CN218393404U - 混合器及混合系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种混合器，其包括：混合管，所述混合管具有液体入口和液体出口；第一混合部，所述第一混合部设置于所述混合管内，并且所述第一混合部的至少部分形成为螺旋状；所述螺旋状的第一混合部形成有容纳空间；以及第二混合部，所述第二混合部设置于所述容纳空间；其中，所述第二混合部与所述第一混合部之间具有间隙，以便待混合的液体能够从液体入口进入所述混合管，并且至少从该间隙处流动并混合后，从液体出口排出。本公开还提供一种混合系统。

Description

混合器及混合系统

技术领域

本公开涉及一种混合器，尤其涉及一种被动式纳米制剂混合器。

背景技术

微流控鱼骨形混合器(Bellveau等人，2012年)。鱼骨形混合器是一种具有人字形凹槽的混合结构，形似鱼骨，其有两个入口，一个用于脂质的乙醇溶液，另一个用于RNA缓冲溶液。制备样品时，采用注射泵将脂质的乙醇溶液和RNA缓冲液分别泵入鱼骨形混合器的两个入口，当两股流体在人字形凹槽的混合结构处相遇时，它们相互折叠和缠绕，两股流体之间的扩散长度成指数倍减小，这允许两股流体可以在毫秒的时间尺度上实现快速混合，混合过程中含有脂质的乙醇溶液被快速稀释，导致脂质材料从乙醇相中析出，并与RNA一起自组装形成脂质纳米粒颗粒或脂质体。该方法制备的RNA-脂质纳米粒颗粒或脂质体复合物中RNA 的包封率可超过90％。粒径的大小通过改变配方中的PEG脂质含量以及混合流速进行调节。

微流控鱼骨形混合器的局限性在于：只适用于实验室级别的小规模生产制备，由于微流控芯片采用环烯烃共聚物加工而成，溶剂的使用受到限制，其次是鱼骨形微通道结构复杂，压降高，容易堵塞，无法承受高流速，故不适用于放大生产。

T型管混合器(Jeffs等人，2005)。在该方法中，核酸溶解在酸性缓冲液中，而阳离子脂质、DSPC、胆固醇和PEG脂质溶解在乙醇溶液中。采用蠕动泵将上述两种溶液泵入T形管混合器进行混合时，含有脂质的乙醇溶液被快速稀释，导致脂质材料从乙醇相中析出，其中带正电的阳离子脂质与核酸通过静电吸附在一起，并与其他脂质以自组装形成脂质纳米颗粒。最终混合物中残留的乙醇通过透析去除。该方法可制备直径为70至80纳米的颗粒，RNA包封效率可超过90％。

T型管混合器的局限性在于：由于实现快速混合所需的高流速，很难将该工艺应用于实验室制备规模。

实用新型内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种混合器。

根据本公开的一个方面，提供了一种混合器，其包括：

混合管，所述混合管具有液体入口和液体出口；

第一混合部，所述第一混合部设置于所述混合管内，并且所述第一混合部的至少部分形成为螺旋状；所述螺旋状的第一混合部形成有容纳空间；并且第一混合部的螺旋状的部分的至少部分与所述混合管的内壁接触；以及

第二混合部，所述第二混合部设置于所述容纳空间；

其中，所述第二混合部与所述第一混合部之间具有间隙，以便待混合的液体能够从液体入口进入所述混合管，并且至少从该间隙处流动并混合后，从液体出口排出。

根据本公开至少一个实施方式的混合器，所述第一混合部包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的外径小于等于所述混合管的内径。

根据本公开至少一个实施方式的混合器，所述第二混合部包括球体，所述球体沿所述液体的流动方向设置为多个，所述球体的直径小于所述螺旋弹簧的内径，由此所述球体与所述螺旋弹簧之间具有间隙。

根据本公开至少一个实施方式的混合器，所述待混合的液体至少沿所述球体的外表面流动。

根据本公开至少一个实施方式的混合器，所述间隙的尺寸为 0.005-10mm。

根据本公开至少一个实施方式的混合器，所述间隙的尺寸为 0.01-1mm。

根据本公开至少一个实施方式的混合器，所述间隙的尺寸为 0.02-0.5mm。

根据本公开至少一个实施方式的混合器，所述混合管的至少一端设置有卡位双通接头，所述卡位双通接头用于限制所述第一混合部和第二混合部。

根据本公开至少一个实施方式的混合器，所述卡位双通接头内部具有流通通道，所述卡位双通接头的流通通道的横截面积与所述混合器的有效横截面积大致相同。

根据本公开至少一个实施方式的混合器，还包括：

排出管，所述排出管连接于所述卡位双通接头，并且所述排出管具有流通通道，所述排出管的流通通道的横截面积与所述混合器的有效横截面积大致相同。

根据本公开的另一方面，提供一种混合系统，其包括上述的混合器。

根据本公开的至少一个实施方式的混合系统，还包括：

入口接头，所述混合器连接于所述入口接头，并且所述入口接头还连接于至少一个进入管。

根据本公开的至少一个实施方式的混合系统，所述入口接头包括：Y 型接头，T型接头，十字型接头和V型接头。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开的一个实施方式的混合器的结构示意图。

图2是根据本公开的一个实施方式的混合系统的结构示意图。

图中附图标记具体为：

10混合系统

100混合器

110混合管

120第一混合部

130第二混合部

140卡位双通接头

150排出管

300入口接头。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧 (例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个 (种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

图1是根据本公开的一个实施方式的混合器100的结构示意图。

如图1所示，本公开的混合器100可以包括：混合管110、第一混合部120和第二混合部130等部件。

在一个实施例中，所述混合管110具有流体通道，流体能够在所述流体通道内流动，并且在所述混合管110内被混合。本公开中，所述混合管110可以采用塑料材质或者金属材质制备，例如PEEK材质或者不锈钢材质等。

例如，所述混合管110具有液体入口和液体出口，待混合的液体从所述液体入口进入所述混合管110，在混合管110内混合完成后，从所述液体出口排出。

本公开中，所述混合管110可以被弯折，从而能够适用于多种使用场合。在一个实施例中，所述混合管110的外径大概为16mm，内径大概为1mm，混合管110的长度可以根据待混合的液体的性质而做适应性的调节。

所述第一混合部120设置于所述混合管110内，并且所述第一混合部120的至少部分形成为螺旋状；所述螺旋状的第一混合部120形成有容纳空间，并且第一混合部120的螺旋状的部分的至少部分与所述混合管110的内壁接触。

在一个具体的实施例中，所述第一混合部120可以为螺旋弹簧，此时，所述螺旋弹簧的内部空间即上述的容纳空间。更具体地，所述螺旋弹簧的外径为1mm，由此，使得所述螺旋弹簧能够与所述混合管110的内壁面接触。

所述螺旋弹簧的线径可以为0.18mm，其自由长度可以为 20mm-50mm；在一个典型的实施例中，所述螺旋弹簧的自由长度为35mm。

并由此所述螺旋弹簧的内部的容置空间的最大直径为0.64mm，本领域技术人员应当知晓，当混合管110的内径发生变化时，所述螺旋弹簧的尺寸也会发生变化，由此使得混合器能够工作在最佳状态。

所述第二混合部130设置于所述容纳空间；所述第二混合部130与所述第一混合部120之间具有间隙，以便待混合的液体能够从液体入口进入所述混合管110，并且至少从该间隙处流动并混合后，从液体出口排出。

在一个实施例中，所述第二混合部130包括球体，例如钢球或者钢珠等物体。在一个实施例中，所述球体的直径为大概0.5mm，并由此使得间隙为0.07mm(以球体中心在弹簧轴线计)。

本公开中，所述球体的直径可以0.4mm-0.6mm，并且该球体的直径能够根据螺旋弹簧的内径来选择。

所述球体沿所述液体的流动方向设置为多个，所述球体的直径小于所述螺旋弹簧的内径，由此所述球体与所述螺旋弹簧之间具有间隙。

由此，本公开的混合器在使用时，第一混合部的螺旋结构能够对液体的流动进行扰动，即扰动层流附面层，提高瞬时的混合效率，提高了核酸的包封效率。

尤其是，当所述第一混合部的螺旋结构的部分与所述混合管110的内壁面接触时，能够防止液体沿内壁面直接流动，进一步提高了混合的效果。

本公开中，所述待混合的液体至少沿所述球体的外表面流动，也就是说，液体不停地被所述球体分散，并且在球体的下方汇合后，再次被下方的球体所分散，由此，也能够使得本公开的混合器具有较好的混合效果。

在一个具体的实施例中，所述间隙的尺寸为0.005-10mm。

在一个具体的实施例中，所述间隙的尺寸为0.01-1mm。

在一个具体的实施例中，所述间隙的尺寸为0.02-0.5mm。

本公开中，所述混合管110的至少一端设置有卡位双通接头140，所述卡位双通接头140用于限制所述第一混合部120和第二混合部130，由此能够防止第一混合部120和第二混合部130从混合管110中脱离。

具体地，所述卡位双通接头140具有10-32螺纹，并形成为标准1/16 英寸接头，并具有流通通道，所述卡位双通接头140的流通通道的内径为0.25毫米至0.5毫米；并且优选地，所述卡位双通接头140的流通通道的横截面积与所述混合器100的有效横截面积大致相同，从而使得液体的流体在混合器的各个部分中保持一致。

本公开中，所述的混合器100还可以包括：排出管150，所述排出管 150连接于所述卡位双通接头140，并且所述排出管150具有流通通道，所述排出管150的流通通道的横截面积与所述混合器100的有效横截面积大致相同。

在一个具体的实施例中，所述排出管150可以选择与所述混合管110 大致相同的管道，例如，所述排出管150的外径可以为1.6cm，内径大致为0.25-0.75mm左右，长度为100mm至150mm。

图2是根据本公开的一个实施方式的混合系统的结构示意图。

根据本公开的另一方面，如图2所示，本公开提供一种混合系统，其包括上述的混合器。

本公开中，所述混合系统10还可以包括：入口接头300，所述混合器100连接于所述入口接头300，并且所述入口接头300还连接于至少一个进入管。

在一个具体的实施例中，所述入口接头300包括：Y型接头，T型接头，十字型接头和V型接头，并且优选为T型接头或者十字型接头。

所述入口接头300的内部具有内部管道，所述内部管道的截面也可以为圆形，该内部管道的直径在0.18mm至1mm之间，并且优选为 0.25mm-0.5mm。

本公开中，所述内部管道的横截面积与所述混合器100的有效横截面积大致相同，由此使得液体流速在混合系统的各个部件中大致保持一致。

本公开中，所述混合器的有效横截面积是指混合器的液体流通通道的横截面的空隙的面积。

作为一种具体的实现形式，所述入口接头300形成为圆柱体形状，该圆柱体形状的直径可以为30mm左右，其高度可以为10mm左右，其周面形成有孔道，该孔道为标准10-32螺纹，对应标准1/16英寸接头。

在一个具体的实施例中，所述入口接头300为十字型接头，内径0.25 毫米；混合管110内径1毫米，混合管110内嵌螺旋弹簧规格0.18mm(线径)x1mm(外径)x35mm(长度)，螺旋弹簧内嵌钢珠直径0.6毫米；排出管内径0.25毫米；总流速在8毫升至20毫升/分钟，产生粒径65纳米脂质体颗粒，聚合物分散性指数(PDI)在0.17，核酸封装率82％。

在另一个具体的实施例中，所述入口接头300是T型，内径0.5毫米；混合管110内径1毫米，混合管110内嵌螺旋弹簧规格0.18mm(线径) x1mm(外径)x35mm(长度)，螺旋弹簧内嵌钢珠直径0.5毫米；排放管内径0.5毫米；总流速在40毫升至100毫升/分钟，产生粒径65纳米脂质体颗粒，聚合物分散性指数(PDI)在0.15，核酸封装率83％。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/ 方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/ 方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (13)

1.一种混合器，其特征在于，包括：

混合管，所述混合管具有液体入口和液体出口；

第一混合部，所述第一混合部设置于所述混合管内，并且所述第一混合部的至少部分形成为螺旋状；所述螺旋状的第一混合部形成有容纳空间；并且第一混合部的螺旋状的部分的至少部分与所述混合管的内壁接触；以及

第二混合部，所述第二混合部设置于所述容纳空间；

其中，所述第二混合部与所述第一混合部之间具有间隙，以便待混合的液体能够从液体入口进入所述混合管，并且至少从该间隙处流动并混合后，从液体出口排出。

2.如权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述第一混合部包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的外径小于等于所述混合管的内径。

3.如权利要求2所述的混合器，其特征在于，所述第二混合部包括球体，所述球体沿所述液体的流动方向设置为多个，所述球体的直径小于所述螺旋弹簧的内径，由此所述球体与所述螺旋弹簧之间具有间隙。

4.如权利要求3所述的混合器，其特征在于，所述待混合的液体至少沿所述球体的外表面流动。

5.如权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述间隙的尺寸为0.005-10mm。

6.如权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述间隙的尺寸为0.01-1mm。

7.如权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述间隙的尺寸为0.02-0.5mm。

8.如权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述混合管的至少一端设置有卡位双通接头，所述卡位双通接头用于限制所述第一混合部和第二混合部。

9.如权利要求8所述的混合器，其特征在于，所述卡位双通接头内部具有流通通道，所述卡位双通接头的流通通道的横截面积与所述混合器的有效横截面积大致相同。

10.如权利要求8所述的混合器，其特征在于，还包括：

排出管，所述排出管连接于所述卡位双通接头，并且所述排出管具有流通通道，所述排出管的流通通道的横截面积与所述混合器的有效横截面积大致相同。

11.一种混合系统，其特征在于，包括权利要求1-10中任一项所述的混合器。

12.如权利要求11所述的混合系统，其特征在于，还包括：

入口接头，所述混合器连接于所述入口接头，并且所述入口接头还连接于至少一个进入管。

13.如权利要求12所述的混合系统，其特征在于，所述入口接头包括：Y型接头，T型接头，十字型接头和V型接头。

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