[发明专利]用于生成液滴的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于生成液滴(30)的装置(1)，包括多个通道(20)，其中每个通道(20)从入口(201)沿着相应的纵向轴线(L)延伸到出口(202)，其中所述装置(1)包括布置成堆叠(100)的多个基底材料层(10)，其中每个层(10)包括第一侧(101)和第二侧(102)，两者彼此相对，并且其中每个层(10)的所述第一侧(101)包括多个凹槽(103)，其中所述通道(20)由所述堆叠层(100)的相应层(10)的所述第一侧(101)的所述凹槽(103)和所述叠层(100)的相应相邻层(10)的所述第二侧(102)形成。本发明还涉及一种用于生产液滴(30)的方法和装置(1)的制造方法。

技术领域

本发明涉及用于在连续相中生成分散相液滴的装置和方法以及根据本发明的装置的制造方法。具体而言，所述装置是微流体刷乳化器，其根据阶梯乳化(也称为微通道乳化或基于边缘的液滴发生(EDGE)乳化)原理运行。

背景技术

粒径范围从微米到毫米的单分散液滴在药物、化妆品、诊断、食品以及材料科学中都有应用。在乳液中，单分散性增加稳定性，从而能在多种化学或生物反应中严格控制体积并实现周期性结构的产生。微流体为精确形成单分散液滴提供了一个精巧的平台，但是它仅能生产较小体积。

现有技术中的常规微流体膜是以块体材料作为起始材料制成的。在加工步骤上，通过微型打孔、激光、湿法蚀刻或深反应离子刻蚀技术形成孔洞。这些方法限制了最终形成的膜的可能尺寸和形状，因为它们是沿着通道的最终流动方向来加工通道。

现有技术的这些装置的缺点有：由于分散相在通道入口处的压力分布不均匀，只有一小部分通道有效生成液滴，这显著降低了乳化效率。因此，需要提高该效率，特别是用于大规模工业应用的液滴生成装置。

此外，现有技术中已知存在由二维阵列的平行液滴制造器组成的乳化装置(WO2014/186440A2)。这种二维微流体装置限制了高产量生产。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于生成液滴的装置和/或方法，其对现有技术的上述缺点进行了改进，特别是提供了具有提高的液滴生产效率的装置和/或方法。

该目的通过主题为根据权利要求1的装置、根据权利要求12的用于生成液滴的方法以及根据权利要求14的制造方法来实现。从属权利要求2至11详细说明了所述装置的实施方式，从属权利要求13详细说明了用于生成液滴的方法的实施方式，以及从属权利要求15详细说明了所述制造方法的实施方式。在以下描述中进一步描述了那些和其他实施方式。

本发明的第一方面涉及一种用于在连续相中生成分散相液滴的装置，包括多个通道，其中每个通道包括入口和出口，并且其中每个通道沿相应的纵向轴线从相应的入口延伸到相应的出口，以使当提供从入口到出口的分散相流动时能够在出口处的连续相中生成分散相液滴，并且所述出口与含有连续相的储存器或管道流动连接，其中所述装置包括布置成堆叠的多个基底材料层，其中每个层包括第一侧和第二侧，其中第一侧背向第二侧，并且其中每个层的第一侧包括多个凹槽，其中每个第一侧的凹槽被相邻层的第二侧覆盖，以使所述凹槽和相邻层的第二侧形成多个通道，其中所述入口布置在所述堆叠的前侧上，所述出口布置在所述堆叠的相对后侧上。

也就是说，根据垂直于相应纵向轴线的横截面，相应层的凹槽形成相应通道的底部部分，并且相应层顶部上的相邻层形成通道的顶部部分，从而在各个层堆叠的方向上封闭通道。所述堆叠还可以包括布置在所述堆叠顶部的顶层，其中所述顶层的第一侧具有平坦表面，也就是说不包括凹槽。

特别地，可以通过光刻和蚀刻将凹槽引入各层中。

例如，这些层是具有矩形横截面的平板。

术语“储存器”表示容器，其中包含流体相，例如连续相或分散相；术语“管道”表示容器，其中提供流体相(例如连续相或提供分散相)的流动。