制备微胶囊的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种制备微胶囊的系统和方法，涉及材料技术领域。包括驱动电源、压电陶瓷、支架、微流控芯片、微泵、微喷头和壁材反应器皿。还包括以下步骤：向制备系统中注入至少一种待制备溶液；对注入的待制备溶液进行乳化，使得溶液呈微液滴形式；将得到的微液滴形式的溶液喷射至壁材溶液中，通过反应形成微胶囊。首次将微流控芯片技术与微喷射技术相结合，进行节拍化的微胶囊制备。增强了单组份或多组分与囊壁溶液混合的均匀性，为微胶囊的节拍化喷射提供了保证。微胶囊组分配置灵活，只要将微流控芯片上的入口通道数量与通道几何形状做改动后，便可灵活配置微胶囊组分的数目。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料
，具体涉及一种。
技术介绍
胶囊或微胶囊反应器以其独特的结构、所能提供的特殊微环境在有机化学、分析化学、分子生物学、药物化学、高分子化学、纳米材料制备中具有广阔的应用前景。其核心思想在于构建一个由分子识别的囊膜以及含有反应介质的囊内空腔组成的具有类似于生物体的细胞结构，在微胶囊中，可以对微粒子进行活性培养、增殖，减少外源环境对微粒子的影响，如细胞粒子。随着生物微胶囊的发展，可将细胞、酶、蛋白质和核酸等生物活性物质包封在选择性透过膜中。由于囊壁具有筛分作用，也可以选择性地使一些客体分子进入胶囊内部，并在胶囊内部与物质发生反应，而屏蔽另一些客体分子。多组分的生物结构微胶囊，可将多种生物材料如酶、蛋白质、核酸等集成到一个微胶囊中，并对它们进行分隔保护，这种多组分结构不但可以扩大单一胶囊的功能，在使用时可选择性释放某一组分或多个组分，通过外场环境的诱导控制组分的分离从而进一步引发反应。而在多组分微胶囊反应器中，多组分溶液反应被控制在比较小的微空间内，与常规的反应空间相比，反应物在这个特殊的空间中具有更高的浓度，从而可以大大地提升反应速度，同时，反应物和反应中间体分子的运动在微小的空间中受到极大的限制，造成其在微米甚至纳米水平上形成一定的取向和有序排列。长期以来，国内外学者都不断提出各种方案，国内外一些科研院所和公司也对此进行大量研宄和实验，取得了一些成果。目前微胶囊的制备方法主要为自组装法和乳化法。自组装和乳化法都具有一定的局限性。自组装技术需要多步操作，一次操作一般只能封装一种组分，当需要封装多种组分尤其是活性组分时，为了保护各组分的活性，存在操作繁琐、封装效率低下等问题。而乳化法受流体材料的限制比较大，目前只能封装液体物质，对于固体物质的封装难以实现。美国密歇根大学报道了一种“肩并肩”高压电喷的方法，可将两种或三种不同的材料结合到同一个粒子中，制备出具有三相结构的各向异性纳米粒子。方法对流体导电性能有一定的要求，而且对于活性材料来说，利用高压电喷，会带来一系列的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种，能够解决自组装技术操作复杂问题，能够解决乳化法难以封装固体材料的问题，还能够解决肩并肩高压电喷方法对材料活性造成影响的问题，为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现:一种微胶囊制备系统，其特征在于:包括驱动电源、压电陶瓷、支架、微流控芯片、微泵、微喷头和壁材反应器皿，所述的驱动电源用于供电给所述的压电陶瓷，所述的压电陶瓷、所述的微流控芯片和所述的微喷头均设置在所述的支架上，所述的微泵用于泵入溶液给所述的微流控芯片，所述的壁材反应器皿用于接收溶液并反应。其中，所述的微流控芯片包括基板通道层和盖板层，所述的盖板层位于所述的基板通道层上方，通过双面胶粘合或热压键合。所述的微流控芯片由热塑性的高分子聚合物制成，为聚甲基丙烯酸甲醋、聚碳酸醋、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯其中任意一种。其中，所述的微泵至少设有3个。所述的微喷头采用硼硅酸盐玻璃制成，端部为锥形，其内径为10 μm-200 μπι。一种微胶囊制备方法，包括以下步骤:S1:向制备系统中注入至少一种待制备?谷液；S2:对注入的待制备溶液进行乳化，使得溶液呈微液滴形式；S3:将得到的微液滴形式的溶液喷射至壁材溶液中，通过反应形成微胶囊。所述的步骤SI中，所述的待制备溶液为单组分溶液或多组分溶液。所述的步骤S3中，所述的壁材溶液由海藻酸钠用去离子水进行配制而成。所述步骤S3中，形成的微胶囊为单组分微胶囊或者多组分微胶囊。本专利技术提供了一种，首次将微流控芯片技术与微喷射技术相结合，进行节拍化的微胶囊制备。一个节拍一个微胶囊，粒径均匀，稳定性好，制备速度与节拍频率成正比。无需先将组分溶液与壁材溶液混合形成乳化液后再制备微胶囊，本专利技术中乳化液的制备和微胶囊的制备连续实现，一次成型。通过脉冲驱动的主动扰动，以及T型和U型微管道的形状，在微流体通道内增强了单组份或多组分与囊壁溶液混合的均匀性，为微胶囊的节拍化喷射提供了保证。微胶囊组分配置灵活，只要将微流控芯片上的入口通道数量与通道几何形状做改动后，便可灵活配置微胶囊组分的数目。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的单组分微胶囊制备系统结构框图；图2是本专利技术的单组份微胶囊微流控芯片封装图；图3是本专利技术的双组分微胶囊制备系统结构框图；图4是本专利技术的双组份微胶囊微流控芯片封装图；图5是本专利技术的多组分微胶囊制备系统结构框图；图6是本专利技术的多组份微胶囊微流控芯片封装图；图7是本专利技术的微流控芯片A-D接口零件与安装图。图中1、驱动电源，2、固定座，3、压电陶瓷，4、连接螺栓，5、支架，6、螺钉，7、微流控芯片，8、微喷头紧定螺钉，9、微喷头，10、壁材溶液器皿，11、硅胶软管，12、聚甲基丙烯酸甲酯圆环，13、双面胶圆环，Α、壁材溶液入口，B、第一芯材溶液入口，C、第二芯材溶液入口，D、第三芯材溶液入口。【具体实施方式】为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术中微胶囊的壁材以海藻酸钠溶液与氯化钙溶液反应生成为例。实施例1单组份微胶囊的制备首先制备单组分微流控芯片7，然后将微喷头9内插于微流控芯片7用于输出，并通过喷头紧定螺钉8将微喷头固定，用UV胶光固化胶封端口 ；将微流控芯片7的四角用4个螺钉6固定于芯片安装支架5平面上，安装支架5尾部与压电陶瓷3通过连接螺栓连接，将压电陶瓷3固定在固定座2上，将压电陶瓷3与驱动电源I相连。当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微胶囊制备系统，其特征在于：包括驱动电源、压电陶瓷、支架、微流控芯片、微泵、微喷头和壁材反应器皿，所述的驱动电源用于供电给所述的压电陶瓷，所述的压电陶瓷、所述的微流控芯片和所述的微喷头均设置在所述的支架上，所述的微泵用于泵入溶液给所述的微流控芯片，所述的壁材反应器皿用于接收溶液并反应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：穆莉莉，荣莉，郭书恒，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34