[發明專利]多層微膠囊異形化裝置、制備裝置及制備方法

在審

• 申請號: 201810572972.6
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108465447A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 吳梁玉;陳瑩瑩;陳永平;劉向東
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B01J13/04
• 分類號: B01J13/04;B01J13/06;B01J19/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種多層微膠囊異形化裝置、制備裝置及制備方法，其中異形多層微膠囊制備裝置，包括一具有進料口的流體箱，其特征在于：在所述流體箱內設置有兩個平行的剪切帶，在兩個平行的剪切帶之間為異化通道，位于異化通道內的流體在兩個不同運動方向上的剪切帶的作用下形成用于使多層微膠囊異形化的剪切流場；所述進料口位于異化通道的入口前端。與現有技術相比，本發明裝置結構簡單、可控性強，為高效制備異形多層微膠囊提供了一種新方法。

技術領域

本發明屬于微膠囊領域，特別涉及一種基于多重乳液模板的異形多層微膠囊及其制備方法與裝置。

背景技術

微膠囊在食品、農業、醫藥、化學化工等多個行業有著廣泛的應用，微膠囊的殼層能夠將微膠囊內核的活性物質或有毒物質與外界環境隔離開來，起到有效的保護作用。而多層殼的微膠囊則具有更高的靈活性，能夠更好的適應外界環境的變化，并有利于實現多種激勵下的內核活性物質釋放。其中非球形的異形微膠囊因其特殊的結構所帶來的各向異性，在藥物定向釋放、功能化材料制備等場合有著重要的價值。

常用的微膠囊制備方法是乳液聚合法，即以乳液為模板，引入聚合反應，形成固體外殼。而乳液的制備則通常采用攪拌法、膜乳化法與微流控法。最常采用的攪拌法通過多次攪拌形成雙重或多重乳液，其制備過程難以控制，所得的乳液尺寸分布也非常分散。膜乳化法雖然能夠將乳液尺寸控制在一定的范圍內，但是無法對乳液中包裹的內核個數進行控制。因此，這兩種傳統方法都難以實現高品質微膠囊的制備。自20世紀80年代問世以來，微流控技術在多方面展現了許多傳統方法所不具備的優勢，基于微流控技術的微膠囊制備過程具有高度的可控性與原料利用率，尤其在制備多層微膠囊時，能夠對每一個多重乳液的尺寸、內液滴的個數等進行精確的控制，因而已經被應用于許多精密過程中，如：生化檢測、精密材料制備等。然而，由于界面張力的作用，乳液的形狀必然會趨于球形，無法在穩定的情況下制備異形微膠囊。僅有極少數的研究者報道了基于特殊形狀的微通道獲得棒狀或餅狀的顆粒(見Xu SQ，Nie ZH，Seo M，Lewis P，Kumacheva E，Stone HA，Garstecki P，WeibelDB，Gitlin I，Whitesides M，2005，Angewandte Chemie-International Edition，2005，44：724-728)。這種異形顆粒的制備方式主要依賴于微通道對液滴的受限作用，對通道表面的性質要求較高。此外，采用特定結構的微通道來制備異形微膠囊，針對不同結構的微膠囊就需要設計多種不同的微流控裝置，提高了制備的成本。為此，迫切需要開發新的異形微膠囊制備方法與裝置，使得制備過程可控、所得的微膠囊尺寸均一并能夠適應多種形狀異形微膠囊的制備需要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用于制備異形多層微膠囊的微流控裝置及方法，該裝置具有操作簡便、精確度高的特點，有效避免了微通道壁面特性對膠囊表面的破壞，并能夠實現多種形態的異形多層微膠囊的連續制備，具有良好的可重復性。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種多層微膠囊異形化裝置，包括一具有進料口的流體箱，其特征在于：在所述流體箱內設置有兩個平行的剪切帶，在兩個平行的剪切帶之間為異化通道，位于異化通道內的流體在兩個不同運動方向上的剪切帶的作用下形成用于使多層微膠囊異形化的剪切流場；所述進料口位于異化通道的入口前端。

每個剪切帶均分別通過一微電機帶動并通過微電機控制所述剪切帶的速度。

所述微剪切帶均包括第一主動軸和第一從動軸、第一主動微傳動輪和第一從動微傳動輪以及第一微傳動帶，所述微電機與所述第一主動輪連接。

所述第一主動軸和第一從動軸均通過密封軸承固定于所述流體箱上。