本發(fā)明屬于微流控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種離心式微流控芯片及連續(xù)合成Janus粒子的方法。

背景技術(shù)：

Janus是古羅馬神話中具有前后兩張臉的神，1991年De Gennes在諾貝爾獲獎(jiǎng)致辭中首次用Janus來形象化地表示具有不對(duì)稱性的顆粒。因?yàn)樵谕粋€(gè)粒子上可以表現(xiàn)出不同的性質(zhì)，這種具有不對(duì)稱雙面結(jié)構(gòu)的Janus粒子在一些應(yīng)用領(lǐng)域中比單一性質(zhì)的粒子表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能，在乳液穩(wěn)定、光學(xué)、生物傳感、藥物輸送和電子學(xué)領(lǐng)域均具有潛在的應(yīng)用前景。

基于微流控技術(shù)的合成方法具有很高的傳質(zhì)和傳熱效率，易于準(zhǔn)確控制反應(yīng)條件，混合速度快，試劑消耗量低。將微流控技術(shù)用于合成Janus粒子，有利于控制粒子的尺寸和形貌，合成的粒子具有高度均一性，而且制備過程簡(jiǎn)單[Xiao-Ting Sun，Mei Liu，Zhang-Run Xu.Talanta.2014，121，163-177.]?；谖⒘骺丶夹g(shù)制備Janus微粒的方法常見的有兩類：一類是以液滴為模板制備粒子，另一類是通過掩模直接固化制備粒子。對(duì)于前一類方法，一般先利用微流控技術(shù)形成Janus液滴，然后將液滴固化成Janus微粒?？梢酝ㄟ^構(gòu)建流式聚焦結(jié)構(gòu)在芯片上形成Janus液滴[Zhi-Hong Nie，Li Wei，Min-Seok Seo，Sheng-Qing Xu，and Eugenia Kumacheva.J.Am.Chem.Sco.2006，128，9408-9412.]，也可以利用多孔毛細(xì)管形成不對(duì)稱液滴[Shin-Hyun Kim，Seog-Jin Jeon，Woong Chan Jeong，Hyo Sung Park，and Seung-Man Yang.Adv.Mater.2008，20，4129-4134.]，還可以利用離心式微流控芯片形成不對(duì)稱液滴[Mei Liu，Xiao-Ting Sun，Chun-Guang Yang，and Zhang-Run Xu.J.Colloid Interface Sci.2016，466，20-27.]。使用這類方法合成形貌復(fù)雜的粒子，如多相不對(duì)稱粒子，就需要三維幾何形狀的通道和對(duì)多相液流進(jìn)行精確控制[Andreas Walther，Axel H.E.Müller.Chem.Rev.2013，113，5194-5261.]。對(duì)于后一類方法，常常將平板印刷技術(shù)和微流控多相層流技術(shù)相結(jié)合，在芯片的微通道內(nèi)形成兩相或更多相層流液流，將設(shè)定好形狀的掩模覆蓋在通道上，通過光刻技術(shù)在通道內(nèi)固化成粒子，粒子的形狀取決于掩模的形狀[Ki-Wan Bong，Ki-Tae Bong，Daniel C.Pregibon，and Patrick S.Doyle.Angew.Chem.Int.Ed.2010，49，87-90.]。

基于微流控技術(shù)的Janus粒子合成方法盡管能夠制備尺寸均一、形貌可控的微粒，但制備速率一般都很低，無法滿足大批量生產(chǎn)的需要。離心式微流控技術(shù)使用的設(shè)備簡(jiǎn)單，可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)圓形芯片上的并行陣列通道，十分有利于提高微粒的制備速率。Maeda等在離心管中固定并排的毛細(xì)管，每一根毛細(xì)管內(nèi)通入一種溶液，在離心管底部加入交聯(lián)劑，在離心力作用下將毛細(xì)管內(nèi)的溶液甩出，與交聯(lián)劑發(fā)生迅速的交聯(lián)固化合成不對(duì)稱粒子[Kazuki Maeda，Hiroaki Onoe，Masahiro Takinoue，and Shoji Takeuchi.Adv.Mater.2012，24，1340-1346.]。但是這種方法需要在毛細(xì)管中事先注入溶液，難以實(shí)現(xiàn)試劑的連續(xù)引入和連續(xù)合成。Liu等設(shè)計(jì)了一種離心式微流控芯片，利用芯片上的并行通道，合成了海藻酸鈣不對(duì)稱粒子[Mei Liu，Xiao-Ting Sun，Chun-Guang Yang，and Zhang-Run Xu.J.Colloid Interface Sci.2016，466，20-27.]，但依然沒能實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)樣與合成。

盡管離心微流控技術(shù)在Janus粒子制備方面具有明顯的潛力，但由于難以向高速旋轉(zhuǎn)的芯片中引入不同的反應(yīng)液，其在這方面的優(yōu)勢(shì)一直沒有得到有效體現(xiàn)。解決離心微流控技術(shù)在多種溶液引入方面的瓶頸問題，提高微流控芯片合成Janus粒子的產(chǎn)量，同時(shí)保持Janus粒子的高質(zhì)量，對(duì)于Janus粒子的制備具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有微流控方法合成Janus粒子在產(chǎn)率方面存在的問題，本發(fā)明提供一種離心式微流控芯片及連續(xù)合成Janus粒子的方法。

本發(fā)明的離心式微流控芯片，由上層基片、中間層基片和下層基片組成；所述的上層基片、中間層基片和下層基片為同心圓，且大小相等；

所述的上層基片，上層基片圓心處設(shè)置有1個(gè)上層中心圓孔；上層基片上設(shè)置有圓環(huán)形液池，圓環(huán)形液池與上層基片同心，圓環(huán)形液池穿透上層基片，圓環(huán)形液池外側(cè)設(shè)置有若干個(gè)上層分散圓形通道，且若干個(gè)上層分散圓形通道沿周向均布設(shè)置在上層基片上，上層分散圓形通道與圓環(huán)形液池之間通過一級(jí)直通道相連通，一級(jí)直通道的延長(zhǎng)線通過上層基片的圓心；

所述的中間層基片，中間層基片圓心處設(shè)置有1個(gè)中間層中心圓孔，中間層基片設(shè)置有若干個(gè)中間層分散圓孔，中間層分散圓孔的數(shù)量、位置和大小，與上層分散圓形通道相同；

所述的下層基片，下層基片圓心處設(shè)置有1個(gè)中心液池，下層基片設(shè)置有若干下層分散圓形通道，下層分散圓形通道的數(shù)量、位置和大小，與上層分散圓形通道相同；下層圓心處的圓形通道與邊緣之間通過若干個(gè)二級(jí)直通道相連通，邊緣處的連通點(diǎn)即為通道出口，二級(jí)直通道的數(shù)量＝下層分散圓形通道的數(shù)量；下層分散圓形通道與同側(cè)相鄰的二級(jí)直通道之間通過三級(jí)直通道相連通，且三級(jí)通道位于下層分散圓形通道所形成的圓的外側(cè)。

所述的上層基片的圓環(huán)形液池的邊緣外側(cè)設(shè)置有圓環(huán)形擋片；所述的上層基片的中心圓孔外側(cè)設(shè)置有圓環(huán)形擋片，中心圓孔的圓環(huán)形擋片與中心圓孔同心，且其直徑小于上層基片的圓環(huán)形液池的直徑。

所述的上層基片的圓環(huán)形液池為圓環(huán)形微通道，用于液體引入；上層一級(jí)直通道呈發(fā)散性分布。

所述的圓環(huán)形液池直徑設(shè)為S，上層基片的直徑設(shè)為D，則S∶D＝(1～100)∶(4～400)；且上層環(huán)形液池的內(nèi)徑和外徑差為1～2mm；

所述的上層基片上設(shè)置有1～200個(gè)上層分散圓形通道，所述上層分散圓形通道的直徑為X，則X∶D＝(0.5～10)∶(4～400)；所述上層分散圓形通道與上層基片的圓心距設(shè)為H，則，H∶D＝(1～200)∶(4～400)；

所述的一級(jí)直通道的寬度＝二級(jí)直通道的寬度＝三級(jí)直通道的寬度，均設(shè)為L(zhǎng)，則L∶D＝(0.05～2)∶(4～400)；

所述的下層基片的二級(jí)直通道與三級(jí)直通道的連通點(diǎn)距離下層基片邊緣的距離設(shè)為Y，則Y∶D＝(0.5～20)∶(4～400)；

所述的下層中心液池為圓形，上層中心圓孔的直徑＝中間層中心圓孔的直徑＝下層中心液池的直徑；

所述的上層基片的直徑為4～400mm，上層基片厚度＝下層基片厚度＝1～50mm，中間層基片厚度為30～500μm；上層中心圓孔的直徑為0.5～100mm；上層圓環(huán)形液池的直徑為1～100mm；上層分散圓形通道的直徑均為0.5～10mm，所述的上層一級(jí)直通道的寬度＝二級(jí)直通道的寬度＝三級(jí)直通道的寬度＝0.05～2mm；上層一級(jí)直通道的長(zhǎng)度為1～100mm；下層二級(jí)直通道的長(zhǎng)度為2～200mm，下層三級(jí)直通道的長(zhǎng)度為1～100mm，二級(jí)直通道與三級(jí)直通道的連通點(diǎn)距離下層基片邊緣的距離為0.5～20mm。

本發(fā)明的離心式微流控芯片，配合勻膠機(jī)使用，使用時(shí)將離心式微流控芯片放置在勻膠機(jī)的吸盤上，吸盤的直徑要小于離心式微流控芯片的直徑。

本發(fā)明的離心式微流控芯片的材質(zhì)是聚二甲基硅氧烷。

本發(fā)明的離心式微流控芯片，當(dāng)材質(zhì)為聚二甲基硅氧烷時(shí)，上層芯片和下層芯片的制備過程均是按照SU-8光刻膠陽模的標(biāo)準(zhǔn)制作工藝，得到堅(jiān)固的帶有通道構(gòu)型的SU-8光刻膠陽模；中間層芯片的制備過程是按照AZ光刻膠陽模的標(biāo)準(zhǔn)工藝，完成微流控芯片陽模制作，

本發(fā)明的離心式微流控芯片，當(dāng)材質(zhì)為聚二甲基硅氧烷時(shí)，上層芯片的制備過程為：

在具有上層通道構(gòu)型的SU-8光刻膠陽模上澆注聚二甲基硅氧烷預(yù)聚物，經(jīng)過加熱聚合過程，固化成型，將其從陽模上取下；按照芯片上的圓形通道裁剪出一個(gè)貫穿其中的環(huán)形液池，此液池作為第一種試液的進(jìn)樣口，這樣制得圓盤形的上層基片(未帶有上層中心圓孔)；

中層芯片的制備過程為：在AZ陽模上澆注聚二甲基硅氧烷預(yù)聚物，經(jīng)過加熱聚合固化成型，將其從陽模上取下，用打孔器在聚二甲基硅氧烷層上，對(duì)應(yīng)上層基片的圓圈處打孔；

下層芯片的制備過程為：在具有下層通道構(gòu)型的SU-8光刻膠陽模上澆注聚二甲基硅氧烷預(yù)聚物，經(jīng)過加熱聚合過程，固化成型，將其從陽模上取下，制得下層基片；

用等離子體清洗器將要封接的上層基片和中間層基片的表面進(jìn)行改性后，將上層基片具有通道的一面與改性后的中間層基片對(duì)準(zhǔn)封接在一起，形成封閉的微通道網(wǎng)絡(luò)；在已封接好的兩層基片的中心位置打一通孔，該通孔為中間層中心圓孔，作為另外一種試液的入口；將下層基片有直通道的一面，與封閉的微通道網(wǎng)絡(luò)的中間層一面對(duì)準(zhǔn)封接，中間層的小圓孔與下層基片的下層分散圓形通道一一對(duì)應(yīng)，用等離子清洗器進(jìn)行表面改性后封接在一起；這樣，就制得所需的微流控芯片。

在使用離心式微流控芯片時(shí)，根據(jù)中心液池和環(huán)形液池的大小，將直徑比較小的塑料管用硅橡膠粘接在芯片中心液池進(jìn)樣口外圍，作為中心液池導(dǎo)液槽，直徑比較大的塑料管用硅橡膠粘在環(huán)形進(jìn)樣口外圍，與直徑比較小的塑料管一起圍成圓環(huán)形液池導(dǎo)液槽；兩個(gè)液池均可以實(shí)現(xiàn)在高速旋轉(zhuǎn)條件下，將兩種試液分別引入到兩組通道中。

采用離心式微流控芯片，連續(xù)合成Janus粒子的方法，包括如下步驟：

步驟1：

(1)將外置環(huán)形液池放置在勻膠機(jī)吸盤外，并向外置環(huán)形液池內(nèi)注入試液；將離心微流控芯片固定在勻膠機(jī)吸盤上；

(2)調(diào)離心微流控芯片，使其通道出口通向外置環(huán)形液池的儲(chǔ)液槽；

步驟2：

(1)持續(xù)向中心液池注入聚合物試液，持續(xù)向圓環(huán)形液池內(nèi)注入另一種不同性質(zhì)的聚合物試液；上層基片的一級(jí)直通道內(nèi)、下層基片的二級(jí)直通道和三級(jí)直通道內(nèi)，均充滿試液；

(2)打開勻膠機(jī)旋轉(zhuǎn)離心，連續(xù)不斷進(jìn)入芯片通道內(nèi)的試液在離心力作用下，于通道出口處形成雙相液滴；

(3)調(diào)整試液進(jìn)入中心液池和試液進(jìn)入圓環(huán)形液池的速率，使兩者的速率均與試液從芯片上甩出的速率相等；

步驟3：

雙相液滴連續(xù)不斷地被甩入外置環(huán)形液池內(nèi)，并與外置環(huán)形液池內(nèi)的試液反應(yīng)，雙相液滴沉積出來形成Janus粒子。

其中：

所述步驟1中，外置環(huán)形液池與離心微流控芯片同心放置。

所述的步驟2(1)中，通過向中心液池導(dǎo)液槽注入聚合物試液，使中心液池充滿試液；通過向圓環(huán)形液池導(dǎo)液槽注入不同性質(zhì)的聚合物試液，使圓環(huán)形液池充滿試液；

所述步驟2中，持續(xù)分別向中心液池和圓環(huán)形液池內(nèi)注入試液的具體方法為：分別通過注射器針頭或?qū)Ч芟蛞撼貎?nèi)注入試液；所述的注射器針頭或?qū)Ч芪挥谝撼厣戏剑⑸淦麽橆^通過導(dǎo)管與注射器連接，注射器固定在微量蠕動(dòng)泵或注射泵上；所述的導(dǎo)管與注射器連接，注射器固定在微量蠕動(dòng)泵或注射泵上。

所述的步驟2(3)中，三者速率相等，使得試液在通道中保持連續(xù)流動(dòng)。

所述的步驟2(2)中，離心速度為500～2000r/min。

所述的步驟2(3)中，試液從芯片上甩出的速率為3～6400μL/min。

所述的離心式微流控芯片的使用方法中，通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力驅(qū)動(dòng)芯片上的試液流動(dòng)，離心速度控制在500～2000r/min，保證從液池上方進(jìn)入液池的試液能夠流入微通道內(nèi)，并從通道內(nèi)甩出；相應(yīng)地試液進(jìn)樣速度控制在為3～6400μL/min保證通道內(nèi)充滿連續(xù)流動(dòng)的液體。

所述的離心式微流控芯片的使用方法中，向中心液池注入的聚合物試液為進(jìn)行納米沉積反應(yīng)或交聯(lián)反應(yīng)的試液；向圓環(huán)形液池注入的不同性質(zhì)的聚合物試液為與中心液池注入的種類相同性質(zhì)不同的試液；向外置環(huán)形液池注入的試液為觸發(fā)聚合物沉積反應(yīng)或交聯(lián)反應(yīng)的試液。

本發(fā)明方法中，兩種試液是從不同液池、芯片的不同層引入的，兩種試液在下層通道的出口端匯合。其中一種試液從環(huán)形液池經(jīng)上層基片上的通道進(jìn)入，流經(jīng)中間層上的小孔，流入下層基片上的短通道中。另一種試液從中心液池直接進(jìn)入到下層基片上的發(fā)散型直通道中。兩種試液在下層基片上的通道出口處匯合。

本發(fā)明方法中，芯片上形成的Janus液滴在外置環(huán)形液池內(nèi)通過交聯(lián)反應(yīng)或納米沉積法進(jìn)行固化，形成Janus粒子。由于保證了試液的連續(xù)引入，從而實(shí)現(xiàn)了Janus粒子的連續(xù)合成。陣列式的合成通道、高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液體和連續(xù)合成，提高了Janus粒子的合成產(chǎn)率。

附圖說明

圖1本發(fā)明實(shí)施例的微流控芯片示意圖；

其中：a為上層基片，b為中間層基片，c為下層基片，1：圓環(huán)形液池；2：上層基片上的一級(jí)直通道；3：中間層分散圓孔；4：中心液池；5：下層基片上的二級(jí)直通道；6：下層基片上的三級(jí)直通道。

圖2本發(fā)明實(shí)施例的連續(xù)合成Janus粒子的裝置示意圖；

其中：7：注射器；8：連接管；9：芯片上的兩個(gè)導(dǎo)液槽；10：外置環(huán)形液池；11：微流控芯片。

圖3本發(fā)明實(shí)施例1制備的Janus粒子的熒光顯微圖像；其中：方框A里的小圓點(diǎn)為合成粒子發(fā)綠色熒光的部分；方框B里的小圓點(diǎn)為合成粒子發(fā)紅色熒光部分。

圖4本發(fā)明實(shí)施例2制備的Janus粒子的熒光顯微圖像；其中：方框A里的小圓點(diǎn)為合成粒子發(fā)綠色熒光的部分；方框B里的小圓點(diǎn)為合成粒子發(fā)紅色熒光部分。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本發(fā)明的離心式微流控芯片，如圖1所示，由上層基片a、中間層基片b和下層基片c組成；所述的上層基片、中間層基片和下層基片為同心圓，且大小相等；

所述的上層基片，上層基片圓心處設(shè)置有1個(gè)上層中心圓孔；上層基片上設(shè)置有圓環(huán)形液池1，圓環(huán)形液池1與上層基片a同心，圓環(huán)形液池1穿透上層基片a，圓環(huán)形液池1外側(cè)設(shè)置有若干個(gè)上層分散圓形通道，且若干個(gè)上層分散圓形通道沿周向均布設(shè)置在上層基片上，上層分散圓形通道與圓環(huán)形液池之間通過一級(jí)直通道2相連通，一級(jí)直通道2的延長(zhǎng)線通過上層基片的圓心；

所述的中間層基片b，中間層基片b圓心處設(shè)置有1個(gè)中間層中心圓孔，中間層基片設(shè)置有若干個(gè)中間層分散圓孔3，中心層分散圓孔3的數(shù)量、位置和大小，與上層分散圓形通道相同；

所述的下層基片c，下層基片圓心處設(shè)置有1個(gè)下層圓形液池4(中心液池)，下層基片設(shè)置有若干下層分散圓形通道，下層分散圓形通道的數(shù)量、位置和大小，與上層分散圓形通道相同；下層圓心處的圓形液池4與邊緣之間通過若干個(gè)二級(jí)直通道5相連通，邊緣處的連通點(diǎn)即為通道出口，二級(jí)直通道的數(shù)量＝下層分散圓形通道的數(shù)量；下層分散圓形通道與同側(cè)相鄰的二級(jí)直通道5之間通過三級(jí)直通道6相連通，且三級(jí)通道6位于下層分散圓形通道所形成的圓的外側(cè)。

所述的上層基片的圓環(huán)形液池1的邊緣外側(cè)設(shè)置有圓環(huán)形擋片；所述的上層基片的中心圓孔外側(cè)設(shè)置有圓環(huán)形擋片，中心圓孔的圓環(huán)形擋片與中心圓孔同心，且其直徑小于上層基片的圓環(huán)形液池的直徑。

所述的上層基片的圓環(huán)形液池為圓環(huán)形微通道，用于液體引入；上層一級(jí)直通道呈發(fā)散性分布。

所述的圓環(huán)形液池直徑為14mm，上層基片的直徑為70mm，則S∶D＝14∶70；且上層環(huán)形液池的內(nèi)徑和外徑差為1mm；

所述的上層基片上設(shè)置有36個(gè)上層分散圓孔，所述上層分散圓孔的直徑為0.9mm；所述上層分散圓形通道與上層基片的圓心距為28.45mm；

所述的一級(jí)直通道的寬度＝二級(jí)直通道的寬度＝三級(jí)直通道的寬度，均為100μm；

所述的下層基片的二級(jí)直通道與三級(jí)直通道的連通點(diǎn)距離下層基片邊緣的距離為1mm，則Y∶D＝1∶70；

所述的上層中心圓孔的直徑＝中間層中心圓孔的直徑＝下層圓形通道的直徑；

所述的上層基片的直徑為70mm，上層基片厚度＝下層基片厚度＝1mm，中間層基片厚度為100μm；上層中心圓孔的直徑為2mm；上層圓環(huán)形液池的直徑為14mm；上層分散圓形通道的直徑均為0.9mm，所述的上層一級(jí)直通道的寬度＝二級(jí)直通道的寬度＝三級(jí)直通道的寬度＝100μm；上層一級(jí)直通道的長(zhǎng)度為27mm；下層二級(jí)直通道的長(zhǎng)度為34mm，下層三級(jí)直通道的長(zhǎng)度為7mm，二級(jí)直通道與三級(jí)直通道的連通點(diǎn)距離下層基片邊緣的距離為1mm。

本實(shí)施例的離心式微流控芯片的材料是聚二甲基硅氧烷。

本發(fā)明的離心式微流控芯片，上層芯片制備過程均是按照SU-8光刻膠陽模的標(biāo)準(zhǔn)制作工藝，得到堅(jiān)固的帶有通道構(gòu)型的SU-8光刻膠陽模，其制作過程為：按照SU-8光刻膠陽模的標(biāo)準(zhǔn)制作工藝，在硅片上形成微通道網(wǎng)絡(luò)陽模，陽模的高度約為100μm，再于其上澆注聚二甲基硅氧烷預(yù)聚物，經(jīng)過加熱聚合過程，固化成型，將其從陽模上取下，在基片中心，分別用直徑為13mm和直徑為14mm的鉆孔器制作出一個(gè)貫穿聚二甲基硅氧烷層的圓環(huán)形液池，此液池作為一種試液的進(jìn)樣口，這樣就制得圓盤形的上層基片；

中間層芯片的制備過程是按照AZ光刻膠陽模的標(biāo)準(zhǔn)工藝，完成微流控芯片陽模制作，其制作過程為：在玻璃上形成帶有一系列小圓圈的陽模，這些圓圈與上層基片上通道的末端一一對(duì)應(yīng)；在玻璃陽模上澆注一層聚二甲基硅氧烷預(yù)聚物，控制其厚度為100μm，加熱固化成型，將其從陽模上取下；用打孔器在聚二甲基硅氧烷層上的圓圈處打孔，孔的直徑為0.9mm。將上層基片具有微通道的一面與所制作的中間層基片對(duì)準(zhǔn)封接，形成封閉的微通道網(wǎng)絡(luò)。在已封接好的兩層基片的中心位置打一直徑為2mm通孔，作為另一種試液的入口；

下層芯片制備過程均是按照SU-8光刻膠陽模的標(biāo)準(zhǔn)制作工藝，得到堅(jiān)固的帶有通道構(gòu)型的SU-8光刻膠陽模，其制作過程為：在硅片上形成微通道網(wǎng)絡(luò)的陽模，陽模的高度約為100μm，再于其上澆注聚二甲基硅氧烷預(yù)聚物，經(jīng)過加熱聚合過程，固化成型，將其從陽模上取下，制得下層基片；

將下層基片有通道的一面與上層和中間層封接在一起的基片的中間層一面對(duì)準(zhǔn)封接，小圓孔與下層基片上的短通道起始端一一對(duì)應(yīng)；用等離子清洗器進(jìn)行表面改性后封接在一起，這樣，就制得所需的微流控芯片。

取直徑為8mm、高為15mm的塑料管，將其用硅橡膠粘接在芯片中心位置，作為中心液池；取直徑為16mm、高為15mm的塑料管，將其用硅橡膠粘在中心液池外圍，形成環(huán)形液池；這樣就制得了環(huán)形液池的導(dǎo)液槽。

用于儲(chǔ)存不良溶劑的外置環(huán)形液池是由三層厚度不同的玻璃組裝而成，使用圓規(guī)玻璃刀將兩塊厚度為1mm的玻璃上分別切割出兩個(gè)直徑為73mm的圓形玻璃，在一塊厚度為5mm的玻璃上切割出一個(gè)直徑為93mm的圓形玻璃，將三塊帶有圓孔的玻璃疊放在一起，厚玻璃夾在兩塊薄玻璃中間，同心對(duì)準(zhǔn)，使用光固化玻璃粘膠將三層玻璃粘在一起，形成一面開口三面封閉的玻璃液池。

利用離心式微流控芯片，連續(xù)合成Janus粒子的方法，采用含有離心式微流控芯片的連續(xù)合成Janus粒子的裝置如圖2所示，具體如下：

步驟1：

(1)將外置環(huán)形液池放置在勻膠機(jī)吸盤外，外置環(huán)形液池與離心微流控芯片同心放置，并向外置環(huán)形液池內(nèi)注入PLGA的不良溶劑；將離心微流控芯片固定在勻膠機(jī)吸盤上；

(2)調(diào)離心微流控芯片，使其通道出口通向外置環(huán)形液池的儲(chǔ)液槽；

步驟2：

(1)通過注射器7和連接管8，持續(xù)向中心液池注入羅丹明B標(biāo)記的10mg/mL PLGA乙腈溶液，持續(xù)向圓環(huán)形液池內(nèi)注入熒光黃標(biāo)記的10mg/mL PLGA乙腈溶液；上層基片的一級(jí)直通道內(nèi)、下層基片的二級(jí)直通道和三級(jí)直通道內(nèi)，均充滿試液；

(2)打開勻膠機(jī)旋轉(zhuǎn)離心，連續(xù)不斷進(jìn)入芯片通道內(nèi)的試液在離心力作用下，于通道出口處形成雙相液滴；其中，勻膠機(jī)離心旋轉(zhuǎn)速度為1000r/min；

(3)調(diào)整試液進(jìn)入中心液池和試液進(jìn)入圓環(huán)形液池的速率，使兩者的速率均與試液從芯片上甩出的速率相等；其中，試液從芯片上甩出的速率為400μL/min，

步驟3：

雙相液滴連續(xù)不斷地被甩入外置環(huán)形液池內(nèi)，并與外置環(huán)形液池內(nèi)的水溶液反應(yīng)，雙相液滴沉積出來形成Janus粒子。

本實(shí)施例制備的Janus粒子的英光顯微圖像如圖3所示，制備的粒子在不同激發(fā)波長(zhǎng)下，可以觀察到每個(gè)粒子具有紅綠兩種不同的部分。

實(shí)施例2

本實(shí)施例采用的離心式微流控芯片結(jié)構(gòu)和材質(zhì)同實(shí)施例1，但尺寸不同：

本實(shí)施圓環(huán)形液池直徑為14mm，上層基片的直徑為70mm，則S∶D＝14∶70；且上層環(huán)形液池的內(nèi)徑和外徑差為1mm；

本實(shí)施上層基片上設(shè)置有36個(gè)上層分散圓孔，所述上層分散圓孔的直徑為0.9mm；所述上層分散圓形通道與上層基片的圓心距為28.45mm；

本實(shí)施一級(jí)直通道的寬度＝二級(jí)直通道的寬度＝三級(jí)直通道的寬度，均為200μm；

本實(shí)施下層基片的二級(jí)直通道與三級(jí)直通道的連通點(diǎn)距離下層基片邊緣的距離為1mm，則Y∶D＝1∶70；

本實(shí)施上層中心圓孔的直徑＝中間層中心圓孔的直徑＝下層圓形通道的直徑；

本實(shí)施上層基片的直徑為70mm，上層基片厚度＝下層基片厚度＝2mm，中間層基片厚度為200μm；上層中心圓孔的直徑為2mm；上層圓環(huán)形液池的直徑為14mm；上層分散圓形通道的直徑均為0.9mm，所述的上層一級(jí)直通道的寬度＝二級(jí)直通道的寬度＝三級(jí)直通道的寬度＝200μm；上層一級(jí)直通道的長(zhǎng)度為27mm；下層二級(jí)直通道的長(zhǎng)度為34mm，下層三級(jí)直通道的長(zhǎng)度為7mm，二級(jí)直通道與三級(jí)直通道的連通點(diǎn)距離下層基片邊緣的距離為1mm。

利用離心式微流控芯片，連續(xù)合成Janus粒子的方法，采用含有離心式微流控芯片的連續(xù)合成Janus粒子的裝置如圖2所示，具體如下：

步驟1：

(1)將外置環(huán)形液池放置在勻膠機(jī)吸盤外，外置環(huán)形液池與離心微流控芯片同心放置，并向外置環(huán)形液池內(nèi)注入PLGA的不良溶劑；將離心微流控芯片固定在勻膠機(jī)吸盤上；

(2)調(diào)離心微流控芯片，使其通道出口通向外置環(huán)形液池的儲(chǔ)液槽；

步驟2：

(1)通過注射器7和連接管8，持續(xù)向中心液池注入羅丹明B標(biāo)記的10mg/mL PLGA乙腈溶液，持續(xù)向圓環(huán)環(huán)形液池內(nèi)注入熒光黃標(biāo)記的10mg/mL PLGA乙腈溶液；上層基片的一級(jí)直通道內(nèi)、下層基片的二級(jí)直通道和三級(jí)直通道內(nèi)，均充滿試液；

(2)打開勻膠機(jī)旋轉(zhuǎn)離心，連續(xù)不斷進(jìn)入芯片通道內(nèi)的試液在離心力作用下，于通道出口處形成雙相液滴；其中，勻膠機(jī)離心旋轉(zhuǎn)速度為1000r/min；

(3)調(diào)整試液進(jìn)入中心液池和試液進(jìn)入圓環(huán)形液池的速率，使兩者的速率均與試液從芯片上甩出的速率相等；其中，試液從芯片上甩出的速率為800μL/min，

步驟3：

雙相液滴連續(xù)不斷地被甩入外置環(huán)形液池內(nèi)，并與外置環(huán)形液池內(nèi)的水溶液反應(yīng)，雙相液滴沉積出來形成Janus粒子。

本實(shí)施例制備的Janus粒子的熒光顯微圖像如圖4所示，制備的粒子在不同激發(fā)波長(zhǎng)下，觀察到每個(gè)粒子具有紅綠兩種不同的部分。