專利名稱：一種基于不同入射角微通道的多組分液滴產(chǎn)生裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生雙重多組分液滴的裝置，可以用于細胞共培養(yǎng)、膠囊制備方面的應用。
背景技術：
隨著現(xiàn)代工業(yè)化的進程，微化工也成為化學工程學科新的發(fā)展方向之一，而作為微化工核心技術的微液滴的生成技術也越來越受到人們的關注，其在食物，醫(yī)學，化工方面都有著極大的應用價值。目前所能產(chǎn)生的液滴有多重液滴和多組份液滴兩種，其中，多組分液滴的用途包括:細胞培養(yǎng)、生物制藥、化妝品的生產(chǎn)。而目前多組份液滴都是通過套管式微通道裝置生成，該裝置結構復雜、成本高、控制難度大。理論上，通過對T型微通道入射角度的控制可以實現(xiàn)大小不同的液滴制備，基于這一思想，我們提出用變角度的微通道技術產(chǎn)生雙重多組份液滴。具體思想如下:首先用小入射角的微通道產(chǎn)生一個大液滴，以該大液滴為連續(xù)相，再用若干個不同入射角的微通道在大液滴里面產(chǎn)生小液滴；在整個制備過程中，可以通過控制入射角和各相流量，實現(xiàn)大液滴和小液滴體積和數(shù)量的精確控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種產(chǎn)生雙重多組分液滴的技術，其能夠在可控并且易于實現(xiàn)的條件下產(chǎn)生多組分的液滴。一種多組分液滴的產(chǎn)生裝置，其特征在于:包括主通道、與主通道成銳角的次通道以及用于加入其他包裹成分的微通道族；連續(xù)相溶液從主通道流過，分散相溶液從次通道流過并與主管道內(nèi)的連續(xù)相溶液相遇形成較大的第一液滴，其他包裹成分從微管道內(nèi)流入主通道，在第一液滴內(nèi)形成多個較小的第二液滴。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述主通道的寬度大于次管道寬度，次管道寬度大于每一個微管道的寬度。作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述主通道的寬度是次管道寬度的f 2倍。作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述微通道族中的每一個微通道均與主通道成鈍角設置。作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述微通道族與次通道的距離在大液滴的液膜包覆范圍之內(nèi)。一種產(chǎn)生多組分液滴的方法，從主通道中通入連續(xù)相，待連續(xù)相的流動穩(wěn)定下來后，從次管道中通入分散相，調(diào)節(jié)連續(xù)相和分散相的流量，保證形成較大的第一液滴，待第一液滴的大小和頻率穩(wěn)定后，從微通道中通入需要的組分溶液，保證在第一液滴內(nèi)產(chǎn)生較小的第二液滴。作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述第二液滴的大小由調(diào)節(jié)微通道的流量而控制。作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述第一液滴的大小穩(wěn)定的判斷標準是:形成的第一液滴包括了所有微通道族的區(qū)域。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點:本發(fā)明首先通過調(diào)節(jié)連續(xù)相和分散相的流速產(chǎn)生一個較大的第一液滴，然后在第一液滴內(nèi)部產(chǎn)生較小的第二液滴，


圖1是本發(fā)明裝置的結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的多組份液滴的產(chǎn)生裝置包括:流通連續(xù)相液體的主通道1，流通分散相液體的次通道2，流通組份溶液的微通道族3，其中主通道與次通道呈銳角，主通道與微通道族中的每一個微通道成一定角度(9(Γ180°之內(nèi))，還有微通道族與次通道的距離應該在主通道內(nèi)形成的較大的第一液滴的液膜范圍之內(nèi)。至于發(fā)明中所述的銳角和鈍角的大小應該視不同的連續(xù)相，分散相和組分溶液而定，使之在合適的流量下能夠產(chǎn)生理想的多組份液滴即可。至于發(fā)明中的三個通道的尺寸理論上主通道應該大于次通道(主通道是次通道的Γ2倍)，次通道應該大于微通道，具體尺寸是情況而定。實際控制:首先從主通道中通入連續(xù)相，待連續(xù)相的流動穩(wěn)定下來了，從次通道中通入分散相，調(diào)節(jié)二者的流量使生成的液滴大小合適，判斷的標準是液滴的大小剛好可以包含所有微通道的區(qū)域。待生成液滴的大小和頻率比較穩(wěn)定時，從微通道通入組份溶液，按所需要的比例調(diào)節(jié)各個微通道的流量，使之滿足比例要求并且可以產(chǎn)生大小合適的液滴，之后便可以從主通道按要求產(chǎn)生相應的多組份液滴。以上所述僅 為本發(fā)明的一種實施方式，不是全部或唯一的實施方式，本領域普通技術人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種基于不同入射角微通道的多組分液滴的產(chǎn)生裝置，其特征在于:包括主通道(I )、與主通道成銳角的次通道(2 )以及用于加入其他包裹成分的微通道族(3 );連續(xù)相溶液從主通道(I)流過，分散相溶液從次通道(2)流過并與主管道內(nèi)的連續(xù)相溶液相遇形成較大的第一液滴，其他包裹成分從微管道內(nèi)流入主通道，在第一液滴內(nèi)形成多個較小的第二液滴。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于:所述主通道的寬度大于次管道寬度，次管道寬度大于每一個微管道的寬度。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于:所述主通道的寬度是次管道寬度的f2倍。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于:微通道族中的每一個微通道均與主通道成鈍角設置。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于:所述微通道族與次通道的距離在大液滴的液膜包覆范圍之內(nèi)。
6.一種由權利要求1所述的裝置產(chǎn)生多組分液滴的方法，其特征在于:從主通道中通入連續(xù)相，待連續(xù)相的流動穩(wěn)定下來后，從次管道中通入分散相，調(diào)節(jié)連續(xù)相和分散相的流量，保證形成較大的第一液滴，待第一液滴的大小和頻率穩(wěn)定后，從微通道中通入需要的組分溶液，保證在第一液滴內(nèi)產(chǎn)生較小的第二液滴。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于:所述第二液滴的大小由調(diào)節(jié)微通道的流量而控制。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于:所述第一液滴的大小穩(wěn)定的判斷標準是:形成的第一液滴包括了所有微通道族的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多組分液滴的產(chǎn)生裝置及形成方法，裝置包括主通道、與主通道成銳角的次通道以及用于加入其他包裹成分的微通道族；連續(xù)相溶液從主通道流過，分散相溶液從次通道流過并與主管道內(nèi)的連續(xù)相溶液相遇形成較大的第一液滴，其他包裹成分從微管道內(nèi)流入主通道，在第一液滴內(nèi)形成多個較小的第二液滴。方法為從主通道中通入連續(xù)相，待連續(xù)相的流動穩(wěn)定下來后，從次管道中通入分散相，調(diào)節(jié)連續(xù)相和分散相的流量，保證形成較大的第一液滴，待第一液滴的大小和頻率穩(wěn)定后，從微通道中通入需要的組分溶液，保證在第一液滴內(nèi)產(chǎn)生較小的第二液滴。本發(fā)明采用簡單的裝置產(chǎn)生了多組分液滴。
文檔編號B01L3/00GK103071550SQ20121054892
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權日2012年12月17日
發(fā)明者種道彤, 王偉, 李磊, 徐峰, 嚴俊杰, 劉繼平 申請人:西安交通大學