[发明专利]一种应用于纳米颗粒制备的高并行微流道芯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于纳米颗粒制备的高并行微流道芯片，属于纳米制药方向。

背景技术

现有文献报道过合成几十到几百纳米尺寸的聚合物纳米颗粒的方法，主要的方式为采用利用微流控的方式，将溶解有亲疏水基团的聚合物分子的有机相夹于水相当中。

现有技术中的体混合方法，有容易出现混合不一致，产生材料均一性差的缺点。参考文献1《Microfluidic Platform for Controlled Synthesis of Polymeric Nanoparticles》，参考文献2《Synthesis of Size-Tunable Polymeric Nanoparticles Enabled by 3D Hydrodynamic Flow Focusing in Single-Layer Microchannels》中提及的实验室中采用聚合物材料PDMS（聚二甲基硅氧烷）制备的单条流道，将体混合由百微米以上尺度下降到若干微米尺度，无需搅拌的特征扩散反应时间可以小于纳米颗粒生成的特征时间，反应更加均一。如图1、图2所示，由于层流作用，有机相被水相夹成大约几微米的厚度，同时采用的有机溶剂为与水可无限互溶的液体，当有机溶剂扩散入水相后，溶于有机溶剂的聚合物分子便会自组装成几十纳米的颗粒，内部为疏水基团而外部为亲水基团，其平均尺寸小于体混合情况，且均一性优于体混合情况，但由于进液压强的限制，产量只能达到20ul/h左右的速度，同时还存在聚合物材料PDMS表面容易吸附分子，造成流道堵塞。如图3、图4所示，PLGA聚乳酸-羟基乙酸共聚物-PEG聚乙二醇：改进后的3D流道，可以避免表面的吸附，但是在产量上依然没有提高，同时需要了更多路的流体控制来完成单路的产出，难以高产量的得到产物，工业应用前景差。

发明内容

本发明的技术方案。

一种应用于纳米颗粒制备的微流道芯片。

一种微流道芯片，如图5、图6、图7所示，是由PDMS顶层、PDMS中间层、PDMS底层和玻璃底片组成；

其中，在PDMS顶层、PDMS中间层和PDMS底层的下表面中前部均设有一凹槽， 当PDMS顶层、PDMS中间层、PDMS底层和玻璃底片依次对位粘合时，PDMS顶层的凹槽与PDMS中间层、PDMS中间层的凹槽与PDMS底层、PDMS底层的凹槽与玻璃底片分别形成顶层流道、中间层流道、底层流道三层流道，三层流道各不相通，互相平行；

其中，在PDMS顶层上表面，按照顶层流道、中间层流道、底层流道三层流道的位置顺序依次设置三个与其相通的进液口；在每一层流道末端设有10-1000个出液口。

其中，所述进液口垂直于每层流道且相互平行；每一层从进液口到出液口之间的流道为树形结构，是由一条流道等分为2条分支流道，再等分为3条分支流道，依次等分为6条分支流道···，直至分裂为10-1000个分支流道作为出液口。

其中，所述进液口线宽100-400um，中间层流道出液口宽度为5-20微米，高度为5-15微米，线周期为100微米；顶层流道出液口与底层流道出液口宽度为10-40微米，高度为5-20微米，线周期为50微米。

其中，中间层流道为有机相流道，顶层流道与底层流道为水相流道。所述有机相为可与水互溶的有机溶剂和不溶于水的溶质组成，有机溶剂例如甲醇、乙醇，异丙醇、丁醇、丙酮、乙腈等，溶质为生物可降解聚合物和被包封的疏水性药物，聚合物例如：聚乳酸（PLA），聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA），聚乙二醇（PEG），聚乙二醇-聚乳酸共聚物(PLA-PEG,PLA-PEG-PLA,PEG-PLA-PEG)，聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA-PEG,PLGA-PEG-PLGA,PEG-PLGA-PEG），聚己酸内酯（PCL），聚乙二醇-聚己酸内酯共聚物（PCL-PEG,PCL-PEG-PCL），聚葡糖酸酯（polyglyconate），聚酐（polyanhydrides），多正酯类（polyorthoesters），聚二氧六环酮（polydioxanone），聚氰基丙烯酸烷酯（polyalkylcyanoacrylates）等。

其中，中间层流道模具采用光刻胶SU83005型号制备，顶层流道模具与底层流道模具采用光刻胶SU83025型号制备其模具。