【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】3D打印的液滴组件
本专利技术涉及一种用于生产液滴组件的装置,所述装置包括液体发生器;还描述了一种使用包括液体发生器的装置来生产液滴组件的方法。本专利技术还涉及包含多个液滴的液滴组件,还描述了所述液滴组件的多种用途。
技术介绍
脂质的油溶液中的含水液滴,通过在其交界面形成脂质双分子层来进行粘附(Poulin,P.etal.,Langmuir14,6341–6343(1998)和Holden,M.A.,etal.,J.Am.Chem.Soc.129,8650–8655(2007))。已经构建出以膜蛋白进行功能化处理的液体网络,用作光感应器(Holden,M.A.,etal.,J.Am.Chem.Soc.129,8650–8655(2007))、电池(Holden,M.A.,etal.,J.Am.Chem.Soc.129,8650–8655(2007))或简单电路(Maglia,G.etal.,NatureNanotech.4,437–440(2009))。可以在散装水溶液中令液体网络稳定化,并设定其在pH或温度改变时释放其内容物(Villar,G.,etal.,NatureNanotech.6,803-808(2011))。但是,现有的网络仅限于少量液滴的简单结构,通常通过微流体装置(Bai,Y.etal.,Lab.Chip10,1281–1285(2010),Zagnoni,M.etal,.Lab.Chip10,3069–3073(2010)和Stanley,C.E.etal.,Chem.Commun.46,1620–1622(2010))或外场操纵(Ag ...
【技术保护点】
用于生成液滴组件的装置,所述装置包括:至少一个液滴发生器;可相对于所述至少一个液滴发生器移动的容器;以及控制单元,所述控制单元适于控制所述至少一个液滴发生器分配液滴和所述容器相对于所述至少一个液滴发生器的移动;其中,所述装置适于产生包含多个液滴的液滴组件,其中每个所述液滴包括(i)液滴介质和(ii)包围所述液滴介质的表面的两亲分子外层,其中所述液滴介质为水相介质或疏水介质,且其中至少一个所述液滴与另一个所述液滴接触从而形成作为相接触的液滴之间的界面的所述两亲分子层。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.07 GB 1222052.11.用于生成液滴组件的装置,所述装置包括:至少一个液滴发生器;可相对于所述至少一个液滴发生器移动的容器;以及控制单元,所述控制单元适于控制所述至少一个液滴发生器分配液滴和所述容器相对于所述至少一个液滴发生器的移动;其中,所述装置适于产生包含多个液滴的液滴组件,其中每个所述液滴包括(i)液滴介质和(ii)包围所述液滴介质的表面的两亲分子外层,其中所述液滴介质为水相介质或疏水介质,且其中每个所述液滴与另一个所述液滴接触从而形成作为相接触的液滴之间的界面的两亲分子双分子层,其中所述液滴组件包括至少n个所述液滴,以及至少n-1个所述相接触的液滴之间的界面,n等于或大于4;和其中所述容器装有松散介质且所述液滴组件置于所述松散介质中,当所述液滴介质为水相介质时所述松散介质为疏水介质,且当所述液滴介质为疏水介质时所述松散介质为水相介质。2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制单元用于协调(a)所述容器相对于所述至少一个液滴发生器中的每一个的移动和(b)所述液滴的分配,以制作所述液滴组件。3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述控制单元包括计算机或专用电子硬件。4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,进一步包括用于移动所述容器的显微操作器,且其中所述控制单元适于利用所述显微操作器控制所述容器的移动。5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,进一步包括用于移动所述至少一个液滴发生器中的每一个的显微操作器,且当所述装置包括多个所述液滴发生器时,用于协调所述液滴发生器的相对位移。6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述至少一个液滴发生器中的每一个包括:用于容纳液滴介质的腔室,所述液滴介质为水相介质或疏水介质;出口;以及,用于将一定体积的所述液滴介质通过所述出口转移、从而将所述体积分配为液滴的部件。7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,用于将一定体积的所述液滴介质通过所述出口转移的所述部件为压电换能器。8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述出口的直径小于200µm。9.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述液滴发生器包含所述液滴介质。10.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述液滴介质为水相介质。11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述液滴发生器包含水相介质。12.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述液滴发生器装有水相介质和膜蛋白。13.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述至少一个液滴发生器中的每一个用于分配直径等于或小于1mm的液滴。14.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述至少一个液滴发生器中的每一个用于分配直径在10µm至200µm范围内的液滴。15.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述至少一个液滴发生器中的每一个用于分配体积等于或小于2µL的液滴。16.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述至少一个液滴发生器中的每一个用于分配体积在0.001nL至100nL范围内的液滴。17.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制单元用于将液滴分配速率控制为0.01至10s-1。18.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置包括多个所述液滴发生器。19.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述液滴介质是水相介质,且其中第一液滴发生器包括第一水相介质,且第二液滴发生器包括第二水相介质,所述第一水相介质与第二水相介质不同。20.根据权利要求19所述的装置,其特征在于,所述第一水相介质包含膜蛋白,且所述第二水相介质不包含所述膜蛋白。21.根据权利要求19所述的装置,其特征在于,所述第一水相介质和第二水相介质具有不同的渗透压,或所述第一水相介质和第二水相介质包含不同浓度的盐或缓冲物质。22.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,第一液滴发生器用于分配具有第一直径的液滴,第二液滴发生器用于分配具有第二直径的液滴,其中所述第一直径和第二直径不同。23.根据权利要求22所述的装置,其特征在于,所述液滴发生器如权利要求6中所述,且其中所述第一液滴发生器的出口直径与所述第二液滴发生器的出口直径不同。24.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制单元适于协调(a)所述容器相对于所述至少一个液滴发生器中的每一个的移动和(b)所述液滴的分配,以制作包含至少一个液滴层的所述液滴组件,其中每个所述液滴包含(i)液滴介质和(ii)包围所述液滴介质的表面的两亲分子外层,所述液滴介质为水相介质或疏水介质,且所述液滴层中的每个液滴与该层中的至少一个其他液滴接触,从而形成作为相接触的液滴之间界面的所述两亲分子双分子层。25.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制单元适于协调(a)所述容器相对于所述至少一个液滴发生器中的每一个的移动和(b)所述液滴的分配,以制作包含至少一个液滴层的所述液滴组件,其中每个所述液滴包含(i)水相介质和(ii)包围所述水相介质表面的两亲分子外层,且所述液滴层中的每个液滴与该层中的至少一个其他液滴接触,从而形成作为相接触的液滴之间界面的所述两亲分子双分子层。26.根据权利要求24所述的装置,其特征在于,所述控制单元适于协调(a)所述容器相对于所述至少一个液滴发生器中的每一个的移动和(b)所述液滴的分配,以制作包含多个所述液滴层的所述液滴组件,其中各层相互邻接,由此一层中的液滴与相邻的另一层中的液滴接触,从而形成作为相接触的液滴之间的界面的所述两亲分子双分子层。27.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制单元适于协调(a)所述容器相对于所述至少一个液滴发生器中的每一个的移动和(b)所述液滴的分配,以制作包含多个液滴的所述液滴组件,其中每个所述液滴包含(i)水相介质和(ii)包围所述水相介质表面的两亲分子外层,且每个所述液滴与另一个所述液滴接触,从而形成作为相接触的液滴之间的界面的所述两亲分子双分子层;其中,所述多个液滴包含第一区域的液滴和第二区域的液滴,所述第一区域中的每个液滴均与该区域中的至少一个其他液滴相接触,从而形成作为相接触的液滴之间的界面的所述两亲分子双分子层,且所述第二区域中的每个液滴均与该区域中的至少一个其他液滴相接触,从而形成作为相接触的液滴之间的界面的所述两亲分子双分子层;其中,所述第一区域中的所述液滴的水相介质与所述第二区域中的所述液滴的水相介质不同,和/或其中所述第一区域中的液滴之间的双分子层的组成成分与所述第二区域中的液滴之间的双分子层的组成成分不同。28.根据权利要求27所述的装置,其特征在于,所述第一区域中的液滴的所述水相介质包含膜蛋白,且所述第二区域中的液滴的所述水相介质不包含所述膜蛋白;所述第一区域和第二区域中的液滴的所述水相介质具有不同的膜蛋白浓度;所述第一区域中的液滴之间的所述双分子层进一步包括膜蛋白,且所述第二区域中的液滴之间的所述双分子层不含所述膜蛋白或所含膜蛋白的浓度低于所述第一区域中的液滴之间的所述双分子层所含的膜蛋白浓度;所述第一区域和第二区域中的液滴的所述水相介质具有不同的渗透压;或所述第一区域和第二区域中的液滴的所述水相介质具有不同浓度的盐或缓冲物质。29.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述液滴组件包含至少10000个所述液滴,每个所述液滴包含(i)水相介质和(ii)包围所述水相介质的表面的两亲分子外层。30.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制单元适于协调(a)所述容器相对于所述至少一个液滴发生器的移动和(b)所述液滴的分配,以根据如权利要求33-98所述的方法制作液滴组件。31.根据任一项前述权利要求所述的装置,其特征在于,所述控制单元适于协调(a)所述容器相对于所述至少一个液滴发生器的移动和(b)所述液滴的分配,以制作如权利要求100-113所述的液滴组件。32.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述疏水介质是处于第二松散介质内的疏水介质液滴,所述第二松散介质是水相介质,且其中所述容器装有作为水相介质的所述第二松散介质和所述疏水介质液滴。33.利用用于产生液滴组件的装置来产生液滴组件的方法,所述液滴组件包括:多个液滴,其中每个所述液滴包括(i)液滴介质和(ii)包围所述液滴介质的表面的两亲分子外层,所述液滴介质为水相介质或疏水介质,且每个所述液滴与另一个所述液滴接触,从而形成作为相接触的液滴之间的界面的两亲分子双分子层,其中所述液滴组件包括至少n个所述液滴,以及至少n-1个所述相接触的液滴之间的界面,n等于或大于4;所述装置包括:至少一个液滴发生器;可相对于所述至少一个液滴发生器移动的容器;以及控制单元,所述控制单元用于控制所述至少一个液滴发生器分配液滴和所述容器相对于所述至少一个液滴发生器的移动;其中所述装置的所述容器包括松散介质,其中:当所述液滴介质为水相介质时,所述松散介质为疏水介质;以及当所述液滴介质为疏水介质时,所述松散介质为水相介质;所述方法包括:(a)多个分配步骤,其中每个分配步骤包括:在两亲分子的存在下,从所述液滴发生器中分配一滴所述液滴介质到所述松散介质中,由此在所述松散介质中形成包含(i)所述液滴介质和(ii)包围所述液滴介质表面的两亲分子外层的液滴;以及(b)令所述容器相对于所述至少一个液滴发生器移动,以控制所述液滴在所述松散介质中的相对位置,并将每个液滴置于邻近至少一个其他液滴处,使得每个液滴与另一个液滴接触,从而形成作为相接触的液滴之间的界面的两亲分子双分子层。34.根据权利要求33所述的方法,其特征在于,所述控制单元控制所述分配步骤和所述容器相对于所述至少一个液滴发生器的移动。35.根据权利要求33所述的方法,其特征在于,所述控制单元协调所述分配步骤和所述容器相对于所述至少一个液滴发生器的移动,以产生所述液滴组件。36.根据权利要求33所述的方法,其特征在于,所述相对于所述至少一个液滴发生器移动所述容器包括:在分配步骤之间,相对于所述至少一个液滴发生器移动所述容器。37.根据权利要求33所述的方法,其特征在于,所述相对于所述至少一个液滴发生器移动所述容器包括:在分配步骤之间及分配步骤中,相对于所述至少一个液滴发生器移动所述容器。38.根据权利要求33所述的方法,其特征在于,所述液滴介质是水相介质,且所述松散介质是疏水介质。39.根据权利要求33所述的利用用于产生液滴组件的装置来产生液滴组件的方法,其特征在于,所述液滴组件包括:多个液滴,其中每个所述液滴包括(i)水相介质和(ii)包围所述水相介质表面的两亲分子外层,且其中至少一个所述液滴与另一个所述液滴接触从而形成作为相接触的液滴之间的界面的所述两亲分子双分子层,其中所述液滴组件包括至少n个所述液滴,以及至少n-1个所述相接触的液滴之间的界面,n等于或大于4;所述装置包括:至少一个液滴发生器;可相对于所述至少一个液滴发生器移动的容器;以及控制单元,所述控制单元用于控制所述至少一个液滴发生器分配液滴和所述容器相对于所述至少一个液滴发生器的移动;其中所述装置的所述容器装有疏水介质;所述方法包括:(a)多个分配步骤,其中每个分配步骤包括:在两亲分子的存在下,从所述液滴发生器中分配一滴水相介质到所述疏水介质中,由此在所述疏水介质中形成包含(i)所述水相介质和(ii)包围所述水相介质的表面的两亲分子外层的液滴;以及(b)令所述容器相对于所述至少一个液滴发生器移动,以控制所述液滴在所述疏水介质中的相对位置,并将每个液滴置于邻近至少一个其他液滴处,使得每个液滴与另一个液滴接触,从而形成作为相接触的液滴之间的界面的两亲分子双分子层。40.根据权利要求38所述的方法,其特征在于,所述方法包括:(a)第一分配步骤,包括:在两亲分子的存在下,从所述液滴发生器中分配一滴所述水相介质到所述疏水介质中,由此在所述疏水介质中形成包含(i)所述水相介质和(ii)包围所述水相介质的表面的两亲分子外层的第一液滴;(b)令所述容器相对于所述至少一个液滴发生器移动,以控制第二液滴在所述疏水介质中相对于所述疏水介质中的所述第一液滴的位置,从而将所述第二液滴置于邻近所述第一液滴处,使得所述第一液滴与所述第二液滴相互接触而形成作为相接触的液滴之间的界面的两亲分子双分子层;(c)第二分配步骤,包括:在两亲分子的存在下,从所述液滴发生器中分配一滴所述水相介质到所述疏水介质中,由此在所述疏水介质中形成包含(i)所述水相介质和(ii)包围所述水相介质的表面的两亲分子外层的所述第二液滴;所述方法进一步包括:(d)令所述容器相对于所述至少一个液滴发生器移动,以控制又一液滴在所述疏水介质中相对于所述疏水介质中的其他液滴的位置,从而将所述又一液滴置于邻近所述疏水介质中的至少一个其他液滴处,由此使得所述又一液滴与所述疏水介质中的至少一个其他液滴相互接触,从而形成作为相接触的液滴之间的界面的所述两亲分子双分子层;和(e)又一分配步骤,包括:在两亲分子的存在下,从所述液滴发生器向所述疏水介质中分配又一滴水相介质,由此在所述疏水介质中形成包含(i)所述水相介质和(ii)包围所述水相介质表面的两亲分子外层的所述又一液滴;所述方法包括至少500个所述又一分配步骤(e)。41.根据权利要求40所述的方法,其特征在于,所述方法包括至少10000个所述又一分配步骤(e)。42.根据权利要求40所述的方法,其特征在于,所述方法包括至少500个所述令所述容器相对于所述至少一个液滴发生器移动的步骤(d),以及至少500个所述又一分配步骤(e)。43.根据权利要求40所述的方法,其特征在于,所述方法包括至少10000个所述令所述容器相对于所述至少一个液滴发生器移动的步骤(d),以及至少10000个所述又一分配步骤(e)。44.根据权利要求38中任一项所述的方法,其特征在于,所述多个分配步骤包括共同在所述疏水介质中产生一行所述液滴的分配步骤,其中所述行中的每个液滴均与该行的又一液滴相接触,从而形成作为相接触的液滴之间界面的所述两亲分子双分子层。45.根据权利要求44所述的方法,其特征在于,所述多个分配步骤包括:第一组分配步骤,其共同在所述疏水介质中产生第一行所述液滴,其中所述第一行中的每个液滴均与所述第一行的另一液滴相接触,从而形成作为相接触的液滴之间界面的所述两亲分子双分子层;以及第二组分配步骤,其共同在所述疏水介质中产生第二行所述液滴,其中所述第二行中的每个液滴均与所述第二行的另一液滴相接触,从而形成作为相接触的液滴之间界面的所述两亲分子双分子层。46.根据权利要求45所述的方法,其特征在于,所述第二行中的液滴被分配到邻近所述第一行中的液滴处,由此所述第一行中的液滴与所述第二行中的液滴相互接触,从而形成作为相接触的液滴之间界面的所述两亲分子双分子层。47.根据权利要求38所述的方法,其特征在于,所述多个分配步骤包括共同在所述疏水介质中产生多行所述液滴的分配步骤,其中一行中的每个液滴均与该行的另一液滴相接触,从而形成作为相接触的液滴之间界面的所述两亲分子双分子层,且其中各行均邻近另一行,由此一行中的液滴与相邻行中的液滴相互接触,从而形成作为相接触的液滴之间界面的所述两亲分子双分子层。48.根据权利要求38所述的方法,其特征在于,所述多个分配步骤包括共同在所述疏水介质中产生一层所述液滴的分配步骤,其中所述层中的每个液滴均与该层的另一液滴相接触,从而形成作为相接触的液滴之间界面的所述两亲分子双分子层。49.根据权利要求38所述的方法,其特征在于,所述多个分配步骤包括第一组分配步骤,其共同在所述疏水介质中产生第一层所述液滴,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:约翰黑根普赖斯·贝利,加百利·维勒,亚历山大·D·格雷汉姆,
申请(专利权)人:ISIS创新有限公司,
类型:发明
国别省市:英国;GB
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。