雾化；搅拌时超声、减压且一级雾化后二级雾化；搅拌时加热、减压且一级雾化后二级雾化；搅拌时超声、加热、减压且一级雾化后二级雾化。该设备的规模灵活、原料种类数量可变、可进行搅拌、超声、加热、减压、雾化、制备迅速、成本低廉。该设备还能提高制剂质量和纯度，适用于科研或试制的小批量纳米制剂。

利用本实用新型所述技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于纳米粒制备的设备，其特征在于，包括进料机构、第一传输机构、搅拌混合机构、第二传输机构、固化装置、第三传输机构、雾化机构、抽气泵和收集装置；所述进料机构的一端通过所述第一传输机构与所述搅拌混合机构的输入端连接，所述搅拌混合机构的第一输出端通过所述第二传输机构与所述固化装置连接，所述搅拌混合机构的第二输出端通过所述第三传输机构与所述雾化机构连接，所述雾化机构的输出端与所述收集装置的输入端连接，所述收集装置的输出端、所述固化装置的输出端均与所述抽气泵连接。

2.根据权利要求1所述一种用于纳米粒制备的设备，其特征在于，所述搅拌混合机构包括液体搅拌装置、套设于所述液体搅拌装置外的加热装置，所述液体搅拌装置顶端设置有空气过滤器、所述液体搅拌装置中部穿设有一可拆卸的超声探头，所述液体搅拌装置底端还设置有磁力搅拌子，所述搅拌装置的外部还设置有多个导管连接器，所述搅拌装置的底端还设置有磁力搅拌电机可调开关、加热装置可调开关和超声探头可调功率开关；所述空气过滤器中设有可调节流量的阀门。

3.根据权利要求2所述一种用于纳米粒制备的设备，其特征在于，液体搅拌装置的材料为无色或有色透明玻璃、树脂或工程塑料，所述液体搅拌装置的容积为10ml至1000ml；液体搅拌装置顶部有可连接抽气泵的导管接头。

4.根据权利要求1所述一种用于纳米粒制备的设备，其特征在于，所述雾化机构还包括可拆卸连接的一级雾化器、二级雾化器和蠕动泵，所述一级雾化器、所述二级雾化器与所述蠕动泵为电连接；所述一级雾化器和所述二级雾化器均为一圆锥形的壳体，所述壳体的从上至下依次设置有输入端、雾化片和输出端，所述雾化片上设置有大量贯通上下表面的小孔，所述一级雾化器的所述雾化片朝向上方，所述二级雾化器的所述雾化片朝向下方；所述一级雾化器的输入端与所述第三传输机构连接，所述一级雾化器的输出端通过导管与所述二级雾化器的输入端连接，所述二级雾化器的输出端通过导管与所述收集装置连接。

5.根据权利要求4所述一种用于纳米粒制备的设备，其特征在于，所述雾化片为孔钢片或压电陶瓷；所述雾化器上的导管连接器与导管可拆卸连接，所述雾化器顶部的锥形结构通过导管与所述收集装置相连通；所述一级雾化器顶部的导管可与所述收集装置的进气导管直接相连。

6.根据权利要求1所述一种用于纳米粒制备的设备，其特征在于，所述进料机构包括多个原料试剂瓶，所述原料试剂瓶顶端设置透气试剂瓶塞，所述透气试剂瓶塞中穿设有一导管，所述导管的顶端电连接蠕动泵；所述蠕动泵上还设置蠕动泵转速调节开关，所述蠕动泵的输出端连接所述第一传输机构。

7.根据权利要求6所述一种用于纳米粒制备的设备，其特征在于，所述原料试剂瓶可由容积为50ml至500ml的平底锥形或圆柱形试剂瓶组成。

8.根据权利要求1所述一种用于纳米粒制备的设备，其特征在于，所述固化装置设置液氮容器，所述液氮容器内还穿设有一冷阱，所述冷阱的输入端连接所述第二传输机构，所述冷阱的输出端连接所述抽气泵。

9.根据权利要求1所述一种用于纳米粒制备的设备，其特征在于，所述收集装置由锥形底的离心管和密封盖组成，所述密封盖中穿设有输入导管、输出导管。

10.根据权利要求1所述一种用于纳米粒制备的设备，其特征在于，所述第一传输机构、第二传输机构、第三传输机构均为导管。

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