[实用新型]一种制备高质量含细胞的双重乳液的装置

说明书

本实用新型涉及一种制备高质量含细胞的双重乳液的装置，包括微流控集成芯片，微流控集成芯片包括外相输入通道、中间相输入通道、内相输入通道、双重乳液生成微结构、鞘液通道和仿生分裂阵列，鞘液通道、内相输入通道和中间相输入通道汇合后与外相输入通道垂直连接；内相输入通道和鞘液通道均与中间相输入通道同轴设置，内相输入通道位于中间相输入通道内围，鞘液通道位于内相输入通道与中间相输入通道之间。本实用新型中内相输入通道与中间相输入通道同轴，可增加包裹液对细胞溶液的包裹能力；利用鞘液通道可在细胞溶液的外层通入鞘液，使得鞘液和细胞液均匀混合；同时由于细胞液包裹了鞘液，在包裹液剪流时能够避免对细胞活性的损伤。

技术领域

本实用新型涉及双层乳液制备技术领域，尤其涉及一种制备高质量含细胞的双重乳液的装置。

背景技术

细胞包裹技术是在凝胶(如海藻酸铀)液滴的内部注入细胞，再将凝胶液滴固化为一个微模块，这样的壳/核(凝胶/细胞)结构避免了内部的活性细胞受到外部环境的影响，大大提高了细胞的活性和稳定性。

随着生物技术的发展，细胞包裹技术是生物技术相关领域中非常重要的部分。细胞包裹被广泛用于培养细胞(例如用于细胞的三维培养)；或用于使细胞生长、增殖、分化、分泌或迁移；或用于生物打印(例如3D生物打印)；或用于形成构建体(例如三维构建体)，例如组织前体、组织或器官。或还可用于构建体各种应用，例如用于研究领域或医药领域的应用，如用于药物发现，用于药物筛选，用于体内或体外测定，用于植入宿主体内，用于组织工程或用于组织再生。

微流控芯片也称为芯片实验室。它利用微米尺度下流体的层流和低雷诺数等特点，对流体中的物质，如细胞、颗粒，或化学样品等进行合成、分离、包裹、培养、检测及筛选等操作。利用两相不相容的特点，可以在微流控芯片内高通量地制造微液滴。其原理为:将两种互不相j窑的液体(或液体和气体)同时注入微通道，其中一种为连续相(一般为油相或气体)，另一种为分散相(细胞溶液)。两相相遇时，在剪切力和表面张力的作用下，分散相断裂成微液滴。

常规的细胞包裹方法包括：高速搅拌法、膜乳化法和界面聚合法。他们通常需要多级处理和特定的乳液合成配方，无法实现对复乳液滴壳层厚度和内部腔室结构的精确调控。并引入的剪切力高，致使合成微粒的尺寸、形态差异较大，且单分散度有限。相比而言，采用微流控技术是细胞包裹方法的一种新型、稳健的、分散性好的方法，克服了上述方法的不足，同时在合成细胞微球结构、形貌、粒径和均一性上都相对可控，在细胞包裹形成微球有极大的灵活性。

双重乳液是一种分散相外液滴包裹着更小内液滴的嵌套结构多相体系，双重乳液这种独特的壳核微结构可以有效地隔离内液滴与连续相间的接触，故而被广泛地应用于微存储器、微反应器、微分离器和微结构单元等功能材料的制备中。目前常用的双重乳液的制备方法通常存在着工艺复杂、效率低且原材料浪费严重等问题，并且由于过程中对各相流体缺乏有效的调控，致使所制得的双重乳液球形度不高、同心化程度差，从而引起双重乳液固化生成的微球表面的功能化修饰难度进一步加大，这都极大影响了功能化材料的制备效率。同时在包含细胞的双重乳液细胞活性无法保证，为此，迫切需要对基于双重乳液制备壳核功能材料的现有技术方法进行改进优化，研制新型制备方法，从而提高功能材料的制备效率和保证细胞活性。