集成式晶膠介質(zhì)連續(xù)成形裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是關(guān)于一種集成式晶膠介質(zhì)連續(xù)成形裝置，該裝置中樣品罐組包括多個(gè)樣品罐，內(nèi)設(shè)有溫度傳感器；蠕動(dòng)泵組包括至少兩個(gè)蠕動(dòng)泵，蠕動(dòng)泵通過管道與樣品罐連接；微通道反應(yīng)器通過泵管與蠕動(dòng)泵連接；收集罐通過管道與微通道反應(yīng)器連接，該收集罐置于恒低溫體中，內(nèi)設(shè)有溫度傳感器；攪拌器設(shè)置在該收集罐上方，對(duì)收集罐中的液體進(jìn)行攪拌；控制器包括單片機(jī)，以及與該單片機(jī)連接的蠕動(dòng)泵控制電路、溫控電路和顯示控制電路，蠕動(dòng)泵控制電路與蠕動(dòng)泵組連接，溫控電路與樣品罐和收集罐中的溫度傳感器連接，顯示控制電路連接一觸摸顯示屏。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)晶膠介質(zhì)的連續(xù)半自動(dòng)制備，滿足了大規(guī)模制備和工業(yè)應(yīng)用的需求。
【專利說明】集成式晶膠介質(zhì)連續(xù)成形裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及晶膠介質(zhì)成形裝置，特別是涉及一種集成式晶膠介質(zhì)連續(xù)成形裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]尺寸均一的微米級(jí)或納米級(jí)的載體顆粒或介質(zhì)顆粒在新藥篩選、生化分離、醫(yī)學(xué)檢測、基因治療、藥物控釋等許多領(lǐng)域有重要應(yīng)用，近幾年國內(nèi)外的需求迅速增加。但由于微納米粒的特殊性，粒徑分布的控制及大小均一性問題，一直是一個(gè)需要解決的難題。而利用微通道可制備出單分散性好、粒徑和形態(tài)可控的晶膠介質(zhì)在實(shí)驗(yàn)中已得到廣泛的應(yīng)用。但現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室制作晶膠介質(zhì)系統(tǒng)主要采用組裝離散式的，不僅操作起來沒有系統(tǒng)性，而且操作很不方便，同時(shí)不能實(shí)現(xiàn)制備晶膠介質(zhì)的大規(guī)模連續(xù)制備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室制作晶膠介質(zhì)的系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)和制作出一個(gè)整體式的微通道晶膠介質(zhì)成形裝置，實(shí)現(xiàn)晶膠介質(zhì)的連續(xù)半自動(dòng)制備，滿足大規(guī)模制備和工業(yè)應(yīng)用的需求。
[0004]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供了一種集成式晶膠介質(zhì)連續(xù)成形裝置，包括:
樣品罐組,包括多個(gè)樣品罐,盛裝試驗(yàn)溶液,樣品罐內(nèi)設(shè)有溫度傳感器；
蠕動(dòng)泵組，包括至少兩個(gè)蠕動(dòng)泵，蠕動(dòng)泵通過管道與樣品罐連接；
微通道反應(yīng)器，通過泵管與蠕動(dòng)泵連接；
收集罐，通過管道與微通道反應(yīng)器連接，該收集罐置于恒低溫體中，該收集罐中設(shè)有溫度傳感器；
攪拌器，設(shè)置在該收集罐上方，對(duì)收集罐中的液體進(jìn)行攪拌；
控制器，包括單片機(jī)，以及與該單片機(jī)連接的蠕動(dòng)泵控制電路、溫控電路和顯示控制電路，蠕動(dòng)泵控制電路與蠕動(dòng)泵組連接，溫控電路與樣品罐和收集罐中的溫度傳感器連接，顯示控制電路連接一觸摸顯示屏。
[0005]本發(fā)明所述的裝置中，該微通道反應(yīng)器包括上蓋板、封裝隔板和反應(yīng)板，其中上蓋板和反應(yīng)板為304不銹鋼板,封裝隔板為惰性聚合物pp板。
[0006]本發(fā)明所述的裝置中，所述恒低溫體為裝滿酒精的酒精桶，該酒精桶置于裝有干冰的泡沫桶中。
[0007]本發(fā)明所述的裝置中，所述蠕動(dòng)泵上設(shè)有減震裝置。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:該裝置將現(xiàn)有的離散性實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行集成并引入單片機(jī)控制系統(tǒng)，采用蠕動(dòng)泵實(shí)現(xiàn)連續(xù)的液體輸送，實(shí)現(xiàn)了晶膠介質(zhì)連續(xù)成形以及實(shí)驗(yàn)過程的自動(dòng)控制，能很好地滿足晶膠介質(zhì)大規(guī)模制備，并為工業(yè)應(yīng)用的需求提供了可能性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中: 圖1為本發(fā)明實(shí)施例集成式晶膠介質(zhì)連續(xù)成形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]為使對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，用以較佳的實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)的說明，說明如下:
本發(fā)明實(shí)施例的集成式晶膠介質(zhì)連續(xù)成形裝置將現(xiàn)有的離散化的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行集成，并實(shí)現(xiàn)晶膠介質(zhì)的半自動(dòng)連續(xù)成形。
[0011]本發(fā)明的集成式晶膠介質(zhì)連續(xù)成形裝置包括:
樣品罐組10，包括多個(gè)樣品罐，盛裝試驗(yàn)溶液(如水相，油相，單體溶液和催化劑)，樣品罐內(nèi)設(shè)有溫度傳感器70 ;蠕動(dòng)泵組20，包括至少兩個(gè)蠕動(dòng)泵，蠕動(dòng)泵通過管道與樣品罐連接；樣品罐組10和蠕動(dòng)泵組20根據(jù)需要設(shè)置樣品罐的個(gè)數(shù)和蠕動(dòng)泵的個(gè)數(shù)。蠕動(dòng)泵主要包括泵管、蠕動(dòng)泵泵頭、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、聯(lián)軸器、控制電路以及泵頭、步進(jìn)電機(jī)支撐板等固定裝置。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中還可在蠕動(dòng)泵上設(shè)置減震裝置，以減輕電機(jī)的震動(dòng)。樣品罐組10和蠕動(dòng)泵組20能夠?yàn)槲⑼ǖ捞峁┓€(wěn)定、無脈動(dòng)、流量準(zhǔn)確的流動(dòng)相。
[0012]微通道反應(yīng)器30，通過泵管與蠕動(dòng)泵連接；反應(yīng)板上設(shè)有多個(gè)板載微通道。本發(fā)明的微通道反應(yīng)器30包括密封板、蓋板及基板,其中上蓋板和反應(yīng)板可選用304不銹鋼板，封裝隔板選用惰性聚合物PP板。在反應(yīng)板上加工出可進(jìn)行流體聚焦的“十”字交叉對(duì)沖微通道、“T”型微通道或者“Y”型微通道，其中微通道截面為矩形。將上蓋板、封裝隔板加蓋到基板上即形成板載微通道結(jié)構(gòu)，該板載微通道結(jié)構(gòu)利用流體聚焦技術(shù)成滴，形成的微滴尺寸均一，經(jīng)結(jié)晶致孔和聚合反應(yīng)形成的晶膠微球，其粒徑分布窄，粒徑大小通過油水相的流動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了晶膠微球顆粒的可控制備。
[0013]收集罐40，通過管道與微通道反應(yīng)器30連接，該收集罐40置于恒低溫體中，該收集罐40中設(shè)有溫度傳感器70 ;將收集罐置于恒低溫體中的目的是保證收集罐中的液體溫度在-19°C。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例采用物理方法，將導(dǎo)熱性能優(yōu)良的收集罐的罐身浸泡在裝滿酒精的酒精桶中，再將酒精桶放置在裝有干冰的泡沫箱中，通過干冰揮發(fā)吸熱來降低酒精桶中的酒精溫度，同時(shí)通過熱傳遞將收集罐中的液體溫度減低并保持在-19°C。
[0014]攪拌器50，設(shè)置在該收集罐40上方，對(duì)收集罐40中的液體進(jìn)行攪拌；通過單獨(dú)的攪拌器對(duì)收集罐里面的液體進(jìn)行攪拌，防止制成的晶膠介質(zhì)在收集罐中粘結(jié)在一起，并且攪拌能使晶膠介質(zhì)表面更加蓬松，形狀更加規(guī)則。
[0015]控制器60，包括單片機(jī)，以及與該單片機(jī)連接的蠕動(dòng)泵控制電路、溫控電路和顯示控制電路，蠕動(dòng)泵控制電路與蠕動(dòng)泵組20連接，溫控電路與樣品罐和收集罐中的溫度傳感器70連接，顯示控制電路連接一觸摸顯示屏。對(duì)于蠕動(dòng)泵的控制與溫度檢測都可由同一個(gè)單片機(jī)完成，本發(fā)明中選擇采用STC12C5A60S單片機(jī)。
[0016]蠕動(dòng)泵控制電路主要包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、步進(jìn)電機(jī)控制模塊、人機(jī)界面及供電電源；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊主要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制要求，步進(jìn)電機(jī)控制模塊主要完成參數(shù)輸入、參數(shù)顯示以及對(duì)驅(qū)動(dòng)部分的控制等功能；步進(jìn)電機(jī)的電源由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器提供，而步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電源由外部電源經(jīng)過變壓、整流、穩(wěn)壓后提供。
[0017]該集成式晶膠介質(zhì)成形裝置按照晶膠微球制作的工藝流程實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，同時(shí)通過液晶顯示觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換，運(yùn)用液晶觸摸屏界面來實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、功能設(shè)定、數(shù)據(jù)檢測，緊急制動(dòng)等工作，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)成形裝置的半自動(dòng)化和智能化。
[0018]溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測樣品罐中的待泵送液體和收集罐中液體的溫度，由于溫度范圍為-100°c到50°C之間，溫度傳感器可采用PT100熱電偶，該熱電偶的溫度范圍是-200°c到500°C之間，滿足溫度設(shè)計(jì)要求。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例的集成式晶膠介質(zhì)連續(xù)成形裝置在工作時(shí)，首先將蠕動(dòng)泵泵管與微通道連接，然后開啟設(shè)備電源，顯示屏上顯示進(jìn)入工作界面。然后將溫度傳感器(如熱電偶)放到裝有液體的不銹鋼收集罐中，測量不銹鋼收集罐中的液體溫度，溫度值會(huì)顯示在屏幕上。可以通過打開恒低溫體上的聚四氟乙烯塞子(恒低溫體中充填泡沫用來隔離和保溫)，填塞干冰來調(diào)節(jié)溫度。將另一個(gè)溫度傳感器(如熱電偶)放入樣品罐中測量試驗(yàn)溶液溫度，溫度值亦會(huì)顯示在屏幕上。通過觸摸顯示屏設(shè)定好速度和轉(zhuǎn)向等參數(shù)，開啟兩個(gè)蠕動(dòng)泵，進(jìn)行晶膠介質(zhì)的造粒過程，造粒過程中要使用攪拌器對(duì)液體進(jìn)行攪拌。造粒過程中，本發(fā)明可通過微通道反應(yīng)器的微通道對(duì)微量液體或樣品進(jìn)行微觀尺度上的監(jiān)視和控制。造粒完畢時(shí)，將兩個(gè)蠕動(dòng)泵停止，將微通道移開，取出不銹鋼收集罐中的不銹鋼桶，進(jìn)行低溫保溫。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)晶膠介質(zhì)的連續(xù)半自動(dòng)制備，滿足大規(guī)模制備和工業(yè)應(yīng)用的需求，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。
[0020]本發(fā)明在基于微流控技術(shù)儀器典型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié)合晶膠介質(zhì)的制作工藝流程和微通道造粒系統(tǒng)的功能，將現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室制作晶膠介質(zhì)的系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。本發(fā)明改善了目前國內(nèi)離散式的晶膠介質(zhì)成形的實(shí)驗(yàn)條件，解決了液體微量、穩(wěn)定和連續(xù)泵送的問題，研制了規(guī)模化生產(chǎn)的方法。
[0021]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種集成式晶膠介質(zhì)連續(xù)成形裝置，其特征在于，包括: 樣品罐組,包括多個(gè)樣品罐,盛裝試驗(yàn)溶液,樣品罐內(nèi)設(shè)有溫度傳感器； 蠕動(dòng)泵組，包括至少兩個(gè)蠕動(dòng)泵，蠕動(dòng)泵通過管道與樣品罐連接； 微通道反應(yīng)器，通過泵管與蠕動(dòng)泵連接； 收集罐，通過管道與微通道反應(yīng)器連接，該收集罐置于恒低溫體中，該收集罐中設(shè)有溫度傳感器； 攪拌器，設(shè)置在該收集罐上方，對(duì)收集罐中的液體進(jìn)行攪拌； 控制器，包括單片機(jī)，以及與該單片機(jī)連接的蠕動(dòng)泵控制電路、溫控電路和顯示控制電路，蠕動(dòng)泵控制電路與蠕動(dòng)泵組連接，溫控電路與樣品罐和收集罐中的溫度傳感器連接，顯示控制電路連接一觸摸顯示屏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該微通道反應(yīng)器包括上蓋板、封裝隔板和反應(yīng)板,其中上蓋板和反應(yīng)板為304不銹鋼板,封裝隔板為惰性聚合物pp板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述恒低溫體為裝滿酒精的酒精桶，該酒精桶置于裝有干冰的泡沫桶中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述蠕動(dòng)泵上設(shè)有減震裝置。
【文檔編號(hào)】B01J2/10GK103949198SQ201410151794
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】徐林紅, 贠軍賢 申請(qǐng)人:中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）