微小流路結構及采用它的微小顆粒制造方法技術

本發明專利技術提供一種微小流路結構和微小顆粒生成方法，其以均勻大小穩定生成微小顆粒，并且用于實現微小顆粒的大量生成。微小流路結構包括：與分散相導入口連通的分散相導入流路；與連續相導入口連通的連續相導入流路；與排出口連通的排出流路；微小顆粒生成流路；由多個微小流路形成的分散相導入支流路，其中，在微小顆粒生成流路的流體行進方向的一端，連續相導入流路連通，并且在其另一端，排出流路連通，分散相導入流路的側部與微小顆粒生成流路的側部經由分散相導入支流路，形成連通的一組微小流路。另外本發明專利技術使用采用該微小流路結構，在分散相導入支流路和微小顆粒生成流路的交叉部中使分散相和連續相匯合，將分散相進行微小顆粒化的微小顆粒制造方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及以均勻大小穩定而大量生成在分取分離用柱填充劑中使用的微 小顆粒，和在醫藥用品、含酶膠嚢、化妝品、香料、顯示記錄材津牛、粘接劑、農 藥等中利用的#|交嚢、化學反應溶劑萃取等中使用的微小顆粒的方法，以及，用于生成該微小顆粒的微小流路結構、微小;彭各結構體及微小;;^各結構疊層體。
技術介紹
近年，使用在邊長為數cm的方形的玻璃^f反上具有長度為數cm左右的、 寬度和深度從亞nm至數百jam的微小^^各的微小;^U各結構，通過將流體導入微 小流路進行化學反應或微小顆粒生成的研究受到人們關注。對于這樣的微小流 路，給出了通過微小空間的短的分子間距和大的比表面積的效果，能夠進行有效 的化學反應的啟示(例如，參見非專利文獻l)。而且，通過將表面張力不同的兩種液體，導入存在交叉部分的流路中，能夠 生成粒徑非常均勻的微小顆粒(例如，參見非專利文獻2、專利文獻1、和專利 文獻2)。而JU匕處所述的微小顆粒不僅包含固體狀微小顆粒，還包括其它微小液 滴和僅微小液滴的表面固化的微小顆粒(以下，稱為"半固化，，)和，粘性非常 高的半固體狀的《敬小顆粒。例如，如圖1及作為圖1的A-A'斷面的圖2和作為圖1的B-B，斷面的圖3 所示，形成在微小;彭各1^反1上，具有連續相導入口 2、連續相導入淨J各3、分 散相導入口 4、 ^:相導入^J各5、排出《J各7和排出口 8的T字型孩史小^^各結 構，在導入的連續相和^:相匯合的部分(以下，稱為"交叉部，，)存在交叉部6。 如通過采用各流路的深度為100jam,導入^M目的導入流路寬度為lOO]am，導 入連續相的導入流路寬度為300-500 jam的T字型微小流路，控制分散相和連續 相的流速而進行送液，則能夠在交叉部中生成非常均勻的微小顆粒。而且，通過 控制^:相和連續相的流量，能夠控制生成微小顆粒的粒徑。但是該方法為控制微小顆粒大小的方法，由于通過改變各自的送g變，控 制分散相和連續相的流量，故即使^R相和連續相的送^it度的一點點變化，粒 徑仍變化，因此具有穩定的粒徑控制困難，難以得到均勻粒徑的微小顆粒的問題。而且，通itJl述微小空間的短的分子間距和大的比表面積的效果，能夠進行中，保持使能夠生成粒徑非常均勻的微小顆粒的微小空間的棒性有效的狀態，嘗 試進行微小力^各中的化學^或者通過工業化方式生產微小顆粒。在該場合，因 為微小空間小，故在單一的微小流路結構中，每單元時間的微小顆粒生成量不得 不減小，但是如果能夠并列配置多個微小a^各結構，則在保持使形成上述微小流 路結構的特性有效的狀態，能夠增加每單元時間的微小顆粒的生成量(例如，參見非專利文獻3或非專利文獻4)。如非專利文獻3所示，人們嘗試將具有一個樣l 小流路的微小a^各基敗，按照通過貫穿反應溶液的入口和反應生成物的出口等的 共通部分的豎孔而連接疊置等。使這樣的微小空間特征有效的大量的化學合成和 微小顆粒形成，從平面上提高了最小單元的微小^^各結構的集禮變，或者說能夠 從立體上疊置微'J 、 ^fJ各結構，但向平面的或立體的配置的微'J、濟J各結構中均勻地 分配流體，從來是非常困難的，尋求改善，并且要求進一步提高微小^^各結構的 集統。JP特許第2975943號公報 JP特許第3746766號公報H.Hisamoto等，"Fast and high conversion phase-transfer synthesis exploiting the liquid-liquid interface formed in a microchannel chip", Chem.Commun.,2001年發行，2662-2663頁。西迫貴志等，"微型通道中液中微小液滴生成"，第4次化學 和微型系統研究會演講預稿集，59頁，2001年發行。菊谷等，"通過堆積m^應器的高產量微型通道內合成"第3 次化學和微型系統研究會公演預稿集，9頁，2001年發行。A,Kawai等，"MASS-PORDUCTION SYSTEM OF NEARLY MONODISPERSE DIAMETER GEL PARTICLES USING DROPLETS FORMATION IN A MICROCHANNEL" , ju -TAS,2002 vol .1 p368-370。
技術實現思路
本專利技術鑒于上述現有事實而提出，其目的在于提供以均勻大小穩定生成微小 顆粒，并且用于實現微小顆粒的大量生成的微小流路結構、微小流路結構體、微 'J 、;彭各結構疊層體和微小顆粒生成方法。本專利技術人專心研究解決上述課題的結果為，采用下述的微小^ 各結構，其包括與分散相導入口連通的分散相導入^^各；與連續相導入口連通的連續相導入 ;戶J各；與排出口連通的排出^^各；微小顆粒生成力U各；由多個微小滬J各形成的分 散相導入支;彭各，在上述微小顆粒生成a^的流^f于進方向的一端，上述連續相 導入流路連通，并且在其另一端，上述排出^^各連通，上述^"R相導入流路的側 部與上述微小顆粒生成流路的側部通過上述分散相導入支^J各連通，通過在上述 ^:相導入支;彭各和上述微小顆粒生成;;^各的交叉部中使^Ht相與連續相匯合， 使上述^:相形成微小顆粒，發現能夠解決上述現有技術的問題，實現本專利技術。 以下， -洋細i兌明本^專利技術。本專利技術的微小^^各結構包括與分散相導入口連通的分散相導入流路；與連 續相導入口連通的連續相導入;^f各；與排出口連通的排出^^各；《敖小顆粒生成流 路；由多個微小流路形成的分散相導入支^洛，其中，構成一組微小流路結構， 該微小^^各結構為在上述微小顆粒生成;^各的流體行進方向的一端，上述連續 相導入濟J各連通，并且在其另一端，上述排出;彭各連通，上述^:相導入流路的 側部與上述微小顆粒生成流路的側部通itJi述^lt相導入支a^各連通。而且本專利技術的微'J、力U各結構為上述的微d 、 iU各結構，其為分散相導入支力^各 和上述微小顆粒生成流路以任意角度匯合的結構。而且本專利技術的微小流路結構為上述的微小流路結構，其中，分散相導入支流 路的截面面積小于上述微小顆粒生成流路的截面面積。而且本專利技術的微小流路結構為上述的微小流路結構，其中，微小顆粒生成流 路的截面面積，從與上述連續相導入流路的連通位置，朝向與上述排出流路的連 通位置逐漸增大或相同。而且本專利技術的微小流路結構為上述的微小^5各結構，其中，分散相導入支流 路的長度，隨著上述射t相導入支ii^各和上述^:相導入流路的連通位置從上述 ^^相導入口離開，逐漸增加或相同。而且本專利技術的微小^^各結構為上述的微小流路結構，其中，在n個分散相導 入支^J各(從最接近^R相導入口的^:相導入支^^各Y1到離上述^R相導入 口最遠的分散相導入支a^各Yn)從^:相導入流路與微小顆粒生成^^各連通的 微小;彭各結構中，當^H相導入口位置為X0， Yl與^:相導入^^各的連通位置 為Xl, XO與XI之間沿分散相導入;^各的長度為al, Yn與^R相導入^J各的連通位置為Xn， Xn-l與Xn之間沿分散相導入力t^各的長度為an時，從a2至an全部相等。而且本專利技術的微小;彭各結構體為上述的微小流路結構體，其中，上述微小流 路結構在基本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微小流路結構，其包括：與分散相導入口連通的分散相導入流路；與連續相導入口連通的連續相導入流路；與排出口連通的排出流路；微小顆粒生成流路；作為微小流路的多個分散相導入支流路，其特征在于：在上述微小顆粒生成流路的流體行進方向的一端，上述連續相導入流路連通，并且在其另一端，上述排出流路連通，上述分散相導入流路的側部與上述微小顆粒生成流路的側部經由上述多個分散相導入支流路連通。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：山中麻帆，川井明，片山晃治，高宮裕樹，
申請(專利權)人：東曹株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]