[發明專利]制備納米顆粒的模塊化微流控芯片及其應用

在審

• 申請號: 202110709228.8
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113433040A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 田飛;鄧瑾琦;孫佳姝;劉超
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N15/02;G01N15/06;B01L3/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京市英智偉誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11521
• 代理人: 劉丹妮

本發明提供了一種制備納米顆粒的模塊化微流控芯片及其應用。本發明適用于自動化、高通量地合成納米顆粒，并對產物進行光譜學分析，得到其濃度、尺寸等信息。模塊化微流控芯片利用尺寸在幾十到幾百微米的微通道作為反應器進行連續流動合成，可實現對溫度、流速等反應條件的反饋調節，和生產的擴大化。此外，試劑和樣本的消耗量可隨技術水平的提高進一步減小；微流控芯片也易于集成和操控，實現自動化。

技術領域

本發明屬于納米技術領域，具體涉及一種制備納米顆粒的模塊化微流控芯片及其應用。

背景技術

納米顆粒是一種人工制造的、大小不超過100納米的微型顆粒。由于納米尺寸結構的特殊性，納米顆粒在聲、光和電磁等方面具有特殊的性能，具有顯著的應用價值，其中在醫學領域的應用最為廣泛。納米顆粒可以將治療試劑靶向遞送至腫瘤細胞，改善癌癥診斷和治療效果。由于其較小的尺寸，納米顆粒會因為腫瘤血管的增強滲透滯留(EPR)效應而被動聚集在腫瘤組織中，從而減少對其他器官的毒性。其中納米顆粒的尺寸、形狀、剛性和表面電荷對其膠體穩定性、循環半衰期細胞攝取、生物分布和靶向能力有顯著影響，是納米顆粒制備的核心和關鍵。

目前納米顆粒的合成方法主要分為固相法、氣相法和液相法三大類。固相法是直接機械粉碎物質形成納米級的顆粒。氣相法是在遠高于臨界反應溫度的條件下，使產物蒸氣形成過飽和蒸氣壓，自動凝聚成晶核，隨氣流進入低溫區得到納米顆粒。液相法是使均相溶液中的溶質與溶劑分離，溶質形成前驅體，熱解后形成納米顆粒，包括沉淀法、水熱法、溶膠-凝膠法等。這些方法操作繁瑣，耗時耗力，反應條件難以控制，在形貌均一性、粒徑控制等方面還有很大局限性。而微流控方法可以用來制備結構和尺寸可控的納米顆粒。它的試劑消耗量小，能夠快速混合和精確控制流體，從而通過納米沉淀快速生成聚合物納米顆粒，其通量與實驗室批處理方法相當。

現有技術以單分散微流控液滴作微反應器，以微流控芯片液滴融合為核心技術，進行納米顆粒的制備；或通過數字微流控芯片的金納米顆粒合成方法，以電潤濕數字微流控芯片為基礎，通過對納米顆粒合成過程進行程序化，但都無法使多模塊平行運行，對納米顆粒的形貌和粒徑的調控都很復雜，無法聯合檢測系統進行實時監測。

發明內容

因此，本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷，提供一種制備納米顆粒的模塊化微流控芯片及其應用。

在闡述本發明內容之前，定義本文中所使用的術語如下：

術語“TEC制冷片”是指：半導體制冷器(Thermo Electric Cooler)。

術語“PDMS”是指：聚二甲基硅氧烷。

術語“PLGA溶液”是指：聚乳酸-羥基乙酸共聚物溶液。

為實現上述目的，本發明的第一方面提供了一種制備納米顆粒的模塊化微流控芯片，所述模塊化微流控芯片包括入口、支架、壓板、合成芯片模塊、溫控模塊、檢測芯片、電磁閥、連接導管、激光器、電路接口、冷卻水接口鎖緊螺母、激光器微調支架、芯片底座；

其中，所述電路接口、冷卻水接口鎖緊螺母、激光器微調支架、芯片底座設置于所述支架上。

根據本發明第一方面的模塊化微流控芯片，其中，所述合成芯片模塊通過壓板和鎖緊螺母安裝在所述支架上；和/或

所述合成芯片模塊包括一個或多個合成芯片；優選地，當所述合成芯片模塊包括多個合成芯片時，所述合成芯片通過連接導管連接。

根據本發明第一方面的模塊化微流控芯片，其中，所述合成芯片模塊包括微通道作為制備納米顆粒的反應器；

優選地，所述微通道的尺寸在1μm-2mm之間，優選為20μm-300μm。

根據本發明第一方面的模塊化微流控芯片，其中，所述溫控模塊安裝在支架中部；和/或