[发明专利]一种油包水包水（W/W/O）单分散双重乳液制备方法及其微流控装置

说明书

本发明公开了一种油包水包水(W/W/O)单分散双重乳液制备方法及其微流控装置。所述方法以液体石蜡为外油相，聚乙二醇水溶液为中间水相，葡聚糖水溶液为内水相，在微管型同轴环管三重同轴毛细管锥尖处，即中间水相和内水相出料口，利用外油相的剪切作用，产生油包水包水(W/W/O)乳液，一步法生成单分散双重乳液。提供了一个全水相的生物相容界面。在食品、化妆品、医药、生物微反应器和分析测试领域具有广泛应用。与其它制备(W/W/O)双重乳液的方法相比具有简便快捷、乳液均一稳定，乳液大小和内水相液滴直径可控范围较大，其分别是500～1000μm和50～900μm；且三相溶液在未提前接触的情况下一步直接生成乳液的特点。装置具有结构简单、制作方便灵活，适宜批量生产等优点。

技术领域

本发明涉及单分散双重乳液制备方法及其微流控装置,尤其是一种油包水包水(W/W/O)单分散双重乳液制备方法及其微流控装置。

背景技术

乳液在食品、医药和化妆品等领域中被广泛应用，在传统工艺中都是通过超声乳化的方式来制备，产生的乳液大小不一，且不易制备复乳；膜乳化法虽然可以制备大小均一的乳液但是此方法对设备要求比较高。近些年由于微流控技术的快速发展，人们已经可以通过微流控装置制备大小均一的油包水(W/O)、水包油(O/W)、水包油包水(W/O/W)、油包水包油(O/W/O)等更为复杂的乳液乳液。

一定浓度的聚乙二醇和葡聚糖水溶液可自发分相从而形成双水相体系，由于该体系具有良好的生物相容性和选择分配性，常被用作蛋白质、核酸等生物大分子物质的分离提取。近些年，微流控技术快速发展但大部分人都集中在双重油水乳液或双水相乳液制备，却少有人研究油包水包水(W/W/O)乳液。2014年Shang等人^[1]通过组装毛细管可一步制备双重水包油包水(W/O/W)乳液(见Shang,Luoran；Lab on a Chip,2014,18,3489)，但是这种乳液的生物相容性较差。2012年Shum等人^[2]用玻璃管同轴环管型装置通过高频震动注入管的方式制备水包水(W/W)双水相乳液(见Cheung Shum,Biomicrofluidics,2012,1,12808)，但是由于双水相界面之间低的表面张力导致乳液非常容易聚并，不易收集和储存。2011年Ziemecka等人^[3]利用粘贴有有压电陶瓷片的PDMS制备水包水包水(W/W/W)乳液(见Ziemecka,Iwona；Soft Matter,2011,21,9878)；2017年Serhii等人通过PDMS装置制备水包水包水(W/W/W)乳液(见Mytnyk,Serhii RSC Advances,2017,19,11331)，这两个工作都使用昂贵复杂的PDMS装置，一般需要设计特殊通道，乳液形成往往需要外界的一个高频震动，由于装置的限制，乳液大小一般都小于100μm而不能制备尺寸较大的乳液。2010年Vijayakumar等人^[4]通过PDMS装置制备W/W/O乳液(Vijayakumar,Kalpana；ChemicalScience,2010,4,447)，通过这种乳液的中间水相和内水相之间的双水相界面，利用双水相的选择分配性分离来提取目标细胞。但是且他们的乳液内的水相溶液在形成乳液之前已经发生了接触，无法准确定位混合的起点，不利于将其用于生物反应的检测。存在着乳液生物相容性差以及现有制备具有双水相界面的乳液无法一步法生成，乳液不稳定导致无法收集储存以及装置复杂昂贵等不足。

发明内容

本发明目的有二，其一，提供一种油包水包水(W/W/O)单分散双重乳液制备方法，该方法与其它制备(W/W/O)双重乳液的方法相比具有一步法制备、简便快捷、乳液均一稳定、且乳液大小和内水相液滴直径可控范围较大的特点；其二，提供的装置具有结构简单、制作灵活方便，操作控制精准等优点。

实现本发明构思的技术方案如下：