珠粒收集設(shè)備及珠粒收集方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于從載流流體中分離珠粒的設(shè)備，所述設(shè)備包括：珠粒接收裝置，其用于接收分散在載流流體中的珠粒；流體去除裝置，其可操作以通過施加減壓在第一流體去除區(qū)域中從所述珠粒接收裝置中除去流體；以及珠粒收集裝置，其可操作以通過施加減壓在珠粒收集區(qū)域中從所述珠粒接收裝置中除去珠粒，所述珠粒接收裝置是可移動的，使得珠粒能夠從所述第一流體去除區(qū)域移動到所述珠粒收集區(qū)域。
【專利說明】珠粒收集設(shè)備及珠粒收集方法
[0001]本發(fā)明涉及一種用于收集珠粒的設(shè)備和方法，特別是(但不限于)可使用微流體技術(shù)生成且具有從I μ m到5000 μ m的最大尺寸的珠粒。
[0002]使用微流體技術(shù)制造小珠粒為人們所熟知。此類珠?？梢跃哂腥魏涡螤睿湫偷男螤顬榍蛐?。此類珠粒的平均最大尺寸可以根據(jù)珠粒的用途而改變，但通常為Iym到5000 μ m0珠粒通常為固體(例如，以凝膠的形式)，并且通常以分散在載流流體中的形式生成，載流流體通常為液體(例如，該液體可以是諸如水溶液等溶液)。通常通過過濾實現(xiàn)珠粒從載流流體中的分離。由于是以分批的方式進行過濾，因此效率不高并且不能很容易地實現(xiàn)自動化。在通過過濾從載液中分離出珠粒之后，通常在烘箱或干燥氣流中對珠粒進行干燥。過濾和烘干處理不容易實現(xiàn)自動化，并且不適合于生產(chǎn)大量的珠粒。
[0003]本發(fā)明的設(shè)備和方法力圖解決或至少改進上述問題中的一個或多個。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于從載流流體中分離珠粒的設(shè)備，該設(shè)備包括:
[0005]珠粒接收裝置，其用于接收分散在載流流體中的珠粒，
[0006]流體去除裝置,其可操作以通過施加減壓(reduced pressure)在第一流體去除區(qū)域中從珠粒接收裝置中除去流體，以及
[0007]珠粒收集裝置，其可操作以通過施加減壓在珠粒收集區(qū)域中從珠粒接收裝置中除去珠粒，
[0008]珠粒接收裝置是可移動的，使得珠粒能夠從第一流體去除區(qū)域移動到珠粒收集區(qū)域。
[0009]與分批處理不同，本發(fā)明的設(shè)備便于半連續(xù)性處理。這一半連續(xù)性處理是通過提供將珠粒從第一流體去除區(qū)域(從珠粒中除去流體的區(qū)域)移動到珠粒收集區(qū)域(從珠粒接收裝置中除去珠粒的區(qū)域)的珠粒接收裝置而實現(xiàn)的。珠粒和流體被提供到珠粒接收裝置在珠粒接收區(qū)域中的部分上。珠粒接收區(qū)域可以位于第一流體去除區(qū)域的上游，在這種情況下，珠粒接收裝置是可移動的，使得珠粒和流體可以從珠粒接收區(qū)域移動到第一流體去除區(qū)域。作為選擇，珠粒接收區(qū)域可以與第一流體去除區(qū)域重疊。
[0010]珠粒接收裝置可選地可以以往復(fù)運動的方式移動，例如，使得珠粒接收裝置的一部分可以在第一流體去除區(qū)域與珠粒收集區(qū)域之間來回移動，特別是當分散在載流流體中的珠粒沉積在第一流體去除區(qū)域中的珠粒接收裝置上時。
[0011 ] 珠粒接收裝置可選地可以僅沿一個方向移動(與以往復(fù)運動的方式移動不同)。
[0012]珠粒接收裝置可選地是可旋轉(zhuǎn)的并且例如可以是可連續(xù)旋轉(zhuǎn)的。這有利于生成簡單且緊湊的設(shè)備，該設(shè)備例如可以使用轉(zhuǎn)臺來移動珠粒接收裝置。例如，珠粒接收裝置可選地可以沿一個方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。在珠粒接收裝置可旋轉(zhuǎn)的情況下，珠粒通常沿從第一流體去除區(qū)域到珠粒收集區(qū)域的弧形軌跡移動。珠粒接收裝置通?？梢詾榄h(huán)形或盤形。珠粒接收裝置可選地可以為大致平坦形狀。
[0013]設(shè)備可選地可以包括用于珠粒接收裝置的支架。支架可選地可以是可旋轉(zhuǎn)的，從而使支架的旋轉(zhuǎn)帶動珠粒接收裝置的旋轉(zhuǎn)。用于珠粒接收裝置的支架可選地可以包括壁部。壁部通?？梢試@珠粒接收裝置。壁部可選地可以向上延伸。
[0014]珠粒接收裝置可選地可以為條帶形式，例如，皮帶形式的封閉條帶。通?？梢允褂脻L輪來移動皮帶。
[0015]設(shè)備可選地可以包括用于收集流體的腔室。腔室可選地可以設(shè)置有用于排出收集的流體的腔室出口。
[0016]珠粒接收裝置可選地可以是透流體性的，通常是透液性的。例如，珠粒接收裝置可選地可以包括片材。珠粒接收裝置可選地可以是網(wǎng)的形式。作為選擇，珠粒接收裝置可選地可以包括海綿。
[0017]流體去除裝置可選地可操作以通過透流體性的珠粒接收裝置除去流體。這樣，可選地可以通過透流體性珠粒接收裝置(例如，其可以是網(wǎng))除去流體，以留下置于珠粒接收裝置的表面(通常為上表面)上的珠粒。例如，可以通過提供具有用于接收珠粒和流體的第一表面(通常為上表面)和與該珠粒接收面相背對的第二表面的珠粒接收裝置來實現(xiàn)上述功能。在這種情況下，第一流體去除裝置可選地可操作以通過透流體性的珠粒接收裝置從第二表面除去流體。可以通過在第一流體去除裝置上設(shè)置能夠可操作地靠近透流體性的珠粒接收裝置的流體去除入口來實現(xiàn)上述功能。
[0018]設(shè)備可選地可以設(shè)置有第二流體去除區(qū)域，在第二流體去除區(qū)域中，流體去除裝置可操作以從珠粒接收裝置中除去流體。第二流體去除區(qū)域的存在在珠粒接收裝置快速移動的情況下尤其有益。對應(yīng)于第二流體去除區(qū)域的流體去除裝置可選地可以與可操作以從第一流體去除區(qū)域中除去流體的流體去除裝置相同。作為選擇，可選地可以設(shè)置另一流體去除裝置來除去第二流體去除區(qū)域中的流體。所述流體去除裝置可選地可操作以通過施加減壓從第二流體去除區(qū)域中的珠粒接收裝置中除去流體。
[0019]例如，所述流體去除裝置可選地可操作以通過第二流體去除區(qū)域中的透流體性的珠粒接收裝置(如果存在的話)除去流體。這樣，流體可以通過透流體性的珠粒接收裝置(例如，其可以是網(wǎng))被除去，以留下置于珠粒接收裝置的表面(通常為上表面)上的珠粒。例如，通過提供具有用于接收珠粒和流體的第一表面(通常為上表面)和與該珠粒接收表面相背對的第二表面的珠粒接收裝置可以實現(xiàn)上述功能。在這種情況下，所述流體去除裝置可操作以在第二流體去除區(qū)域中通過透流體性的珠粒接收裝置從第二表面除去流體?？梢酝ㄟ^在第二流體去除裝置上設(shè)置能夠可操作地靠近透流體性的珠粒接收裝置的流體去除入口來實現(xiàn)上述功能。
[0020]第二流體去除區(qū)域可選地可以位于第一流體去除區(qū)域與珠粒收集裝置之間的路徑上。
[0021]珠粒收集裝置可選地可以包括一個或多個旋風(fēng)發(fā)生器(并且優(yōu)選地僅包括一個旋風(fēng)發(fā)生器)。旋風(fēng)發(fā)生器已經(jīng)被證明對于從珠粒接收裝置中除去珠粒非常有效。旋風(fēng)發(fā)生器的另一潛在優(yōu)點包括在珠粒經(jīng)過流體去除裝置之后除去任何殘留在珠粒上的流體。旋風(fēng)發(fā)生器還可以除去一些過小的珠?；蝾w粒污染物。
[0022]如果珠粒收集裝置包括一個或多個旋風(fēng)發(fā)生器，則珠粒收集裝置可選地可以包括一個或多個旋風(fēng)抑制器。此類抑制器有助于從氣旋中攔下珠粒并且輔助對珠粒的收集。一個或多個旋風(fēng)抑制器可選地可以位于一個或多個旋風(fēng)發(fā)生器的下游。一個或多個旋風(fēng)抑制器通常位于一個或多個旋風(fēng)發(fā)生器的下方。旋風(fēng)抑制器可選地包括擴展部分。[0023]旋風(fēng)抑制器或旋風(fēng)發(fā)生器可以設(shè)置有取樣孔。取樣孔通常設(shè)置在旋風(fēng)發(fā)生器或旋風(fēng)抑制器的壁部中。取樣孔能夠在不停止珠粒收集過程的同時收集一部分氣旋所攜帶的收集珠粒以用于分析。取樣孔通常設(shè)置在旋風(fēng)發(fā)生器或旋風(fēng)抑制器的側(cè)壁中，并且取樣孔是除了供大多數(shù)珠粒穿過的氣旋珠粒出口之外的出口?？梢栽O(shè)置用于將珠粒引導(dǎo)至取樣孔的取樣導(dǎo)向件。取樣導(dǎo)向件可以包括用于將珠粒引導(dǎo)至取樣孔的一個或多個突起部?？梢栽O(shè)置用于將珠粒供應(yīng)至取樣容器的取樣管道。取樣管道可以延伸穿過取樣孔或從取樣孔開始延伸。取樣管道可以設(shè)置用于沿取樣管道弓I導(dǎo)珠粒的取樣導(dǎo)向件。
[0024]第一流體去除裝置、第二流體去除裝置(如果存在的話)和珠粒收集裝置可選地可以包括真空泵、抽氣泵或側(cè)風(fēng)道式鼓風(fēng)機。第一流體去除裝置、第二流體去除裝置(如果存在的話)和珠粒收集裝置中的一個或多個可選地可操作以改變操作的減壓。理想的是，第一流體去除裝置所施加的減壓不要太低，因為非常低的壓力可能會使珠粒粘在珠粒接收裝置上和/或可能會使珠粒變形。
[0025]設(shè)備可選地可以包括用于覆蓋珠粒接收裝置的蓋子。蓋子可選地可以包括一個或多個窗口。蓋子可選地可以包括上部和從上部下垂的裙部。本發(fā)明的設(shè)備可以在無菌環(huán)境中用在層流柜(laminar flow cabinet)中，并且蓋子可以防止對珠粒接收裝置的表面上的珠粒的干擾。
[0026]設(shè)備可選地可以包括用于供分散在載流流體中的珠粒從中穿過的入口。如果設(shè)備設(shè)置有蓋子，則蓋子可選地可以設(shè)置有可以用作入口的孔。孔可選地可以接納來自珠粒生成設(shè)備的管道，珠粒生成設(shè)備可操作以生成分散在載流流體中的珠粒。如果蓋子包括上部和從上部下垂的裙部，則所述孔通?？梢栽O(shè)置在蓋子的上部。
[0027]設(shè)備可選地可以設(shè)置有用于排出珠粒的出口。如果設(shè)備包括旋風(fēng)抑制器，則旋風(fēng)抑制器可選地可以設(shè)置有設(shè)備出口。
[0028]設(shè)備可選地可以包括位于珠粒接收裝置下方的底板部。底板部可以防止氣流從珠粒接收裝置的下方流到珠粒接收裝置中。這樣的氣流常出現(xiàn)在層流柜中。
[0029]本發(fā)明的設(shè)備通常可以用于從載流流體中分離珠粒。載流流體通常是液體，例如非揮發(fā)性液體，通常是水。珠粒通常為固體珠粒，并且可以是電中性的、帶負電荷的或帶正電荷的。珠?？梢跃哂腥魏涡螤?，但通常呈大致球形。珠粒通常具有I微米至2000微米的平均最大尺寸，但更為典型的是具有從5微米至500微米的最大尺寸，并且可選地具有從20微米至300微米的最大尺寸。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于從載流流體中分離珠粒的設(shè)備，該設(shè)備包括:
[0031]大致平坦的珠粒接收裝置，其用于接收分散在載流流體中的珠粒，
[0032]流體去除裝置，其可操作以在第一流體去除區(qū)域中從珠粒接收裝置中除去流體，以及
[0033]珠粒收集裝置，其可操作以在珠粒收集區(qū)域中從珠粒接收裝置中除去珠粒，
[0034]珠粒接收裝置是可旋轉(zhuǎn)的，使得珠粒能夠從第一流體去除區(qū)域移動到珠粒收集域。
[0035]在從第一流體去除區(qū)域到珠粒收集區(qū)域的移動中，珠粒通常按弧形軌跡移動。這提供一種潛在的緊湊設(shè)備，該潛在的緊湊設(shè)備例如可以使用轉(zhuǎn)臺來支撐和移動珠粒接收裝置。
[0036]第一流體去除裝置可選地可操作以通過施加減壓除去流體。
[0037]珠粒收集裝置可選地可操作以通過施加減壓除去珠粒。
[0038]本發(fā)明的第二方面的設(shè)備可以包括上述與本發(fā)明的第一方面的設(shè)備相關(guān)的那些特征。例如，珠粒收集裝置可選地可以包括旋風(fēng)發(fā)生器。
[0039]本發(fā)明的第一方面和第二方面的設(shè)備通常適合于在無菌條件下使用。因此，本發(fā)明的第一方面和第二方面的設(shè)備通常由適合于在無菌環(huán)境下使用的材料(例如醫(yī)藥級的不銹鋼)制成。因此，本發(fā)明的第一方面和第二方面的設(shè)備通常適合于在層流條件(通常為豎直層流條件)下使用。本發(fā)明的第一方面和第二方面的設(shè)備通常適合于高壓滅菌，即，本發(fā)明的第一方面和第二方面的設(shè)備可以承受高壓滅菌處理。高壓滅菌用于給物品殺菌，并且通常需要使物品在約121°C的飽和蒸汽下暴露通常15-20分鐘。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于生成和收集珠粒的機器，所述機器包括:
[0041](a)珠粒生成器，其用于生成分散在載流流體中的珠粒；
[0042](b)根據(jù)本發(fā)明的第一或第二方面的分離設(shè)備，其設(shè)置為接收來自所述珠粒生成器的分散在載流流體中的珠粒。
[0043]珠粒生成器可選地可以包括如在W02004/043598或W02010/004253中描述的微流體設(shè)備。珠粒生成器可選地可以包括壓電式液滴生成器?？蛇x地可以使用壓電式液滴生成器來生成可被硬化以形成固體珠粒的液滴流。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種用于從載流流體中分離珠粒的方法，該方法包括:
[0045]( i )將分散在載流流體中的珠粒提供到珠粒接收裝置上；
[0046]( ii )使用減壓除去至少一部分所述載流流體；
[0047](iii)移動珠粒接收裝置；以及
[0048](iv)使用減壓從所述珠粒接收裝置中收集珠粒。
[0049]該方法通?？梢园蛇x地使用減壓除去部分所述載流流體的第二步驟。這個除去部分所述載流流體的第二步驟優(yōu)選地在從所述珠粒接收裝置中收集珠粒之前實施。
[0050]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，本發(fā)明的第四方面的方法可以使用上述與本發(fā)明的第一方面的設(shè)備相關(guān)的一個或多個設(shè)備特征。例如，珠粒接收裝置可以是透液性的，并且珠粒接收裝置可以是可旋轉(zhuǎn)的，其可選地以0.1rpm至IOrpm的速度旋轉(zhuǎn),可選地以0.2rpm至5rpm的速度旋轉(zhuǎn),可選地以0.2rpm至Irpm的速度旋轉(zhuǎn)。
[0051]因此，該方法可選地可以包括提供透液性的珠粒接收裝置，并且步驟(ii)可選地可以包括通過透液性的珠粒接收裝置除去載流流體。
[0052]可以使用本發(fā)明的第一方面的設(shè)備或本發(fā)明的第三方面的機器實施本發(fā)明的第四方面的方法。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種用于從載流流體中分離珠粒的方法，該方法包括:
[0054]( i )將分散在載流流體中的珠粒提供到大致平坦的珠粒接收裝置上；
[0055]( ii )除去至少一部分所述載流流體；
[0056](iii)旋轉(zhuǎn)所述珠粒接收裝置；以及[0057](iv)從珠粒接收裝置中收集所述珠粒。
[0058]該方法通?？梢园蛇x地使用減壓除去部分所述載流流體的第二步驟。這個除去部分所述載流流體的第二步驟優(yōu)選地在從珠粒接收裝置中收集珠粒之前實施。
[0059]可選地可以使用減壓來實現(xiàn)步驟(U)。同樣，可選地可以使用減壓來實現(xiàn)步驟
(iv)。
[0060]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，本發(fā)明的第五方面的方法可以使用上述與本發(fā)明的第一和/或第二方面的設(shè)備相關(guān)的一個或多個設(shè)備特征。例如，珠粒接收裝置可以是透液性的。
[0061]因此，該方法可選地可以包括提供透液性的珠粒接收裝置，并且步驟(ii)可選地可以包括通過透液性的珠粒接收裝置除去載流流體。
[0062]可以使用本發(fā)明的第二方面的設(shè)備或本發(fā)明的第三方面的機器實施本發(fā)明的第五方面的方法。
[0063]本發(fā)明的第五方面的方法可以包括上述與本發(fā)明的第四方面的方法相關(guān)的那些特征。
[0064]可以在無菌環(huán)境下實施本發(fā)明的第四方面和第五方面的方法。
[0065]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，本發(fā)明的設(shè)備和方法可以用于從流體流中分離除珠粒以外的固體。
[0066]將參考以下附圖通過實例的方式對本發(fā)明進行說明，在附圖中:
[0067]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個實施例的實例的立體圖；
[0068]圖2示出圖1的設(shè)備的立體圖，其中移除了蓋子以更清楚地示出設(shè)備的某些部分；
[0069]圖3是在圖1和圖2的設(shè)備中使用的旋風(fēng)發(fā)生器的側(cè)視圖；
[0070]圖4是包括珠粒取樣結(jié)構(gòu)的旋風(fēng)發(fā)生器和旋風(fēng)抑制器的另一實例的程式化立體圖；以及
[0071]圖5是圖4的旋風(fēng)抑制器的程式化剖視圖。
[0072]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一方面的設(shè)備的實例，該設(shè)備基本以附圖標記I表示。設(shè)備I包括用于接收來自珠粒生成設(shè)備(未示出)的珠粒和液體的入口 2。由可連接至珠粒生成設(shè)備出口的珠粒輸送管嘴3來提供該入口。管嘴3設(shè)置為將載流流體中的珠粒沉積到旋轉(zhuǎn)篩4的頂面上。第一液體去除管嘴5 (在圖2中可最清楚地看到)位于與珠粒輸送管嘴3相對的位置。液體去除管嘴5與真空泵(未示出)連接，使得液體被抽吸而通過篩4并且進入到第一液體去除管嘴5中。設(shè)備I設(shè)置有用于通過篩去除液體的第二液體去除管嘴6。第二液體去除管嘴6與連接至第一液體去除管嘴5的同一真空泵連接。設(shè)備I包括用于從篩4的上表面收集珠粒的旋風(fēng)發(fā)生器7。旋風(fēng)發(fā)生器7與真空泵(未示出)連接，以在旋風(fēng)發(fā)生器7中生成氣旋。旋風(fēng)發(fā)生器7與旋風(fēng)抑制器28連接，旋風(fēng)抑制器28有助于抑制由旋風(fēng)發(fā)生器7所生成的空氣的氣旋運動?，F(xiàn)在將更詳細地對設(shè)備I及其操作進行說明。
[0073]將載流流體(通常為載液)中的珠粒從珠粒生成設(shè)備(未示出)提供至入口 2。珠粒通常為固體，并且具有約I微米到約500微米的平均最大尺寸(粒徑)，該平均最大尺寸更典型地為約10微米到約200微米。管道(未示出)將珠粒生成設(shè)備連接至珠粒輸送管嘴3。從圖2中可以看出，珠粒輸送管嘴3具有大致截錐形的形狀；珠粒輸送管嘴3由SLA (立體雕亥IJ)樹脂制成。珠粒輸送管嘴3的末端位于篩4的上表面上方幾毫米的位置。篩4是包括直徑為200mm且具有32微米孔徑的不銹鋼網(wǎng)8的不銹鋼試驗篩(VWR國標有限公司)。網(wǎng)8由大致筒狀的支撐件9支撐。
[0074]第一液體去除管嘴5布置為與珠粒輸送管嘴3相對且位于篩4的另一側(cè)(在圖2中可最清楚地看到)，并且形成第一液體去除區(qū)域A。第一液體去除管嘴5由SLA樹脂制成，并且具有大致喇叭狀形狀，第一液體去除管嘴5在更靠近于篩4的端部具有最小直徑。第一液體去除管嘴5的更靠近于篩4的端部的內(nèi)徑約為10_，而該管嘴5的遠離篩的端部的內(nèi)徑約為32mm。第一液體去除管嘴5設(shè)置有倚靠在基座11上的環(huán)狀凸緣10。基座11由PTFE (聚四氟乙烯)形成，并且設(shè)置有用于接納第一液體去除管嘴5的孔(未示出)?；?1有助于保持第一液體去除管嘴5相對于篩4的空間關(guān)系?；?1還提供對向上氣流的障礙，該氣流會干擾存在于篩4表面上的珠粒。第一液體去除管嘴5的端部與網(wǎng)8之間的間隙約為2mm-4mm。第一液體去除管嘴5與用于產(chǎn)生低壓的1750W側(cè)風(fēng)道式鼓風(fēng)機(未示出，英國布萊頓莫斯利(Mossley, Lanes., UK)的AirTec空氣系統(tǒng)有限公司出品)連接。作為替代，已使用1500W的家用真空吸塵器泵來代替?zhèn)蕊L(fēng)道式鼓風(fēng)機。側(cè)風(fēng)道式鼓風(fēng)機產(chǎn)生靠近于第一液體去除管嘴5的端部的減壓區(qū)域。與珠粒相關(guān)的液體被抽吸而通過篩4并且進入到第一液體去除管嘴5中，從而在篩4的上表面上留下珠粒。
[0075]如圖所示，篩4是可旋轉(zhuǎn)的，現(xiàn)在將對與篩4旋轉(zhuǎn)相關(guān)的這些特征進行說明。支撐件9設(shè)置有槽12，傳動皮帶13位于槽12中。傳動皮帶13與由電動機(未示出)驅(qū)動的帶輪14連接。電動機是以30rpm的速度旋轉(zhuǎn)的12V直流無刷電動機(Cramer公司的Digi_key電動機)。電動機以30rpm的速度運行，并且設(shè)置為以約5rpm的速度轉(zhuǎn)動篩。電動機可以選擇性地設(shè)置有齒輪裝置，使得篩可以以諸如0.5rpm等更低的速度轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)在將對篩4的旋轉(zhuǎn)以及篩4與從篩4去除珠粒之間的關(guān)系進行說明。
[0076]通過篩4的旋轉(zhuǎn)，篩4的先前處于第一液體去除區(qū)域中的部分移動到由第二液體去除管嘴6提供的第二液體去除區(qū)域B。第二液體去除管嘴6的形狀和尺寸大致與第一液體去除管嘴5相同，正如第一液體去除管嘴5那樣，第二液體去除管嘴6的較小端部與網(wǎng)8的下側(cè)間隔約2-4mm的距離。第二液體去除管嘴6與第二 1750W側(cè)風(fēng)道式鼓風(fēng)機連接，第二液體去除管嘴6以與第一液體去除管嘴5大致相同的方式工作。進入第一液體去除管嘴5和第二液體去除管嘴6的液體被收集在容器(未示出)中，以供后續(xù)的再利用或處理。
[0077]通過篩的旋轉(zhuǎn)，篩4的先前處于第二液體去除區(qū)域中的部分移動到珠粒收集區(qū)域C。由珠粒收集管嘴15來提供珠粒收集區(qū)域C，珠粒收集管嘴15的端部與網(wǎng)8的上表面間隔約0.5mm至Imm的距離。管嘴15具有錐形形狀，管嘴15越靠近于網(wǎng)8該管嘴的截面越窄。設(shè)置在珠粒收集管嘴15中的孔(未示出)大致為矩形形狀，并且具有約為26_的長度和約為IOmm的寬度。珠粒收集管嘴15由SLA樹脂制成。珠粒收集管嘴15經(jīng)由管道17與旋風(fēng)生成器7連接。旋風(fēng)生成器7由SLA樹脂制成，并且與1750W的側(cè)風(fēng)道式鼓風(fēng)機(未示出)連接。作為選擇，已使用1500W的家用真空吸塵器泵來代替?zhèn)蕊L(fēng)道式鼓風(fēng)機。通過由旋風(fēng)生成器7施加的低壓將存在于篩4表面上的珠粒移走，并且珠粒在旋風(fēng)生成器7中進行氣旋運動。旋風(fēng)生成器7包括用于與管道17連接的旋風(fēng)生成器入口 18，旋風(fēng)生成器入口18位于朝向筒狀部19頂部的位置。旋風(fēng)生成器入口 18約為3.75cm高。筒狀部19具有
7.5cm的直徑和11.25cm的長度/高度。在筒狀部19的上方設(shè)置有用于將真空泵(未示出)連接至旋風(fēng)生成器7的連接器20。連接器20大致為筒狀，并且具有3.75cm的內(nèi)徑。如圖3的虛線所示，連接器20還在筒狀部19所限定的空間內(nèi)延伸約3.75cm。截錐形部21設(shè)置在筒狀部19的下方。截錐形部21具有18.75cm的高度/長度和2.8cm的底部直徑。旋風(fēng)抑制器28設(shè)置在截錐形部21的下方。旋風(fēng)抑制器28具有上筒狀部28a和下部28b，下部28b設(shè)置有用于將珠粒輸出到容器(未示出)以進行收集的出口(未示出)。上筒狀部28a具有比旋風(fēng)生成器7的截錐形部21的底部更大的橫截面面積。雖然不希望被理論束縛，但通常認為，經(jīng)由連接器20除去了非常小的珠粒，并且殘留的液體蒸發(fā)或氣霧化。
[0078]在網(wǎng)8下方與管嘴15相對的位置可以設(shè)置體積填充塊(未示出)。這通過減少位于網(wǎng)下方與管嘴15相對的自由空間的體積而提高了珠粒的去除效率。設(shè)備I設(shè)置有能夠防止篩4的表面受到污染的蓋子23。蓋子23設(shè)置有兩個窗口 24、25，可以通過這兩個窗口來觀察篩4。蓋子23具有正方形的上部30和向下突出的裙部31。蓋子23防止向下的氣流(諸如在豎直氣流層流柜中存在的氣流)干擾存在于篩4表面上的任何珠粒。向下突出的裙部31與形成篩4的支撐件9的一部分的向上突出壁32重疊。壁32和裙部31防止側(cè)向氣流干擾存在于篩4表面上的任何珠粒。
[0079]蓋子23設(shè)置有用于連接管道17和珠粒收集管嘴15的連接裝置26。同樣，蓋子23設(shè)置有用于連接珠粒輸送管嘴3和珠粒生成設(shè)備(未示出)的管道(未示出)的連接裝置27。
[0080]本發(fā)明的設(shè)備使珠粒流動而沒有任何可見的凝結(jié)跡象。珠粒的凝結(jié)表示存在不可接受的水分含量。
[0081]按如下的方式制造PLGA (聚乳酸-羥基乙酸共聚物)的珠粒。使用壓電頭將二甲基亞砜(DMSO)中的PLGA聚合物的微滴排入到包括85wt %的水和15wt %的叔丁醇的載體流體中。通常認為，載流流體用作反溶劑，從微滴中提取DMSO以形成固體珠粒。攜帶有固體珠粒的載流流體從珠粒制造設(shè)備(未示出)引入，穿過珠粒輸送管嘴3并且到達篩4上。流到篩4的表面上的載流流體的流速約為70升/小時。載流流體中的珠粒濃度約為:每20升的載流流體含有約Ig的珠粒。篩4以每分鐘約5轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)。經(jīng)由第一液體去除管嘴5除去載流流體，并且將被除去的載流流體收集在容器(未示出)中以供再利用。經(jīng)由珠粒收集管嘴15從篩4的表面除去珠粒，并且被除去的珠粒進入到旋風(fēng)發(fā)生器7中。珠粒被收集到旋風(fēng)抑制器28的下方。
[0082]可以連接圖1至圖3的裝置中的一個或多個部分以供在消毒、無菌環(huán)境中使用。例如，正如無菌連接件和接頭領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的那樣，可以使用套箍式接頭來連接旋風(fēng)發(fā)生器7和旋風(fēng)抑制器28，并且使用夾具將旋風(fēng)發(fā)生器7和旋風(fēng)抑制器28保持在一起。
[0083]圖4和圖5示出用在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和機器中的旋風(fēng)發(fā)生器和旋風(fēng)抑制器的另一實例。旋風(fēng)抑制器128類似于上面參考圖1至圖3所描述的旋風(fēng)抑制器28。然而，旋風(fēng)抑制器128設(shè)置有珠粒取樣結(jié)構(gòu)130，珠粒取樣結(jié)構(gòu)130包括延伸穿過珠粒取樣孔132的珠粒取樣管道131。參考圖5，珠粒取樣管道131的端部成形為形成取樣導(dǎo)向件133，以沿珠粒取樣管道131向下引導(dǎo)珠粒。在操作中，一定比例的裹挾在旋流/氣旋中的珠粒撞擊取樣導(dǎo)向件133的開口面，并且沿取樣管道131掉落到取樣容器134中。取樣結(jié)構(gòu)130允許在不停止珠粒生成過程的情況下收集珠粒以進行分析。珠粒取樣結(jié)構(gòu)130所收集到的珠粒的比例取決于珠粒取樣管道131的橫截面尺寸和珠粒取樣導(dǎo)向件133的幾何形狀和尺寸。
[0084]這樣制成的珠粒大致為球形、能夠自由流動并且沒有顯示出凝結(jié)(表明珠粒足夠干燥)。珠粒尺寸具有小的標準差。
[0085]上述方法已用于收集具有從25微米到60微米的平均直徑的珠粒。
[0086]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，也可以使用許多其它方法來制造珠粒。例如，在W02010/004253中描述的珠粒生成方法和設(shè)備適合于與本發(fā)明的分離設(shè)備一起使用。
[0087]本領(lǐng)域技術(shù)人員還將認識到，可以使用本發(fā)明的設(shè)備來分離與上述珠粒和W02010/004253所制造的珠粒不同的珠粒。例如，可以使用本發(fā)明的設(shè)備分離使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的許多珠粒生成設(shè)備和方法中的一者而制成的珠粒。在W02008/040959、W02007/072002.W02006/082351和W02005/123241中公開了此類珠粒生成設(shè)備和方法的實例。
[0088]上述旋風(fēng)生成器已被設(shè)計成收集具有直徑約為從20微米-100微米的珠粒。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，可以選擇旋風(fēng)收集器的參數(shù)來優(yōu)化對具有不同直徑的珠粒的收集。
[0089]上述實例公開了使用旋轉(zhuǎn)式珠粒接收裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，也可以使用其它結(jié)構(gòu)的珠粒接收裝置。例如，珠粒接收裝置可以設(shè)置為例如可通過滾輪而移動的皮帶。在這樣的結(jié)構(gòu)中，可以將第一流體去除裝置、第二流體去除裝置和珠粒收集裝置設(shè)置在一條直線上，而與圖1和圖2所示的將這些裝置設(shè)置在圓形路徑上不同。
[0090]上述兩個實例均公開了使用氣旋從珠粒接收裝置中除去珠粒。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，也可以使用其它減壓結(jié)構(gòu)，例如通過將珠粒收集在透氣袋中。
[0091]上述兩個實例均公開了只沿一個方向移動的珠粒接收裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，可以將珠粒接收裝置設(shè)置為沿兩個方向移動。在這種情況下，可以將珠粒接收裝置設(shè)置為往復(fù)運動，使得分散在載流流體中的珠粒沿第一方向移動通過流體去除區(qū)域到達珠粒收集區(qū)域，然后珠粒接收裝置沿與第一方向相反的第二方向移動，使得珠粒接收裝置的當前清空了珠粒的部分準備好接收更多分散在載流流體中的珠粒。
[0092]上述兩個實例均示出了設(shè)置第二流體去除裝置。這對于本發(fā)明設(shè)備的運行而言并非是必需的，而僅僅作為優(yōu)選實施例。
[0093]上述兩個實例均對設(shè)置為通過珠粒接收裝置除去流體的第一流體去除裝置進行了說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，這對于本發(fā)明設(shè)備的運行而言并非是必需的，而僅僅作為一種可能的結(jié)構(gòu)。
[0094]許多上述組件被描述為由SLA樹脂制成。SLA樹脂用于通過立體雕刻制造物品，并且經(jīng)常使用SLA樹脂，這是因為可以由SLA快速而廉價地制成功能組件?？梢允褂锰娲牧蟻泶鍿LA樹脂，例如醫(yī)藥級的不銹鋼。
[0095]本發(fā)明的設(shè)備通常可以在無菌環(huán)境中使用。
[0096]在前述說明書中，所涉及的整體或元件，如果是已知的、顯而易見的或可預(yù)見的等同例，則如同單獨闡述那樣將此類等同例并入到本文中。確定本發(fā)明真實范圍時可參考權(quán)利要求，而權(quán)利要求應(yīng)被理解為涵蓋任何此類等同例。讀者還將認識到，本發(fā)明的被描述為優(yōu)選、先進、方便等的整體或特征都是可選的，并且不限制獨立權(quán)利要求的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于從載流流體中分離珠粒的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 珠粒接收裝置，其用于接收分散在載流流體中的珠粒， 流體去除裝置，其可操作以通過施加減壓在第一流體去除區(qū)域中從所述珠粒接收裝置中除去流體，以及 珠粒收集裝置，其可操作以通過施加減壓在珠粒收集區(qū)域中從所述珠粒接收裝置中除去珠粒， 所述珠粒接收裝置是可移動的，使得珠粒能夠從所述第一流體去除區(qū)域移動到所述珠粒收集區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，珠粒和流體被提供到所述珠粒接收裝置在所述珠粒接收區(qū)域中的部分上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述珠粒接收裝置是可移動的，使得珠粒和流體能夠從所述珠粒接收區(qū)域移動到所述第一流體去除區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述珠粒接收區(qū)域與所述第一流體去除區(qū)域重疊。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述珠粒接收裝置能夠以往復(fù)運動的方式移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的設(shè)備，其中，所述珠粒接收裝置能夠僅沿一個方向移動。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述珠粒接收裝置是可旋轉(zhuǎn)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述珠粒接收裝置能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的設(shè)備，包括移動所述珠粒接收裝置的轉(zhuǎn)臺。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述珠粒接收裝置為環(huán)形或盤形。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的設(shè)備，其中，所述珠粒接收裝置為條帶形式。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述珠粒接收裝置包括片材。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述珠粒接收裝置包括網(wǎng)。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述珠粒接收裝置是透液性的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述流體去除裝置可操作以通過所述透液性珠粒接收裝置除去流體。
16.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述珠粒收集裝置包括一個或多個旋風(fēng)發(fā)生器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述珠粒收集裝置包括僅一個旋風(fēng)發(fā)生器。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的設(shè)備，其中，所述珠粒收集裝置包括一個或多個旋風(fēng)抑制器。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項所述的設(shè)備，其中，旋風(fēng)發(fā)生器或旋風(fēng)抑制器設(shè)置有取樣孔，并且設(shè)置有用于將珠粒引導(dǎo)至所述取樣孔的取樣導(dǎo)向件。
20.根據(jù)權(quán)利要求 19所述的設(shè)備，其中，所述取樣導(dǎo)向件包括用于將珠粒引導(dǎo)至所述取樣孔的一個或多個突起部。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的設(shè)備，其中，設(shè)置有用于將珠粒供應(yīng)至取樣容器的取樣管道。
22.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，包括第二流體去除區(qū)域，在所述第二流體去除區(qū)域中，流體去除裝置可操作以從所述珠粒接收裝置中除去流體。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，對應(yīng)于所述第二流體去除區(qū)域的流體去除裝置與可操作以從所述第一流體去除區(qū)域中除去流體的流體去除裝置相同。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的設(shè)備，其中，所述第二流體去除區(qū)域位于所述第一流體去除區(qū)域與所述珠粒收集區(qū)域之間的路徑上。
25.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，包括用于覆蓋所述珠粒接收裝置的蓋子，所述蓋子包括上部和從所述上部下垂的裙部。
26.一種用于從載流流體中分離珠粒的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 大致平坦的珠粒接收裝置，其用于接收分散在載流流體中的珠粒， 流體去除裝置，其可操作以在第一流體去除區(qū)域中從所述珠粒接收裝置中除去流體，以及 珠粒收集裝置，其可操作以在珠粒收集區(qū)域中從所述珠粒接收裝置中除去珠粒， 所述珠粒接收裝置是可旋轉(zhuǎn)的，使得珠粒能夠從所述第一流體去除區(qū)域移動到所述珠粒收集區(qū)域。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中，所述第一流體去除裝置可操作以通過施加減壓除去流體。·
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的設(shè)備，其中，所述珠粒收集裝置可操作以通過施加減壓除去珠粒。
29.一種用于從載流流體中分離珠粒的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 珠粒接收器，其用于接收分散在載流流體中的珠粒， 流體去除器，其可操作以通過施加減壓在第一流體去除區(qū)域中從所述珠粒接收裝置中除去流體，以及 珠粒收集器，其可操作以通過施加減壓在珠粒收集區(qū)域中從所述珠粒接收器中除去珠粒， 所述珠粒接收器是可移動的，使得珠粒能夠從所述第一流體去除區(qū)域移動到所述珠粒收集區(qū)域。
30.一種用于從載流流體中分離珠粒的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 大致平坦的珠粒接收器，其用于接收分散在載流流體中的珠粒， 流體去除器，其可操作以在第一流體去除區(qū)域中從所述珠粒接收器中除去流體，以及 珠粒收集器，其可操作以在珠粒收集區(qū)域中從所述珠粒接收器中除去珠粒， 所述珠粒接收器是可旋轉(zhuǎn)的，使得珠粒能夠從所述第一流體去除區(qū)域移動到所述珠粒收集區(qū)域。
31.一種用于生成和收集珠粒的機器，所述機器包括: (a)珠粒生成器，其用于生成分散在載流流體中的珠粒； (b)根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的分離設(shè)備，其設(shè)置為接收來自所述珠粒生成器的分散在載流流體中的珠粒。
32.—種用于從載流流體中分離珠粒的方法，所述方法包括: (i )將分散在載流流體中的珠粒提供到珠粒接收裝置上；(ii)使用減壓除去至少一部分所述載流流體；(iii)移動所述珠粒接收裝置；以及(iv)使用減壓從所述珠粒接收裝置中收集所述珠粒。
33.一種用于從載流流體中分離珠粒的方法，所述方法包括:(i )將分散在載流流體中的珠粒提供到大致平坦的珠粒接收裝置上；(ii)除去至少一部分所述載流流體；(iii)旋轉(zhuǎn)所述珠粒接收裝置；以及(iv)從所述珠粒接收裝置中收集所述珠粒。
34.一種用于從載流流體中分離珠粒的方法，所述方法包括:(i )將分散在載流流體中的珠粒提供到珠粒接收器上；(ii)使用減壓除去至少一部分所述載流流體；(iii)移動所述珠粒接收器；以及(iv)使用減壓從所述珠 粒接收器中收集所述珠粒。
35.一種用于從載流流體中分離珠粒的方法，所述方法包括:(i )將分散在載流流體中的珠粒提供到大致平坦的珠粒接收器上；(ii)除去至少一部分所述載流流體；(iii)旋轉(zhuǎn)所述珠粒接收器；以及(iv)從所述珠粒接收器中收集所述珠粒。
【文檔編號】B01D33/15GK103826717SQ201280046886
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月28日
【發(fā)明者】丹尼爾·戴維·帕爾默, 歐文·萊斯利·沙迪克, 斯圖爾特·詹姆斯·巴特利, 布林莫爾·亞歷山大·約翰 申請人:Q芯片有限公司