[发明专利]一种微液滴生成装置及应用

说明书

本发明涉及一种微液滴生成装置及应用，沿微液滴挤出的方向，所述微液滴生成装置包括依次设置的硅衬底材料层、第一氧化硅层、硅层、第二氧化硅层、第一导电层、压电薄膜层以及第二导电层，所述第一导电层与第二导电层还分别独立地连接第三导电层；所述硅层上设置有微孔阵列；所述硅衬底材料层、第一氧化硅层、第二氧化硅层、第一导电层、压电薄膜层以及第二导电层的中部均开设有通槽，用于液体与微液滴的流通。本发明将微孔阵列直接集成至硅层上，极大地增加了液滴产生的通量；同时对压电薄膜层在中部进行了分割，最终可以实现高效制备且精准控制微液滴粒径，更加适用于雾化场景。

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，具体涉及一种微液滴生成装置及应用。

背景技术

微液滴制备技术广泛应用于生物技术、基础医学研究、诊断学、药学等领域。目前，针对微液滴制备的方法，主要包括机械法、雾化干燥法以及微流道法。机械法主要使用高速旋转的机械桨叶对油液二相的液体进行高速搅拌，从而打散液体形成乳浊液，然后进行乳液中的液滴分离；雾化干燥法是通过雾化喷头，将液体打入干燥罐中干燥获得产品；微流道法是通过单个或者多个流道，对液体进行分割从而形成不同的液滴，之后再对形成的液滴进行干燥处理获得。

CN 216222973U公开了一种超细微球状喷雾干燥机，包括干燥机主体，所述干燥机主体的上端面上设置有雾化喷头，所述干燥机主体的下端面上设置有出料口，所述干燥机主体的一侧端面上上下对称设置有两组导风口，所述干燥机主体的一侧端面上位于两组所述导风口之间设置有支架，所述支架的内部固定设置有加热器外壳，所述加热器外壳的上下两侧端面分别与两组所述导风口之间连通有导风管，一组所述导风管的内部设置有抽气泵，所述加热器外壳的一侧端面上设有开孔。采用该方法获得的微球需要根据雾化喷头的液滴粒径和蒸发比进行计算获得，需求的设备体积较大，能耗较高。

CN 113248338A公开了一种基于液滴微流控技术的HMX基含能微球制备系统及其方法。系统包括：用于驱动分散相和连续相的流体驱动单元；液滴生产单元，主要包括微流控芯片，分散相和连续相在微流控芯片内部产生微液滴，在微通道结构的作用下进行固化；样品收集单元，用于收集从液滴微流控芯片流出的微液滴进一步固化，形成固体微球。该发明制备所得产品窄粒径分布、球形形貌好、单分散性好，但设计通量相对较低，进而无法得到较高的微球制备效率。

目前，微流控技术中还有将微孔阵列与流体驱动结构结合制备微液滴的装置结构，但其通常将多种不同液体即时混合并挤出形成微球，具有时效性，这一时效性使得预制混合液体再进行挤出微球受到了很多限制，因此，该种装置结构的存在使得其在处理可以预制液体并需要更高效率的雾化制备微球的场景时，液体的填充效率较低。

针对现有技术的不足，亟需提供一种适用于雾化场景、液滴产生通量高且微液滴粒径控制精准的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微液滴生成装置及应用，通过将具有锥形通孔的微孔阵列直接集成至压电结构，同时控制压电结构各结构层的厚度，还将外环驱动的外环尺寸进行设置，实现了高效且精准控制微液滴粒径，还可以预制液体进行微球制备，更加适用于药物微球制备尤其是雾化场景。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种微液滴生成装置，沿微液滴挤出的方向，所述微液滴生成装置包括依次设置的硅衬底材料层、第一氧化硅层、硅层、第二氧化硅层、第一导电层、压电薄膜层以及第二导电层，所述第一导电层与第二导电层还分别独立地连接第三导电层；

所述硅层上设置有微孔阵列；所述硅衬底材料层、第一氧化硅层、第二氧化硅层、第一导电层、压电薄膜层以及第二导电层的中部均开设有通槽，用于液体与微液滴的流通。