CN220176850U - 一种高效微流控纳米颗粒合成设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种高效微流控纳米颗粒合成设备，包括：原料输入系统、微型混合装置、产品收集系统和控制系统，原料输入系统包括第一原料罐、第二原料罐和分别用于从第一原料罐和第二原料罐内抽取液体的两个柱塞泵组件，两个柱塞泵组件均与微型混合装置连接，产品收集系统包括废液收集罐和产品收集罐，微型混合装置通过三通阀分别与废液收集罐和产品收集罐连接，控制系统分别与三通阀和两个柱塞泵组件电连接。本实用新型用于连续化自动化制备纳米颗粒，可高效量产的同时粒径可控。
Description
技术领域
本申请涉及纳米颗粒制备装置技术领域，尤其涉及一种高效微流控纳米颗粒合成设备。
背景技术
纳米颗粒是目前一种十分有前景的载体材料，其在生物医学等方面有诸多应用，例如“靶向药物”。纳米颗粒的制备方法通常有以下几种：1、超声自组装法，利用超声波的辅助，使物质之间相互作用形成纳米颗粒；2、气相沉积法，利用金属化合物蒸气的化学反应合成纳米材料；3、水热合成法，高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成，再经分离和热处理得到纳米颗粒；4、溶胶凝胶法，金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低沮热处理而生成纳米颗粒；5、微乳液法，两互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液，在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米颗粒。以上几种制备方法均可以成功制备纳米颗粒，但存在制备条件较为严格，或步骤复杂等问题，难以大批量连续化生产。为此，本实用新型提出一种高效微流控纳米颗粒合成设备。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种高效微流控纳米颗粒合成设备，使得能够高效连续制备纳米颗粒，使用方便，同时粒径可控。
有鉴于此，本申请提供了一种高效微流控纳米颗粒合成设备，包括：原料输入系统、微型混合装置、产品收集系统和控制系统；
所述原料输入系统包括第一原料罐、第二原料罐和分别用于从所述第一原料罐和所述第二原料罐内抽取液体的两个柱塞泵组件；
两个所述柱塞泵组件均与所述微型混合装置连接；
所述产品收集系统包括废液收集罐和产品收集罐；
所述微型混合装置通过三通阀分别与所述废液收集罐和所述产品收集罐连接；
所述控制系统分别与所述三通阀和两个所述柱塞泵组件电连接。
可选地，所述微型混合装置包括微流控芯片；
所述微流控芯片内设置有用于使溶液瞬时充分混合的微混合通道。
可选地，所述微型混合装置还包括用于防止压力过大造成漏液的固定夹具；
所述固定夹具通过PEEK手拧接头分别与所述原料输入系统和所述产品收集系统连接。
可选地，所述柱塞泵组件上设置有放空阀。
可选地，所述柱塞泵组件上设置有自动清洗模块。
可选地，还包括设备外壳；
所述控制系统设置在所述设备外壳上；
所述柱塞泵组件和所述微型混合装置均设置于所述设备外壳内。
可选地，所述设备外壳内设置有供电系统；
所述供电系统与所述控制系统电连接。
可选地，所述设备外壳内设置有排热风扇；
所述排热风扇与所述控制系统电连接。
可选地，所述设备外壳内设置有接线端子；
所述接线端子与所述控制系统电连接。
可选地，所述控制系统包括显示操作模块和控制按钮。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本高效微流控纳米颗粒合成设备能够实现制备工艺的自动化，只需将配好的原料加入第一原料罐和第二原料罐中即可通过控制系统控制进行连续自动生产，并且通过采用柱塞泵组件作为液体运输动力，能保证精准平稳的输送液体，同时提高了流速，进而提高了通量，以此实现微流控放大功能，能够高效大量制备纳米颗粒，且纳米颗粒粒径均一，性质稳定。
附图说明
图1为本申请实施例中高效微流控纳米颗粒合成设备的外部结构示意图；
图2为本申请实施例中高效微流控纳米颗粒合成设备去掉控制系统部分的内部结构示意图；
图3为本申请实施例中高效微流控纳米颗粒合成设备的制备流程图；
其中，附图标记为：
1-设备外壳，2-第一原料罐，3-第二原料罐，4-柱塞泵组件，5-放空阀，6-微流控芯片，7-三通阀，8-废液收集罐，9-产品收集罐，10-显示操作模块，11-急停开关，12-机盖，13-供电系统，14-排热风扇，15-接线端子，16-自动清洗模块。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请提供了一种高效微流控纳米颗粒合成设备的一个实施例，具体请参阅图1和图2。
本实施例中的高效微流控纳米颗粒合成设备包括：原料输入系统、微型混合装置、产品收集系统和控制系统，原料输入系统包括第一原料罐2、第二原料罐3和分别用于从第一原料罐2和第二原料罐3内抽取液体的两个柱塞泵组件4，两个柱塞泵组件4均与微型混合装置连接，产品收集系统包括废液收集罐8和产品收集罐9，微型混合装置通过三通阀7分别与废液收集罐8和产品收集罐9连接，控制系统分别与三通阀7和两个柱塞泵组件4电连接。
需要说明的是：本高效微流控纳米颗粒合成设备能够实现制备工艺的自动化，使用方便，只需将配好的原料加入第一原料罐2和第二原料罐3中即可通过控制系统控制进行连续自动生产，并且通过采用柱塞泵组件4作为液体运输动力，能保证精准平稳的输送液体(在微流控制备纳米颗粒过程中，液体间的体积比是重要参数，若液体流量不准或流动状态不恒定，就无法制得产品)，同时提高了流速，进而提高了通量，以此实现微流控放大功能，能够高效大量制备纳米颗粒，且纳米颗粒粒径均一，性质稳定。
以上为本申请实施例提供的一种高效微流控纳米颗粒合成设备的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种高效微流控纳米颗粒合成设备的实施例二，具体请参阅图1至图3。
本实施例中的高效微流控纳米颗粒合成设备包括：原料输入系统、微型混合装置、产品收集系统和控制系统，原料输入系统包括第一原料罐2、第二原料罐3和分别用于从第一原料罐2和第二原料罐3内抽取液体的两个柱塞泵组件4，两个柱塞泵组件4均与微型混合装置连接，产品收集系统包括废液收集罐8和产品收集罐9，微型混合装置通过三通阀7分别与废液收集罐8和产品收集罐9连接，通过三通阀7不同接口的自由转换，可以排出前期和后期不合格的产品；控制系统分别与三通阀7和两个柱塞泵组件4电连接，当开始生产时，可根据需要通过控制系统控制两个柱塞泵组件4以特定的流速分别从第一原料罐2和第二原料罐3内抽取液体，并将液体输送到微型混合装置内进行充分混合，最终得到产品，由于刚开始系统不稳定，故通过三通阀7控制，将前期排出的产品当做废液输入到废液收集罐8中，待系统稳定后(约十分钟)，再通过控制系统控制三通阀7的通路，使产品流入到产品收集罐9中，最终完成产品的收集。具体的，纳米颗粒可以为聚合物纳米颗粒、脂质体等。
微型混合装置包括微流控芯片6，微流控芯片6内设置有用于使溶液瞬时充分混合的微混合通道。
微型混合装置还包括用于防止压力过大造成漏液的固定夹具，固定夹具通过PEEK手拧接头分别与原料输入系统和产品收集系统连接。可以理解的是，通过利用固定夹具分别与原料输入系统和产品收集系统连接，进一步确保了高通量下液体的输送。
需要说明的是：纳米颗粒的合成方法虽多，但大多制备条件严格或步骤复杂，微流控法相较其他方法步骤较为简单，常用于实验室条件下合成纳米颗粒。但微流控装置难以在较高流速下稳定运行，因此该法难以实现大批量生产的需求。本申请通过采用柱塞泵组件4与控制系统相配合，既提高了管内通量，还能保证精准平稳的输送液体，并且，微型混合装置还包括用于防止压力过大造成漏液的固定夹具，固定夹具通过PEEK手拧接头分别与原料输入系统和产品收集系统连接，能够保证高通量下设备稳定运行，解决了微流控法存在的制约因素，进而提高了纳米颗粒的合成效率，实现了微流控放大功能。
柱塞泵组件4上设置有放空阀5。
柱塞泵组件4上设置有自动清洗模块16。
还包括设备外壳1，控制系统设置在设备外壳1上，柱塞泵组件4设置于设备外壳1内。具体的，设备外壳1上还设置有可开合的机盖12。
设备外壳1内设置有供电系统13，供电系统13与控制系统电连接；设备外壳1内设置有排热风扇14，排热风扇14与控制系统电连接；设备外壳1内设置有接线端子15，接线端子15与控制系统电连接。
控制系统包括显示操作模块10和控制按钮。具体的，控制按钮包括急停开关11。
具体实施时，先在第一原料罐2和第二原料罐3中加入对应的原料，然后启动设备，通过显示操作模块10设置好各项参数后点击开始运行，如图3所示，具体流程如下：
(1)初始状态：第一溶液和第二溶液分别通过两个柱塞泵组件4连接微流控芯片6，微流控芯片6的出口通过三通阀7连接废液收集罐8；
(2)初始运行状态：第一溶液和第二溶液分别通过两个柱塞泵组件4进入微流控芯片6内进行混合，混合后的产品通过三通阀7进入废液收集罐8中(将前期系统不稳定时产生的产品作为废液丢弃)；
(3)正常运行状态：通过控制三通阀7，将三通阀7的出口进行转换，使混合后的产品通过三通阀7进入到产品收集罐9中；
(4)后期运行状态：生成的产品当作废液进行丢弃，控制三通阀7，将出口液体收集到废液收集罐8中。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种高效微流控纳米颗粒合成设备，其特征在于，包括：原料输入系统、微型混合装置、产品收集系统和控制系统；
所述原料输入系统包括第一原料罐、第二原料罐和分别用于从所述第一原料罐和所述第二原料罐内抽取液体的两个柱塞泵组件；
两个所述柱塞泵组件均与所述微型混合装置连接；
所述产品收集系统包括废液收集罐和产品收集罐；
所述微型混合装置通过三通阀分别与所述废液收集罐和所述产品收集罐连接；
所述控制系统分别与所述三通阀和两个所述柱塞泵组件电连接。
2.根据权利要求1所述的高效微流控纳米颗粒合成设备，其特征在于，所述微型混合装置包括微流控芯片；
所述微流控芯片内设置有用于使溶液瞬时充分混合的微混合通道。
3.根据权利要求2所述的高效微流控纳米颗粒合成设备，其特征在于，所述微型混合装置还包括用于防止压力过大造成漏液的固定夹具；
所述固定夹具通过PEEK手拧接头分别与所述原料输入系统和所述产品收集系统连接。
4.根据权利要求1所述的高效微流控纳米颗粒合成设备，其特征在于，所述柱塞泵组件上设置有放空阀。
5.根据权利要求1所述的高效微流控纳米颗粒合成设备，其特征在于，所述柱塞泵组件上设置有自动清洗模块。
6.根据权利要求1所述的高效微流控纳米颗粒合成设备，其特征在于，还包括设备外壳；
所述控制系统设置在所述设备外壳上；
所述柱塞泵组件和所述微型混合装置均设置于所述设备外壳内。
7.根据权利要求6所述的高效微流控纳米颗粒合成设备，其特征在于，所述设备外壳内设置有供电系统；
所述供电系统与所述控制系统电连接。
8.根据权利要求6所述的高效微流控纳米颗粒合成设备，其特征在于，所述设备外壳内设置有排热风扇；
所述排热风扇与所述控制系统电连接。
9.根据权利要求6所述的高效微流控纳米颗粒合成设备，其特征在于，所述设备外壳内设置有接线端子；
所述接线端子与所述控制系统电连接。
10.根据权利要求1所述的高效微流控纳米颗粒合成设备，其特征在于，所述控制系统包括显示操作模块和控制按钮。
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