[发明专利]微流控芯片、微流控芯片组件及递送纳米颗粒制备方法

说明书

本发明提供一种微流控芯片、微流控芯片组件及递送纳米颗粒制备方法，包括芯片本体，芯片本体内构造有流体流动通道及混流单元，混流单元包括汇入通道，汇入通道用于输入第一成分之外的其他成分，汇入通道处于第一入口与纳米颗粒收集口之间且一端与流体流动通道连通，另一端为第二入口，混流单元还包括构造于通道内壁上的第一障碍结构，在第一入口输入第一成分时，第一障碍结构使流体流动通道内的流体于第一障碍结构靠近纳米颗粒收集口的一侧形成卡门涡街效应形成漩涡，汇入通道流出的流体处于第一障碍结构所形成的漩涡内。本发明有效提升了包封率、降低了空包率，生成的纳米粒子尺寸可控且均一、重复性强。

技术领域

本发明属于微流控技术领域，具体涉及一种微流控芯片、微流控芯片组件及递送纳米颗粒制备方法。

背景技术

近年来RNA疫苗（新冠mRNA，肿瘤mRNA疫苗，circRNA疫苗）、小核酸药物（siRNA，ASO，miRNA）或其他分子药物等受到了极大的关注，FDA也发布新指南来鼓励包括核酸或其他分子药物在内的相关基因治疗的创新。基因治疗利用核酸或其他分子药物作为功能分子，针对于多种疾病（如癌症、心脏病、囊性纤维化、血友病、糖尿病和艾滋病等）进行特异性生物治疗。

基于纳米级别的递送载体是RNA疫苗、小核酸药物或其他分子药物的核心技术壁垒之一，递送载体负责保护并让核酸药物或其他分子药物成分有效被机体吸收通过各种机体细胞屏障，运送至目标部位，并在适当的时机释放，完成基因治疗、降低毒副作用。基于非病毒的核酸或其他分子药物纳米递送系统主要对脂质体、聚合物、多肽和无机化合物进行设计，更小的毒副作用使其比病毒性载体更有优势。目前对递送纳米颗粒的制备方法主要有高压均化法、纳米沉淀法、材料自组装、原位合成/聚合法等，然而这些方法制得的纳米颗粒结构不均一、粒径分布宽、合成步骤复杂以及批间差异大，并且合成所需反应底物与试剂量较大，易造成原材料浪费，在很大程度上限制了其在制备递送材料方面的运用。相比之下，采用微流控混合技术来制备纳米粒表现出明显优势，该法相对简便快速、条件可控、同时容易实现生产放大。

现有的微流控的芯片通道尺寸通常在微纳米级（通道内无凸起结构的情况下），微纳尺度的流体雷诺数（Reynolds number, Re）较小，通常小于2300，流体的粘滞力占优势，流动呈层流状况，此时传统两种液体之间的湍流混合将无法产生，即液体间不易混合。目前研究增强混合效果的方式主要以对冲、拉伸、折叠流体增大流体间的接触面积，上述混合方式虽然简单，但混合均一性较差，包封率较低，粒径大小差异较大，空包率较高。此外，目前针对于核酸或其他分子药物递送纳米颗粒合成的微流控芯片基本是以核酸或其他分子药物/水相-递送材料/有机相两入口的方式设计，着重于增加两相的混合效果来达成高包封率的目的。然而核酸或其他分子药物递送材料的成分往往不止一种，且各成分间互相接触的先后顺序和比例，对递送材料的物理特性和递送效率均具有很大影响。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种微流控芯片、微流控芯片组件及递送纳米颗粒制备方法，能够克服现有技术中的微流控芯片采用对冲、拉伸、折叠流体增大流体间的接触面积的混合方式存在的混合均一性较差、包封率较低、粒径大小差异较大、空包率较高等不足。

为了解决上述问题，本发明提供一种微流控芯片，用于生成分子药物脂质递送纳米颗粒，所述微流控芯片包括芯片本体，所述芯片本体内构造有流体流动通道以及至少一个混流单元，所述流体流动通道具有用于输入第一成分的第一入口、纳米颗粒收集口，所述混流单元包括汇入通道，所述汇入通道用于输入所述第一成分之外的其他成分，所述汇入通道处于所述第一入口与所述纳米颗粒收集口之间且一端与所述流体流动通道连通，另一端为第二入口，所述混流单元还包括构造于所述第一入口与所述汇入通道之间的所述流体流动通道的通道内壁上的第一障碍结构，在所述第一入口输入所述第一成分时，所述第一障碍结构使所述流体流动通道内的流体于所述第一障碍结构靠近所述纳米颗粒收集口的一侧形成卡门涡街效应形成漩涡，所述汇入通道流出的流体处于所述第一障碍结构所形成的所述漩涡内。