[发明专利]用于生成非球形液滴的芯片及方法

说明书

本发明涉及一种用于生成非球形液滴的芯片及方法。该方法通过纳米粒子自组装在油水界面处，使液滴的形貌具有一定的可塑性，并结合液滴生成芯片，稳定快速地生成了均一的非球形的液滴。该方法具有简单，快速，可调控性强等优点。解决了之前非球形液滴生成步骤复杂，形貌调控灵活性不足，均一性不足等问题。本发明同样涉及这种均一非球形液滴的应用，此种非球形液滴可广泛应用于非球形微球合成，微纳米材料自组装，药物胶囊制备等生物、化学、材料、物理、医疗诊断及其相关领域。

技术领域

本发明涉及一种用于生成非球形液滴的芯片以及方法，尤其是一种用于生成均一的非球形液滴的芯片以及生成方法

背景技术

非球形液滴具有各向异性，比表面积大，易分辨等优点，在纳米材料自组装、微胶囊式药物递送，非球形微球合成等生物、化学、材料、物理、医疗诊断及其相关方面有着很大的应用前景。

目前非球形液滴的合成方法主要有以下几种：一、以纳米粒子作为液滴稳定剂，利用电场调控液滴的形状，但是这一方法通量低，需要精准控制电场，限制了非球形液滴高通量的生成；二、利用液滴的融合，在电场作用下将两个或多个球形液滴融合成非球形液滴，但是该方法具有操作复杂，不易调控等缺点；三、利用不同种类液滴在单分散胶体盘上润湿性不同产生非球形液滴，这种液滴可用于合成形状可调的胶体，缺点在于需要额外进行单分散胶体盘的制备，并且效率不够高。

基于目前的非球形液滴合成方法存在着步骤复杂，通量低，形貌可调控性差等缺点，需要有一种简便、高通量、形貌调控灵活的非球形液滴生成方法。

发明内容

本发明目的针对现有的非球形液滴生成技术存在的步骤复杂，通量低，形貌可调控性差等缺点，提供一种简便、高通量、形貌调控灵的活非球形液滴生成方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

用于生成非球形液滴的芯片，包括上密封层以及通道层；

通道层包括：油相开口位置对应的油相入口，和离散相开口对应的离散相入口，和液滴收集出口位置对应的液滴存储区；离散相入口和液滴存储区之间用第一通道连接，油相入口连接一第二通道，所述的第二通道和第一通道交叉连通，交叉连通处形成液滴生成区，所述的液滴生成区和液滴储存区之间或液滴存储区入口处设有能够使液滴产生变形的液滴变形区。

在本发明的一实施例中，所述的液滴变形区为：在液滴存储区入口处设有台阶，或是在第一通道处设有台阶。

在本发明的一实施例中，台阶高度5μm-20mm。

在本发明的另一实施例中，所述的液滴变形区为：液滴生成区和液滴储存区之间的第一通道设有一直径或横截面积缩小的窄通道区。

在本发明的另一实施例中，窄通道区宽度为20μm—20mm，窄通道区长度为10μm-50mm。

在本发明的另一实施例中，第一通道长度为100μm-100mm，宽度为5μm-20mm，深度为3μm-20mm。

本发明的又一技术方案为：

一种非球形液滴生成方法，包括如下步骤：

1)制备前述的芯片；

2)将离散相与含纳米粒子的油相分别从芯片的离散相开口、油相开口注入；通过控制油相和离散相的流速比例，在液滴生成区形成大小均一的液滴；然后，液滴经过芯片中的液滴变形区，使液滴产生形变；

3)产生形变的液滴进入液滴存储区存储。

优选地，使用的油相溶液的纳米粒子大小在5nm-5μm，纳米粒子在油中的质量分数在0.1％-20％。

优选地，离散相流速小于等于油相流速。