本申請涉及藥物遞送領(lǐng)域，尤其是涉及一種微流控芯片、微流控芯片制備方法及微球制備方法。

背景技術(shù)：

1、微球是一種微米級的微小球形粒子，根據(jù)其不同的應(yīng)用場景和材料，可以分為：聚合物微球、礦物質(zhì)微球、磁性微球、熒光微球等多種類型。其中聚合物微球因其良好的生物相容性和生物降解性，具有廣闊的應(yīng)用前景，被廣泛應(yīng)用于藥物遞送、細(xì)胞培養(yǎng)和生物傳感等領(lǐng)域。藥物遞送系統(tǒng)是一種在生物體內(nèi)將一定劑量的藥物在一定時間輸送到特定部位的技術(shù)體系，可有效提高療效，降低成本，減少毒副作用從而提高藥物的利用效率和安全性。聚合物微球作為一種新型的藥物遞送系統(tǒng)，它能夠?qū)⑺幬锓庋b在微小的球形顆粒中，并通過控制釋放機制，實現(xiàn)藥物在體內(nèi)的定向投放和緩釋。

2、微球的傳統(tǒng)制備方法有乳化-溶劑揮發(fā)法、膜乳化法、噴霧干燥法及相分離法等，這些方法雖然技術(shù)成熟度高且產(chǎn)量大，但制備的微球粒徑均一性較差、批次間穩(wěn)定性較差、藥物包封效果不佳且需要篩分。由于不同的給藥場景對于粒徑的均一可控有要求，微球粒徑的均一性和可控性可以使載藥的當(dāng)量得到精準(zhǔn)的把控，對于疾病的治療具有重要的作用。例如，注射藥劑所需的微球粒徑一般在20～50μm，小于20μm的微球易被免疫細(xì)胞吞噬，而大于70μm的微球則會引起疼痛。

3、微流控技術(shù)是一種使用微通道處理或操縱微小體積流體的技術(shù)，因其在微尺度環(huán)境下具有液滴和層流等流體性質(zhì)、以及微型化和集成化等特征而被廣泛用于生物和化學(xué)領(lǐng)域的分析與檢測。目前用于制備微流控芯片的常用材料有單晶硅片、玻璃和有機聚合物如pmma、pdms等，并通過微刻蝕、微注塑等加工方法制備微流控芯片，然而這些加工方法在制備三維集成微流控芯片時工藝復(fù)雜，需要進(jìn)行鍵合，不利于高度集成芯片的制備。此外，一旦微流控芯片的結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)生改變，需重新制作模具或掩膜版，這使得微流控芯片的制作工藝變得復(fù)雜且提高了成本。

4、為此，提出本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于背景技術(shù)中存在的問題，本申請?zhí)峁┮环N微流控芯片、微流控芯片制備方法及微球制備方法，該微流控芯片制備方法可以提升對微流控芯片的精度控制，提高微流控芯片的品質(zhì)，并降低微流控芯片的制造成本。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種微流控芯片制備方法，包括：首先設(shè)計微流控芯片的結(jié)構(gòu)；然后利用3d打印技術(shù)制備所述微流控芯片；之后對所述微流控芯片的微流道表面做親水處理。

3、在本發(fā)明的一些實施方式中，在對所述微流控芯片的微流道的表面做親水處理之前，還包括對所述微流控芯片進(jìn)行清洗。

4、優(yōu)選地，利用注射器吸取清洗液沖洗所述微流控芯片的微流道內(nèi)部多余的材料。

5、在本發(fā)明的一些實施方式中，所述親水處理包括：利用食人魚溶液與1～3mol/kg的氫氧化鈉/氫氧化鉀溶液先后處理微流控芯片內(nèi)部微流道，以在微流道的表面制備出親水層。

6、在本發(fā)明的一些實施方式中，所述微流控芯片的基材采用丙烯酸系樹脂材料。

7、在本發(fā)明的一些實施方式中，所述微流控芯片的結(jié)構(gòu)設(shè)計為單通道結(jié)構(gòu)、二維多通道結(jié)構(gòu)或者三維多通道結(jié)構(gòu)。

8、在本發(fā)明的一些實施方式中，所述微流控芯片包括芯片體，所述芯片體的表面設(shè)有第一液體入口、第二液體入口和微球出口，所述芯片體中設(shè)有與所述第一液體入口連通的第一微流道、與所述第二液體入口連通的第二微流道和與所述微球出口連通的第三微流道，所述第一微流道的另一端與所述第二微流道的另一端連通形成交界區(qū)，所述交界區(qū)與所述第三微流道的另一端連通。

9、優(yōu)選地，所述交界區(qū)的微流道寬度為30～100μm。

10、根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供一種上述的微流控芯片制備方法制備得到的微流控芯片。

11、根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供一種微球制備方法，包括：在微流控芯片的第一液體入口和第二液體入口按設(shè)定比例分別注入水相和油相，水相和油相在交界區(qū)相遇時依靠表面張力將油相分成微球，微球進(jìn)入第三微流道并從微球出口排出。

12、在本發(fā)明的一些實施方式中，所述水相和油相的比例為2:1～20:1。

13、在本發(fā)明的一些實施方式中，所述微球從微球出口排出后還包括：將微球分散到水相溶液中，等待微球固化，將固化后的微球進(jìn)行離心和清洗，將清洗后的微球冷凍干燥24～48h，得到干燥微球。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達(dá)到了以下技術(shù)效果：

15、(1)本發(fā)明提出了采用3d打印技術(shù)制備微流控芯片，該技術(shù)可實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)微流控芯片的一體化加工，工藝流程簡單、成本低廉；3d打印在微流控芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計上具有很大的自由度，當(dāng)需要重新設(shè)計微流道結(jié)構(gòu)時，僅需重新建模即可，省去了傳統(tǒng)方法中重新制作模具或掩膜版這一步驟。

16、(2)本發(fā)明設(shè)計并制備了高集成度的三維多通道微流控芯片，該三維多通道微流控芯片可實現(xiàn)高通量的微球制備，相較于常用的單元結(jié)構(gòu)或二維多通道結(jié)構(gòu)微流控芯片進(jìn)一步提高了微球的生產(chǎn)效率。

17、(3)本發(fā)明確定了基于丙烯酸系3d打印材料的微流控流道表面親水處理方案，親水處理后的微流控芯片可成功制備出微球，而未作親水處理的微流控芯片，油相會沿著流道壁面流動而導(dǎo)致無法形成微球。

18、(4)本發(fā)明中的微流控芯片及微球制備流程簡單高效，微流控芯片利用率高且重復(fù)性好，制備的微球粒徑均勻可控，可應(yīng)用于藥物遞送、細(xì)胞培養(yǎng)和生物傳感等領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種微流控芯片制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控芯片制備方法，其特征在于，在對所述微流控芯片的微流道的表面做親水處理之前，還包括對所述微流控芯片進(jìn)行清洗。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控芯片制備方法，其特征在于，所述親水處理包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控芯片制備方法，其特征在于，所述微流控芯片的基材采用丙烯酸系樹脂材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的微流控芯片制備方法，其特征在于，所述微流控芯片的結(jié)構(gòu)設(shè)計為單通道結(jié)構(gòu)、二維多通道結(jié)構(gòu)或者三維多通道結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的微流控芯片制備方法，其特征在于，所述微流控芯片包括芯片體，所述芯片體的表面設(shè)有第一液體入口、第二液體入口和微球出口，所述芯片體中設(shè)有與所述第一液體入口連通的第一微流道、與所述第二液體入口連通的第二微流道和與所述微球出口連通的第三微流道，所述第一微流道的另一端與所述第二微流道的另一端連通形成交界區(qū)，所述交界區(qū)與所述第三微流道的另一端連通。

7.一種權(quán)利要求1-6任一所述的微流控芯片制備方法制備得到的微流控芯片。

8.一種微球制備方法，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微球制備方法，其特征在于，所述水相和油相的比例為2:1～20:1。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微球制備方法，其特征在于，所述微球從微球出口排出后還包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及藥物遞送領(lǐng)域的一種微流控芯片、微流控芯片制備方法及微球制備方法，所述微流控芯片制備方法包括：首先設(shè)計微流控芯片的結(jié)構(gòu)；然后利用3D打印技術(shù)制備微流控芯片；之后對微流控芯片的微流道表面做親水處理。本發(fā)明的微流控芯片制備方法采用3D打印技術(shù)制備微流控芯片，可實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)微流控芯片的一體化加工，工藝流程簡單、成本低廉，可設(shè)計并制備高集成度的三維多通道微流控芯片，實現(xiàn)高通量的微球制備，從而提高微球的生產(chǎn)效率，親水處理后的微流控芯片可成功制備出微球。本發(fā)明中微流控芯片及微球的制備流程簡單高效，微流控芯片利用率高且重復(fù)性好，制備的微球粒徑均勻可控，可應(yīng)用于藥物遞送、細(xì)胞培養(yǎng)和生物傳感等領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：薛亞輝,張金超,樊文芳,郭明,高潔,宗寬,陳杰睿
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京大學(xué)南昌創(chuàng)新研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10