基于多级微流道混合及静电细化的高均匀性微球制备装置的制作方法

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1.本实用新型涉及静电纺丝领域，尤其涉及基于多级微流道混合及静电细化的高均匀性微球制备装置。

背景技术：

2.功能性微球因为其粒径均匀，结构电学性能显著，易于实现结构及功能的调控因此在体外检测，药物，电子显示、照明、美妆等领域有着重要应用。静电纺丝是一种成熟的纳米制备工艺，尤其在制备50-800nm之间的功能性纳米纤维方面具有非常显著的优势，因此在生物医药、环保过滤、航空航天、军事装备等领域应用广泛。
3.目前传统微流道芯片制备粒径受限，但是在应用领域中，微球的比表面积对其性能影响巨大，如在生物医药领域，微球的比表面积大小决定着微球的作用效果。体外检测、药物、柔性显示等领域微球直径越小，比表面积越大，越均匀其性能越优异。而传统静电纺丝制备的微球由于仅通过静电作用力对溶液颗粒进行分散，微球直径跨度较大，不均匀程度较高。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提出一种基于多级微流道混合及静电细化的高均匀性微球制备装置，以解决上述背景技术中存在的一个或多个技术问题。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.基于多级微流道混合及静电细化的高均匀性微球制备装置，包括供液装置、第一微流道芯片、第二微流道芯片、微球喷头和收集池，所述第一微流道芯片的输出端与所述第二微流道芯片的输入端连通，所述第二微流道芯片的输出端与所述微球喷头连通，所述供液装置与所述第一微流道芯片连通，所述微球喷头设在所述收集池的上方。
7.优选的，所述第二微流道芯片内设有蜿蜒流道，所述蜿蜒流道的一端与所述第一微流道芯片的输出端连通，所述蜿蜒流道的另一端与所述微球喷头连通。
8.优选的，所述供液装置包括流相供液泵和固相供液泵，所述流相供液泵的输出端与所述第一微流道芯片的第一输入端连通，所述固相供液泵的输出端与所述第一微流道芯片的第二输入端连通。
9.优选的，还包括高压电源，所述高压电源分别与微球喷头和所述收集池通过导线连接。
10.优选的，所述收集池为高筒收集池。
11.本实用新型的有益效果为：采用微流道芯片与静电纺丝相结合的形式实现微球的制备，微流道芯片的设置提高了流相溶液和固相溶液的混合程度，静电纺丝使得微流道芯片中混合所制得的微球会进一步劈裂，实现直径小，粒径均匀的微球制备，提高微球性能及制备效率。
附图说明
12.附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。
13.图1是本实用新型其中一个实施例的整体结构示意图。
14.其中：第一微流道芯片1、第二微流道芯片2、微球喷头3、收集池4、蜿蜒流道21、流相供液泵51、固相供液泵52、高压电源6。
具体实施方式
15.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
16.本实施例的基于多级微流道混合及静电细化的高均匀性微球制备装置，参考附图1，包括供液装置、第一微流道芯片1、第二微流道芯片2、微球喷头3和收集池4，第一微流道芯片1的输出端与第二微流道芯片2的输入端连通，第二微流道芯片2的输出端与微球喷头3连通，供液装置与第一微流道芯片1连通，微球喷头3设在收集池4的上方。
17.本实施例采用微流道芯片与静电纺丝相结合的形式实现微球的制备，第一微流道芯片1和第二微流道芯片2的设置提高了流相溶液（溶剂相）和固相溶液的混合程度，静电纺丝使得微流道芯片中混合所制得的微球会进一步劈裂，实现直径小，粒径均匀的微球制备，提高微球性能及制备效率。
18.优选的，第二微流道芯片2内设有蜿蜒流道21，蜿蜒流道21的一端与第一微流道芯片1的输出端连通，蜿蜒流道21的另一端与微球喷头3连通。由此，使得经第一微流道芯片1初步混合的原料流体通过细长蜿蜒流道21受到流动阻力的作用，进一步提流相溶液和固相溶液的混合程度。蜿蜒流道主要其缓液混合作用，该形式不局限于图示的深宽比，根据实际溶液混合需求，可做宽度、深度及混合长度的调整。
19.优选的，供液装置包括流相供液泵51和固相供液泵52，流相供液泵51的输出端与第一微流道芯片1的第一输入端连通，固相供液泵52的输出端与第一微流道芯片1的第二输入端连通。由此，通过设置流相供液泵51和固相供液泵52使流相溶液和固相溶液分别加入至第一微流道芯片1中，通过第一微流道芯片1将两相不互溶的溶液进行混合。另外，流相供液泵51和固相供液泵52还可分别控制流相溶液和固相溶液进入第一微流道芯片1的流速，通过对流相溶液和固相溶液的差速，可实现微球粒径的调控。
20.优选的，还包括高压电源6，高压电源6分别与喷头和收集池4通过导线连接。通过设置高压电源6，使得经微球喷头3喷射出的微球在高压电场的作用下，向收集池4运动，并在收集池4中进行沉积，便于对微球的收集。高压发生源主要为微球的沉积提供劈裂及引导作用，实际实施可为多种牵伸形式针对混合需求，可采用气电混合（即气流与电场耦合牵伸），磁电混合（即磁场与电场的混合牵伸），磁气混合（即磁场与气流场的混合牵伸）上述牵伸的一种或多种。
21.优选的，收集池4为高筒收集池4。由于微球的直径差异，造成微球比表面积差异及浮力差异，当微球喷头3喷射出的微球在收集池4沉积过程中，微球最终在收集池4中的下落速度存在差异，因此采用高筒收集池4对微球收集同时可通过底层泄液或采用细密网（如纳米纤维网）逐层打捞的方式进行最终微球的归类收集，能有效进行微球颗粒分选。高筒收集池可采用亚力克高筒、玻璃高筒、peek高筒、pom高筒、pe高筒、pp高筒等的一种或几种混合
性质及与之相关的形式。
22.本实施例的工作原理为：流相供液泵51和固相供液泵52分别将流相溶液和固相溶液差速加入至第一微流道芯片1中，在第一微流道芯片1的微流道作用下相不互溶的流相溶液和固相溶液进行混合，混合后原料流体进入第二微流道芯片2，初步混合的原料流体通过细长蜿蜒流道21受流动阻力的作用，进一步提高了混合程度，最终以颗粒物的形式被输送到微球喷头3的喷射缓液区，在缓液区中，溶液经过高压电场及气场的共同作用挤压向微球喷头3的喷头端，喷头射端为直径超细的小孔喷头，在喷头端由于高压电场的作用下混合所制得的微球会进一步劈裂，且由于其低粘度低分子量的特性，会形成静电雾化效应，最终形成细化的微球。经由微球喷头3喷射出的微球在高压电场的作用下，向收集池4运动，并在池中进行沉积。
23.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.基于多级微流道混合及静电细化的高均匀性微球制备装置，其特征在于，包括供液装置、第一微流道芯片、第二微流道芯片、微球喷头和收集池，所述第一微流道芯片的输出端与所述第二微流道芯片的输入端连通，所述第二微流道芯片的输出端与所述微球喷头连通，所述供液装置与所述第一微流道芯片连通，所述微球喷头设在所述收集池的上方。2.根据权利要求1所述的基于多级微流道混合及静电细化的高均匀性微球制备装置，其特征在于，所述第二微流道芯片内设有蜿蜒流道，所述蜿蜒流道的一端与所述第一微流道芯片的输出端连通，所述蜿蜒流道的另一端与所述微球喷头连通。3.根据权利要求1所述的基于多级微流道混合及静电细化的高均匀性微球制备装置，其特征在于，所述供液装置包括流相供液泵和固相供液泵，所述流相供液泵的输出端与所述第一微流道芯片的第一输入端连通，所述固相供液泵的输出端与所述第一微流道芯片的第二输入端连通。4.根据权利要求1所述的基于多级微流道混合及静电细化的高均匀性微球制备装置，其特征在于，还包括高压电源，所述高压电源分别与微球喷头和所述收集池通过导线连接。5.根据权利要求1所述的基于多级微流道混合及静电细化的高均匀性微球制备装置，其特征在于，所述收集池为高筒收集池。

技术总结

本实用新型公开了基于多级微流道混合及静电细化的高均匀性微球制备装置，属于静电纺丝领域，包括供液装置、第一微流道芯片、第二微流道芯片、微球喷头和收集池，第一微流道芯片的输出端与第二微流道芯片的输入端连通，第二微流道芯片的输出端与微球喷头连通，供液装置与第一微流道芯片连通，微球喷头设在收集池的上方。采用微流道芯片与静电纺丝相结合的形式实现微球的制备，微流道芯片的设置提高了流相溶液和固相溶液的混合程度，静电纺丝使得微流道芯片中混合所制得的微球会进一步劈裂，实现直径小，粒径均匀的微球制备，提高微球性能及制备效率。制备效率。制备效率。