[发明专利]一种微球的规模化生产设备

说明书

本发明公开一种微球的规模化生产设备，属于微流控法制备微球技术领域。包括微流控装置、交联装置和清洗装置，交联装置设置在微流控装置工位前侧，流控装置与交联装置之间设置有喷淋机构，清洗装置设置在交联装置工位前侧，交联装置和清洗装置设置在旋转机构上；其中，喷淋机构包括喷淋管和接收槽，喷淋管上设置有喷嘴；交联装置包括至少一个交联单元，交联单元通过连杆Ⅰ与旋转机构连接；清洗装置包括至少一个清洗单元，清洗单元通过连杆Ⅱ与所述旋转机构连接。本发明解决了现有技术中已有设备不能实现规模化生产的问题，实现微球生产工艺的自动化和规模化等，将微流控生产微球技术推向工业化，为微球的后续应用生产提供有效的前提保障。

技术领域

本发明涉及一种微球的生产设备，尤其涉及一种基于微流控技术、规模化生产微球的设备，属于微流控法制备微球技术领域。

背景技术

微球（microsphere）一般是指粒径在50nm-2mm之间的球形颗粒，大部分为固体的颗粒或球。制备微球的载体材料很多，主要分为天然高分子微球（如：淀粉微球、白蛋白微球、明胶微球、壳聚糖微球等）和合成聚合物微球（如：聚乳酸微球）等。

微流控液滴技术是近年来在微流控芯片上发展起来的一种研究几微米至数百微米尺度范围内微液滴的生成、操控及应用的新技术。在微流控法生成液滴过程中，互不相溶的两种（或三种以上）液体分别作为连续相和分散相，在固定体积流率的注射泵的驱动下，各自进入微流控芯片中不同的微通道，当两股（或三股以上）流体在交叉点处相遇后，分散相流体继续延伸形成“塞状”或“喷射状”的液柱后在连续相流体的剪切和挤压作用下，由于自由界面不稳定性而破裂，“塞状”或“喷射状”的液柱被夹断，以微小体积单元的形式分散于连续相中形成液滴，后将液滴进行交联和清洗后，得到微球。其中，微流控芯片作为微反应器，可实现生化反应、试剂快速混合以及微颗粒合成等，极大程度地强化了微流控芯片的低消耗、自动化和高通量等优点。

目前，由于微球生产工艺的特殊性、已有设备条件等受限，导致微球生产工艺难以实现连续化、批量化及产业化，且微球制备过程中人为操作程序较多，容易引起产品性能不统一，并增加了产品污染风险。比如：在栓塞微球制备过程中，内相液体和外相液体分别通过注射泵注入至微流控芯片，在微流控芯片中剪切成液滴，然后，再进行后续的交联和清洗，其中，涉及的大部分微流控剪切、交联、清洗等设备仅是处于实验室阶段的小型设备，需要人为的衔接各处理步骤，这就很难控制每一工序的标准化，这就很难投入到工厂中进行大规模化、工业化连续生产，并成为限制微流控生产微球技术走向工业化生产的瓶颈；而且，人为操作具有交联清洗结果不均一、易引入外来杂质等风险，增加了微球产品质量的不确定性和不稳定性。

现有技术CN105709696A中公开“用于重金属废水处理的壳聚糖微球微流控一步合成法”，包括：配制壳聚糖水溶液作为分散相；配制加入交联剂的油相作为连续相；将所得的连续相与分散相通入微流控芯片进行剪切，形成壳聚糖液滴，并交联固化；将所得的交联固化的壳聚糖颗粒进行清洗后，烘干得到壳聚糖微球，其中，并未涉及或公开对应的生产设备；

此外，CN208732742U中公开“自动化微生物固定化成型设备”，其中，载体滴入到反应桶中，与固化剂反应，形成固定化微生物微球，从出料口排出；以及自动化微生物固定化成型设备，还包括清洗装置，清洗装置设置在反应桶的出料口下方，形成的固定化微生物微球从出料口排入清洗装置后，通过去离子水进行清洗。CN102211008A中公开“可拆卸T型微通道装置及其制备单分散聚合物微球的方法”，仅仅涉及在摇床的作用下，有机溶剂从液滴中扩散出来，液滴固化后形成粒径均匀的聚合物微球；CN104829851A中公开“一种精确控制粒径的单分散明胶栓塞微球的制备方法”，其中，将分散相I、分散相II和连续相分别装入注射器中，分别通过微量注射泵连接微通道反应器，微通道反应器结构是由Θ管、收集管和外管组成，明胶液滴形成过程在微通道反应器中完成，分散相与连续相流通方向相同或相反；明胶水溶液和交联剂水溶液作为两路分散相，同时平行进入微通道反应器；收集生成的明胶液滴，置于烘箱中保温，明胶发生交联固化反应，得固化的明胶微球，然后进行微球分离、干燥，即得。