[发明专利]一种具有相同变化电场力的多通道高效电极

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够同时产生相同变化电场力的多通道高效电极。该电极用于静电雾化法可规模化制备粒径可控且均一的生物微胶囊。[文献1.Taylor G I，Disintegration of water drops in an electric field，Proc.R.Soc.A 1964，280：383-397] 

背景技术

微胶囊是一种极有应用前景的微米级尺寸囊载体，被广泛应用于细胞培养、药物缓控释剂型、细胞移植治疗、介入治疗及基因运载工具等生物医学、组织工程和制药领域的研究。规模化制备粒径均一微胶囊装置是大规模生产微胶囊产品的关键设备。 

在微胶囊的诸多制备方法中，静电雾化法是制备微胶囊及生物微胶囊活体生物产品的温和工艺方法之一。 

但目前静电雾化法的使用局限于单通道制备微胶囊[文献2.UnitedStates Patent 4744933，1988]，无法进行规模化生产。通常的做法是用注射器连接脉冲高压、用不锈钢环或孔片做地电极，在万伏脉冲高压下制备粒径可控、单分散性好生物微胶粒[文献3.中国实用新型专利，专利号ZL 002 53538.6]。 

虽然目前已有文献报道静电雾化法采用多通道电极可以制备微胶囊[文献4.D.Poncelet，B.Bugarski，B.G.Amsden，J.Zhu，R.Neufeld，M.F.A.Goosen，“A Parallel Plate electrostatic droplet generation：parameters affecting microbead size，”Appl Microbiol Biotechnol(1994)42：251-255]，但很难做到产品粒经均一。究其根本原因，该种电极在各通道间形成的场强相互干扰、电场力不均所致。无论如何排布各通道的空间位置，均无法在各通道出口端同时得到一个等值变化的电场力[文献5.中国发明专利，专利号ZL01120095.2]。 

发明内容

针对目前静电雾化工艺过程中尚缺少相同变化电场力的多通道高效电极现状，本发明在电极结构上进行了全新的设计。本发明的目的在于提供一种能够规模化制备微胶囊、且制备的微胶囊粒径均一的多通道高效电极。本发明体现在高压多通道电极的各通道端口处与低压板电极之间能够独自建立了2个或2个以上的相互干扰极小且同步变化的电场，保证了各通道的电场力变化的一致性。在本设计中，最大限度地减少了电场力大小与电极个数、电极平面几何排布间的相互影响。 

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为： 

一种具有相同变化电场力的多通道高效电极，包括支架，在支架的中上部设置有支架托板，支架托板上固定有高压多通道电极； 

高压多通道电极为封闭的筒状结构，其上端设置有进气口和加料口，其底面为可拆卸的环状平板，在高压多通道电极的环状底面内忖一块设置有2个或2个以上的金属中空针状通道的多通道针板，多通道针板的中空部与筒状结构内的空腔连通；金属中空针状通道与外界高压脉冲电源正极端电连接；各中空针状通道的下端口处于同一平面；其进气口通过导气管与精密恒压气源相连； 

于高压多通道电极下方设置有低压板电极，低压板电极为平板状结构，其尺寸和形状与高压多通道电极的平板底面相对应，位置相平行；在中空针状体下端所对应的低压板电极上设置有圆孔，圆孔的四周设置有与金属中空针状通道同心的金属圆环，金属圆环与外界高压负脉冲电源电连接；低压板电极与支架为可滑动连接。 

支架上设置有步进电机。步进电机传动与低压板电极连接，低压板电极可沿支架上下滑动。 

所述多通道针板与环状底面间为可拆卸连接。该多通道针板是一个安装、拆卸十分方便的组件，依据不同的制备需求(如胶囊粒径范围和产率等)，可以随时调整针板的中空针状体内径和数量。 

金属中空针状通道的外径控制在Φ0.5～2.0毫米之间，刚性强且不易弯曲变形；中空针状体内径在0.10～0.80毫米之间，可满足制备粒径在100～5000微米微胶囊的多种需求。 

在高压多通道电极与低压板电极之间、靠近高压多通道电极侧设置有电场增强极，其为平板状结构，并与低压板电极相平行，电场增强极上设置有与金属中空针状通道相对应的小孔，金属中空针状通道通过小孔穿套于电场增强极上。 

本发明具有如下优点：