[发明专利]用于制造固体珠粒的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造固体珠粒的设备和方法，特别地，但非限制地涉及制造相对均匀尺寸的小固体珠粒(一般具有20-200微米的平均最大尺寸)。

背景技术

现有几种已知的用于制造相对均匀尺寸固体珠粒的设备。例如，众所周知，使用微流体电路，在该微流体电路中，运载在第一微流体电路中的载体流体在第一和第二微流体电路汇集之处冲击着运载在第二微流体电路中的功能性流体。该功能性流体的液滴随后冻结并去溶剂化。这种装置提供了颗粒尺寸的良好控制以及良好的尺寸均匀性。然而，使用这种设备难以产生大体积的颗粒。本发明的设备寻求解决这种问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种制造固体珠粒的设备，所述设备包括至少一个液体液滴发生器和至少一个流动通道，所述液体液滴发生器可操作来产生液滴，该液滴包含溶解在溶剂中的溶质，所述流动通道用于运载第二液体，所述至少一个液体液滴发生器和所述至少一个流动通道相对于彼此间隔开，使得在使用时，液体液滴穿过气体进入所述流动通道内的第二液体中，所述溶剂可溶于第二液体中，以使得该溶剂脱离液滴，从而形成固体珠粒。

该液体液滴发生器可操作来以非零的初始速度来喷射液滴，穿过气体，并与第二液体接触。一般来说，至少一个液体液滴发生器位于流动通道的上方，使得由液滴发生器产生的液滴可撞击流动通道内的第二液体。

本发明的该设备被发现可用于产生相对均匀尺寸的固体珠粒。此外，该设备可用于相对快速地制造这种珠。

本发明的设备可促进大量固体珠粒的生产。在液滴中的溶剂溶解到第二液体中，以此除去液滴的液体成分，以留下大量的固体珠粒。溶质(优选地包括聚合物)优选地在第二液体中大量溶解。

该设备可同样包括流生成装置，用于使所述至少一个流动通道内产生流。这种装置可包括泵。流生成装置可操作来产生至少50ml/min的流动速度。

本发明的设备可包括多个液体液滴发生器。该设备可包括多个运载第二液体的流动通道。每个液滴发生器一般设置来沉积液滴到流动通道中。每个液滴发生器可与一个流动通道相连，使得一种(至少一种)液滴发生器将液滴沉积到一个流动通道中。可替代地，可设置多种液体液滴发生器来将液滴沉积到流动通道中。如果该设备包括多个流动通道，该流动通道可在所述流动通道的至少部分长度上(选择性的大部分长度，以及选择性的基本整个长度)基本相互平行。

该设备可具有监控装置，该监控装置用于监控一个或多个流动通道的以下区域：在该区域中，液滴撞击流动通道中运载的第二流体。如果设备包括多个流动通道，该设备可具有用于监控多于一个流动通道(选择性的大部分和选择性地每个流动通道)的所述区域。该监控装置可包括一个或多个照相机。例如，如果该设备包括多个流动通道，该监控装置可包括多个照相机，每个(以及仅有一个)照相机监控每个通道。

该设备可包括珠收集容器，用于接受来自一个或多个流动通道的珠。如果该设备包括多个流动通道，该珠收集容器可设置来接收来自每个流动通道的珠。

该设备可具有一个或多个废料收集容器。该设备可提供有用于每个液体液滴发生器的废料收集容器。

流动通道的尺寸可根据一般实验条件的不同而可变。例如，流动通道的长度在一定程度上受制于液滴去溶剂化速度和通过流动通道中第二液体的流速。一般来说，流动通道的长度可为10-1000mm，可选择地为20-200mm，并进一步选择为30-100mm。

优选地，液滴发生器和流动通道的设置使得在液滴第一次接触第二液体的点处的下游流动通道的长度比所述液滴引入点的上游流动通道的长度至少大一倍(可选择地为至少2倍，并进一步可选择为至少3倍)。

至少一个(可选择地多于一个，进一步可选择为大多数，且更进一步选择为每个)流动通道可具有基本均匀的横截面。

至少一个(可选择地多于一个，进一步可选择为大多数，且更进一步选择为每个)流动通道可具有大致U形截面。这种形状制造简单。该U形可为平坦底部或圆形底部U形。

至少一个(可选择地多于一个，进一步可选择为大多数，且更进一步选择为每个)流动通道可具有基本V形截面。

至少一个(可选择地多于一个，进一步可选择为大多数，且更进一步选择为每个)流动通道的深度大于其宽度。这种设置可提供液滴受到任何周围空气运动影响的遮挡。