[发明专利]制备纳米颗粒的模块化微流控芯片及其应用

说明书

本发明提供了一种制备纳米颗粒的模块化微流控芯片及其应用。本发明适用于自动化、高通量地合成纳米颗粒，并对产物进行光谱学分析，得到其浓度、尺寸等信息。模块化微流控芯片利用尺寸在几十到几百微米的微通道作为反应器进行连续流动合成，可实现对温度、流速等反应条件的反馈调节，和生产的扩大化。此外，试剂和样本的消耗量可随技术水平的提高进一步减小；微流控芯片也易于集成和操控，实现自动化。

技术领域

本发明属于纳米技术领域，具体涉及一种制备纳米颗粒的模块化微流控芯片及其应用。

背景技术

纳米颗粒是一种人工制造的、大小不超过100纳米的微型颗粒。由于纳米尺寸结构的特殊性，纳米颗粒在声、光和电磁等方面具有特殊的性能，具有显著的应用价值，其中在医学领域的应用最为广泛。纳米颗粒可以将治疗试剂靶向递送至肿瘤细胞，改善癌症诊断和治疗效果。由于其较小的尺寸，纳米颗粒会因为肿瘤血管的增强渗透滞留(EPR)效应而被动聚集在肿瘤组织中，从而减少对其他器官的毒性。其中纳米颗粒的尺寸、形状、刚性和表面电荷对其胶体稳定性、循环半衰期细胞摄取、生物分布和靶向能力有显著影响，是纳米颗粒制备的核心和关键。

目前纳米颗粒的合成方法主要分为固相法、气相法和液相法三大类。固相法是直接机械粉碎物质形成纳米级的颗粒。气相法是在远高于临界反应温度的条件下，使产物蒸气形成过饱和蒸气压，自动凝聚成晶核，随气流进入低温区得到纳米颗粒。液相法是使均相溶液中的溶质与溶剂分离，溶质形成前驱体，热解后形成纳米颗粒，包括沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等。这些方法操作繁琐，耗时耗力，反应条件难以控制，在形貌均一性、粒径控制等方面还有很大局限性。而微流控方法可以用来制备结构和尺寸可控的纳米颗粒。它的试剂消耗量小，能够快速混合和精确控制流体，从而通过纳米沉淀快速生成聚合物纳米颗粒，其通量与实验室批处理方法相当。

现有技术以单分散微流控液滴作微反应器，以微流控芯片液滴融合为核心技术，进行纳米颗粒的制备；或通过数字微流控芯片的金纳米颗粒合成方法，以电润湿数字微流控芯片为基础，通过对纳米颗粒合成过程进行程序化，但都无法使多模块平行运行，对纳米颗粒的形貌和粒径的调控都很复杂，无法联合检测系统进行实时监测。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种制备纳米颗粒的模块化微流控芯片及其应用。

在阐述本发明内容之前，定义本文中所使用的术语如下：

术语“TEC制冷片”是指：半导体制冷器(Thermo Electric Cooler)。

术语“PDMS”是指：聚二甲基硅氧烷。

术语“PLGA溶液”是指：聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶液。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种制备纳米颗粒的模块化微流控芯片，所述模块化微流控芯片包括入口、支架、压板、合成芯片模块、温控模块、检测芯片、电磁阀、连接导管、激光器、电路接口、冷却水接口锁紧螺母、激光器微调支架、芯片底座；

其中，所述电路接口、冷却水接口锁紧螺母、激光器微调支架、芯片底座设置于所述支架上。

根据本发明第一方面的模块化微流控芯片，其中，所述合成芯片模块通过压板和锁紧螺母安装在所述支架上；和/或

所述合成芯片模块包括一个或多个合成芯片；优选地，当所述合成芯片模块包括多个合成芯片时，所述合成芯片通过连接导管连接。

根据本发明第一方面的模块化微流控芯片，其中，所述合成芯片模块包括微通道作为制备纳米颗粒的反应器；

优选地，所述微通道的尺寸在1μm-2mm之间，优选为20μm-300μm。

根据本发明第一方面的模块化微流控芯片，其中，所述温控模块安装在支架中部；和/或