CN103071550A - 一种基于不同入射角微通道的多组分液滴产生装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多组分液滴的产生装置及形成方法，装置包括主通道、与主通道成锐角的次通道以及用于加入其他包裹成分的微通道族；连续相溶液从主通道流过，分散相溶液从次通道流过并与主管道内的连续相溶液相遇形成较大的第一液滴，其他包裹成分从微管道内流入主通道，在第一液滴内形成多个较小的第二液滴。方法为：从主通道中通入连续相，待连续相的流动稳定下来后，从次管道中通入分散相，调节连续相和分散相的流量，保证形成较大的第一液滴，待第一液滴的大小和频率稳定后，从微通道中通入需要的组分溶液，保证在第一液滴内产生较小的第二液滴。本发明采用简单的装置产生了多组分液滴。
Description
技术领域
本发明涉及一种产生双重多组分液滴的装置，可以用于细胞共培养、胶囊制备方面的应用。
背景技术
随着现代工业化的进程，微化工也成为化学工程学科新的发展方向之一，而作为微化工核心技术的微液滴的生成技术也越来越受到人们的关注，其在食物，医学，化工方面都有着极大的应用价值。目前所能产生的液滴有多重液滴和多组份液滴两种，其中，多组分液滴的用途包括：细胞培养、生物制药、化妆品的生产。而目前多组份液滴都是通过套管式微通道装置生成，该装置结构复杂、成本高、控制难度大。
理论上，通过对T型微通道入射角度的控制可以实现大小不同的液滴制备，基于这一思想，我们提出用变角度的微通道技术产生双重多组份液滴。具体思想如下：首先用小入射角的微通道产生一个大液滴，以该大液滴为连续相，再用若干个不同入射角的微通道在大液滴里面产生小液滴；在整个制备过程中，可以通过控制入射角和各相流量，实现大液滴和小液滴体积和数量的精确控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种产生双重多组分液滴的技术，其能够在可控并且易于实现的条件下产生多组分的液滴。
一种多组分液滴的产生装置，其特征在于：包括主通道、与主通道成锐角的次通道以及用于加入其他包裹成分的微通道族；连续相溶液从主通道流过，分散相溶液从次通道流过并与主管道内的连续相溶液相遇形成较大的第一液滴，其他包裹成分从微管道内流入主通道，在第一液滴内形成多个较小的第二液滴。
作为本发明的优选实施例，所述主通道的宽度大于次管道宽度，次管道宽度大于每一个微管道的宽度。
作为本发明的优选实施例，所述主通道的宽度是次管道宽度的1~2倍。
作为本发明的优选实施例，所述微通道族中的每一个微通道均与主通道成钝角设置。
作为本发明的优选实施例，所述微通道族与次通道的距离在大液滴的液膜包覆范围之内。
一种产生多组分液滴的方法，从主通道中通入连续相，待连续相的流动稳定下来后，从次管道中通入分散相，调节连续相和分散相的流量，保证形成较大的第一液滴，待第一液滴的大小和频率稳定后，从微通道中通入需要的组分溶液，保证在第一液滴内产生较小的第二液滴。
作为本发明的优选实施例，所述第二液滴的大小由调节微通道的流量而控制。
作为本发明的优选实施例，所述第一液滴的大小稳定的判断标准是：形成的第一液滴包括了所有微通道族的区域。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：本发明首先通过调节连续相和分散相的流速产生一个较大的第一液滴，然后在第一液滴内部产生较小的第二液滴，
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的多组份液滴的产生装置包括：流通连续相液体的主通道1，流通分散相液体的次通道2，流通组份溶液的微通道族3，其中主通道与次通道呈锐角，主通道与微通道族中的每一个微通道成一定角度（90~180°之内），还有微通道族与次通道的距离应该在主通道内形成的较大的第一液滴的液膜范围之内。
至于发明中所述的锐角和钝角的大小应该视不同的连续相，分散相和组分溶液而定，使之在合适的流量下能够产生理想的多组份液滴即可。
至于发明中的三个通道的尺寸理论上主通道应该大于次通道（主通道是次通道的1~2倍），次通道应该大于微通道，具体尺寸是情况而定。
实际控制：首先从主通道中通入连续相，待连续相的流动稳定下来了，从次通道中通入分散相，调节二者的流量使生成的液滴大小合适，判断的标准是液滴的大小刚好可以包含所有微通道的区域。待生成液滴的大小和频率比较稳定时，从微通道通入组份溶液，按所需要的比例调节各个微通道的流量，使之满足比例要求并且可以产生大小合适的液滴，之后便可以从主通道按要求产生相应的多组份液滴。
以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种基于不同入射角微通道的多组分液滴的产生装置，其特征在于：包括主通道（1）、与主通道成锐角的次通道（2）以及用于加入其他包裹成分的微通道族（3）；连续相溶液从主通道（1）流过，分散相溶液从次通道（2）流过并与主管道内的连续相溶液相遇形成较大的第一液滴，其他包裹成分从微管道内流入主通道，在第一液滴内形成多个较小的第二液滴。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述主通道的宽度大于次管道宽度，次管道宽度大于每一个微管道的宽度。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述主通道的宽度是次管道宽度的1~2倍。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：微通道族中的每一个微通道均与主通道成钝角设置。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述微通道族与次通道的距离在大液滴的液膜包覆范围之内。
6.一种由权利要求1所述的装置产生多组分液滴的方法，其特征在于：从主通道中通入连续相，待连续相的流动稳定下来后，从次管道中通入分散相，调节连续相和分散相的流量，保证形成较大的第一液滴，待第一液滴的大小和频率稳定后，从微通道中通入需要的组分溶液，保证在第一液滴内产生较小的第二液滴。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述第二液滴的大小由调节微通道的流量而控制。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述第一液滴的大小稳定的判断标准是：形成的第一液滴包括了所有微通道族的区域。
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