一种用于粒子生成的混合器的制作方法

一种用于粒子生成的混合器
1.本发明要求以申请日为2020年05月15日，申请号为cn202010414239.9，名称为“一种用于并行高通量纳米粒子生成的微流混合芯片盒”的发明专利申请，以及申请日为2020年 05月15日，申请号为cn202020811511.2，名称为“一种用于并行高通量纳米粒子生成的微流混合芯片盒”的实用新型专利申请为优先权。
技术领域
2.本发明涉及微流控制领域，具体而言，涉及一种用于粒子生成的混合器。


背景技术：

3.微米与纳米材料在化工、电子、医药、生物等领域具有广泛的应用，传统的微米纳米粒子合成通常采用化学搅拌合成方式，其粒子的尺寸和形貌可通过还原剂、表面活性剂、反应器皿体积、搅拌效率及反应时间等多种因素来控制。其中反应液体的混合是纳米粒子合成最关键的因素，在传统的合成装置中，一般采用液体搅拌混合方式，这种搅拌混合方式虽然较为成熟，但是其混合效率和混合均一性难以定量或精确控制，无法满足生产高质量的纳米粒子的要求。
4.微流控技术作为一种新兴的交叉科学技术，已经在化学、化工、生物、及物理学等诸多领域有所应用，包括有机合成、无机粒子合成、生物材料、药物合成等方面，其特点是可对微量流体进行精确控制，具有微型化、多功能化、易于集成等优点。在微纳米颗粒合成方面，采用微流控技术代替传统的合成方式已经成为目前基础研究和工业应用中的发展趋势。
5.微流混合器的性能是微流控合成技术的关键核心，决定了纳米粒子生成的质量和效率。微流混合器一般分为主动式微混合器和被动式微混合器，其中主动式微混合器利用移动部件或外部能量实现有效混合，结构复杂，集成困难；被动式微混合器不需要任何外部能源，通过改变微通道的几何形状，改变流体的流场，进而实现流体工质的有效混合，其制造简便，配套设施少，得到了广泛发展。
6.ansari等提出了交错人字形微混合器，该设计的主要理念是通过创造横向流动，从而增加了2种流体间的接触面积；mengeaud等对锯齿形微通道进行了实验和数值模拟方面的研究，利用微通道发生转折的区域形成漩涡，提高混合效率；liu等研究了三维蛇形通道微混合器、方波形微混合器和直通道微混合器；ansari等对带有重复l形循环单元的三维蛇形通道几何参数对于流体流动和混合的影响；mouza等利用分离重组的原理，对存在弧线通道的微混合器进行进一步完善，利用宽度均匀的分裂子通道内流体产生平衡碰撞，同时弧线型的子通道诱发dean涡，增强混合；在此基础上，ansari等对平面内非对称圆形通道分离重组微混合器的混合特性进行了数值模拟和实验研究，针对mouza等研究中出现的问题，利用微混合器非对称的子通道产生的不平衡碰撞，增强混合。
7.但是利用现有微流混合芯片在用于制备纳米粒子时，存在混合效果不高，甚至容易出现堵塞，使制得的纳米粒子质量不够稳定。
8.另外，在现有传统技术条件下，微流混合芯片盒的进液端口通常设置在芯片的下表面，进液端口与芯片的下表面成垂直设置，使用时用注射器竖直向上注射样本液体，此时由于注射器头部的空白区域会造成有气泡残留在注射器中，虽然提前人为手工操作可以驱赶注射器头部的气泡，使液体样本充满整个注射器，但这样会对价格昂贵的液体样本造成浪费。与此同时，由于进液端口与芯片下表面成t形的垂直设置，也就无法对多个微流混合芯片盒进行叠加，难以实现多个微流混合芯片盒的并行高通量使用。


技术实现要素：

9.为解决上述问题，本发明提供一种用于并行高通量纳米粒子生成的混合器，以及包含所述混合器的微流混合芯片盒，通过具有创造性的结构设计，可以大幅度提高混合效率，并能够有效降低昂贵样本液体的浪费，还能多个微流混合芯片盒并行高通量使用，实现了纳米粒子的高质量和高效率生产。
10.一方面，本发明提供一种混合器，所述混合器包括第一混合单元，混合单元包括第一通道和第二通道，第一通道包括直线形或者实质为直线形式的通道，第二通道包括曲线形或者实质为曲线形式的通道。
11.在一些方式中,第一通道和第二通道构成一个混合单元。
12.在一些方式中，第一通道包括通道入口和通道出口，第二通道也包括通道入口和出口。在一些方式中，第一通道的入口和第二通道的入口连通，从而让流体在第一通道的入口处流入第一通道内。在一些方式中，让流体在第二通道的入口流入到第二通道中。在一些方式中，流体在第一通道和第二通道的第一交汇处分别进入第一通道和第二通道。在一些方式中，经过第一通道的流体和第二通道的流体在第一通道和第二通道的出口出混合或者交汇。在一些方式中，流体在第一通道和第二通道的出口进入到第二交汇区进行混合或者交汇。
13.在一些方式中，第一通道和第二通道分别首尾相连，形成流体连通。
14.在一些方式中，第一通道和第二通道分别首尾相连，是指第一通道和第二通道的首部和首部连在一起，尾部和尾部连在一起。
15.进一步地，所述的第一通道包括第一入口和第一出口，第二通道包括第二入口和第二出口，所述的第一入口和第二入口流体连通；第一出口和第二出口流体连通。
16.进一步地，所述的混合单元还包括第一汇合区域，所述的汇合区域和第一通道的第一入口和第二通道的第二入口连通，从而实现流体的分流。
17.进一步地，所述的混合单元还包括第二汇合区域，所述的第二汇合区域和第一通道的第一出口和第二通道的第二出口连通，从而实现流体的汇合。
18.进一步地，所述第二通道的曲线形通道包括半圆弧形通道。
19.在前述的方式中，所述第二通道包括直线形的初始通道，该初始通道位于弧形或者曲线通道的上游。在一些方式中，所述的初始通道与直线型的第一通道具有锐角的夹角。在一些方式中，所述初始段长度小于或者等于第二通道长度的1/3。
20.进一步地，所述的初始通道与第一通道之间的夹角为小于90度的锐角。
21.进一步地，所述的混合器还包括预混合通道，所述的预混合通道与第一汇合区域连通，所述的预混合区域实现两种不同的流体的混合。
22.进一步地，所述的混合器还包括用于传输第一流体的通道和用于传输第二流体的通道连通，所述的第一传输通道和第二传输通道与预混合通道流体连通。
23.进一步地，所述混合器还包括第二混合单元，所述的第二混合单元包括第三通道和第四通道，其中，所述的第三通道包括曲线形通道，第四通道包括直线形通道。
24.进一步地，所述第三通道包括第三入口，第四通道包括第四入口。
25.进一步地，所述的第四通道的入口与第一混合单元的第二通道的出口邻近，或者，所述的第四通道的入口与第一混合单元的第二通道的出口位于通道的同一侧，或者，第三通道的第三入口与第一混合单元的第一通道的出口面对面设置。
26.进一步地，所述的第四通道与第一通道呈大于90度的钝角设置。
27.进一步地，所述的第三通道还包括位于曲线通道上游的直线型初始通道，所述的初始通道是第一直线型通道的部分延伸。
28.进一步地，在第三汇合区域的流体部分进入到第三通道，部分进入到第二通道。
29.进一步地，所述混合器还包括第二混合单元，所述的第二混合单元包括第三通道和第四通道，其中，所述的第三通道包括曲线形通道，第四通道包括直线形通道，第三通与第一通道位于混合单元的同侧，第四通道与第二通道位于混合单元的另一同侧。
30.进一步地，其中，混合器还包括第二混合单元，其中，第一混合单元位于第二混合单元的上游，第二混合单元包括第三通道和第四通道，其中，所述的第三通道包括曲线形通道，第四通道包括直线形通道；以第四通道为参照，所述第一混合单元的曲线通道与第二混合单元的曲线通道分别位于第四通道的两侧。
31.在前述所有的方式中，所述的通道的宽度是相等的或者高度也是相等，或者，通道的横截面都是相同的。
32.在一些方式中，本发明提供的混合器的通道的截面为长方形，所有通道截面的长度和宽度保持一致。
33.另一方面，本发明提供一种用于纳米粒子生成的混合器，该混合器包括n个混合单元，其中所述的每一个混合单元包括第一通道和第二通道，第一通道包括直线形通道，第二通道包括曲线形通道，第一通道具有第一入口和第二出口，第二通道具有第三入口和第四出口，所述的第一入口和第三入口流体连通，其中n为1
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6的自然整数。
34.再一方面，本发明提供一种用于纳米粒子生成的混合器，该混合器包括第一混合单元，其中所述的第一混合单元包括第一通道和第二通道，第一通道用于接收第一流体，第二种通道用于接收第二流体，其中，第一流体在第一通道的流动路径小于第二流体在第二通道的流动路径。
35.再一方面，本发明提供一种用于纳米粒子生成的混合器，该混合器包括第一混合单元，其中所述的第一混合单元包括第一通道和第二通道，第一通道用于接收第一流体，第二种通道用于接收第二流体，其中，第一通道的长度小于第二通道的长度。
36.在一些方式中，第一通道具有第一流体入口和第一流体出口，第二通道具有第二流体入口和第二流体出口，第一流体入口和第二流体入口流体连通。
37.在一些方式中，在连接第一交汇区域的上游还包括一混合通道，该混合通道连接第一流体入口和第二流体入口，从而让流体在第一交汇区域，一部分流入到第一通道，另一部分流入到第二通道中。
38.再一方面，本发明提供一种用于纳米粒子混合器，包括n 1个混合单元，第n个混合单元包括第a直线型通道和第a 1曲线形通道，所述的第a直线型通道包括第a流体入口和第a个流体出口，所诉的第a 1曲线形通道包括第的第a 1流入入口和a 1流体出口，其中n为等于或者大于1的自然整数，a为大于或者等于1的自然数。
39.进一步地，在第a直线型通道的流体入口和第a 1曲线通道的流体入口包括第a个交汇区域，实现交汇区域流体的分流；或者，在第a直线型通道的流体出口和第a 1曲线通道的流体出口包括第a 1个交汇区域，实现来自两个通道的流体的混合或者汇集或者交汇。
40.进一步地，所述的第n 1混合单元包括第a 2个直线型通道和第a 3曲线形通道，所述的第a 2个直线型通道包括第a 2流体入口和第a 2流体出口，所诉的第a 3曲线形通道包括第的第a 3个流体入口和a 3流体出口。
41.进一步地，所述的第a个流体出口与第a 3流体入口面对面设置。
42.进一步地，第a 1流体出口与第a 2流体入口相邻设置，或者位于通道的同一侧。
43.进一步地，在所述的曲线形通道的上游包括直线型通道，该通道包括曲线形通道的流体入口。
44.进一步地，其中，所述的混合器包括让流体流入第一通道和第二通道的前置预混通道，所述的前置预混流体通道位于第一通道和第二通道的上游，或者第a直线型通道和第a 1曲线形通道，其中a＝1。
45.进一步地，其中，所述的前置预混通道中包括第一流体和第二流体的混合流体。
46.进一步地，其中,所述的第一流体包括核酸,第二流体包括聚合物。
47.进一步地，其中所述的第一流体包括核酸,第二流体包括脂质成分。
48.进一步地，其中,所述的第一流体包括核酸与聚合物形成的微粒,第二流体包括脂质成分。
49.在一些方式中，在混合通道的上游包括两条通道用于导入两种液体或者流体，该两条通道具有交汇处，两种流体在交汇处接触并流入到混合通道中形成混合流体。
50.在一些方案中，连接混合通道的上游包括第一进入通道和第二进入通道，该两个通道在混合通道的入口交汇。在一些方式中，第一进入通道用于接收第一流体，第二通道用于接收第二流体，该第一流体和第二流体在混合通道的入口混合，形成混合流体并流入到第一混合通道中。
51.在前述的方式中，所述第二通道包括弧形的通道，第一通道为直线型通道。
52.在一些方式中，所述的混合器还包括第二混合单元，所述的第二混合单元包括第三通道和第四通道，所述的第三通道包括曲线的通道，第四通道包括直线型的通道。在一些方式中，第二混合单元中所述的曲线通道的入口与第一混合单元的直线型通道处于同一直线或者实质同一直线的位置。在一些方式中，第二混合单元中的直线型通道的入口与直线型通道的出口具有锐角的夹角。在一些方式中，第二混合单元还包括一直线型初始通道，所述的初始通道位于曲线形通道的上游。在一些方式中，该初始通道与第一混合单元的直线型通道位于同一直线上或者实质处于同一直线。在一些方式中，所述的直线型初始通道与第四通道具有呈锐角的夹角。
53.在另一方式中，当流体例如到第二混合单元的时候，流体进入到第三和第四通道，其中，在第三通道流经的路径大于在第四通道流经的路径。
54.在一些方式中,所述的混合器还包括第三和第四混合单元，所述的第三混合单元的机构与第一混合单元相同，第四混合单元的结构与第二混合单元的结构相同，第三和第四混合单元之前的分布方式与第一和第二混合单元的分布方式相同。
55.在一些方式中，第二混合单元的第三通道包括第三入口和第三出口；第四通道包括第四入口和第四出口。在一些方式中，第一通道的出口与第三通道的入口面对面。在一些方式中，第四通道的入口与第二通道的入口相邻，后者彼此相邻。在一些方式中，第四通道的入口与第二通道的入口相邻位于通道的同一侧。在一些方式中，第三通道的入口和第四通道的入口与第三交汇区连通。在一些方式中，第三交汇区位于第二交汇区的下游。
56.在一些方式中，本发明提供一种混合器，该混合器包括n个混合单元，其中n为大于1 的自然整数；n可以为1,2,3,4,5,6,7,8等自然数。在一些方式中，n＝2，n＝3， n＝4，n＝5，n＝6，n＝7或者其它任何的自然整数。在有一些方式中，n为自然偶数。在一些方式中，当n为自然偶数的时候，各个混合单元首尾相连；其中相邻的两个混合单元为第一混合单元和第二混合单元，第一混合单元的第二通道位于第一通道的右边，第二混合单元的第二通道位于第一通道的左边。在一些方式中，第一混合单元的第一通道和第二混合单元的第一通道为直线型通道，第一混合单元的第二通道和第二混合单元的第二通道包括曲线形通道。或者，在一些方式中，第一混合单元的第一通道的长度小于第二通道的长度。
57.在一些方式中，本发明提供一种混合器，该混合器包括第一混合单元，所述的混合单元包括两条混合通道形成，所述的两条混合通道形成“d”字型形状。在一些方式中，所述得到通道包括进入流体的一端和流出流体的一端，需要经过混合的流体进入流体的一端被分成两条通道流过。当流经过后两条通道之后，在流出流体的一端汇合。在一些方式中，所述的混合器包括第二混合单元，所述的混合单元包括两条混合通道形成，所述的两条混合通道形成“d”字型形状，其中第二混合单元与第一混合单元以相反的方向排列。在一些方式中，第一混合单元的曲线形通道与第二混合单元的曲线形通道相反朝向排列。在一些方式中，第一混合单元和第二混合单元之间具有角度，所述的角度可以是钝角或者锐角。
58.在一些方式中，所述的混合器包括n个混合单元，其中n为大于1的自然整数；n可以为1,2,3,4,5,6,7或者8等自然数。在一些方式中，n＝2，n＝3，n＝4，n＝ 5，n＝6，n＝7或者其它任何的自然整数，其中，每一个混合单元包括两条混合通道形成，所述的两条混合通道形成“d”字型形状的通道混合单元。
59.在一些方式中，所述的混合器包括用于排出颗粒或者微粒的通道，所述的通道位于混合单元的下游。
60.本发明在现有的分离重组型混合管道基础上进行结构创造性设计和改进，使其中有一个通道保证为直线型，同时另一支路径采用创新结构的半圆弧形，所有通道宽度一致，尽可能降低流阻，不易为异物堵塞，并大幅提高混合效果。
61.再一方面，本发明提供了一种微流混合盒，所述微流混合盒包括如前述的混合器结构，同时设置有进液口、出液口、进液管道、出液管道，所述的进液口包括两个，用于分别输入不同的液体或者流体。
62.所述进液口和出液口垂直于芯片侧壁；进液管道连接进液口和混合器，出液管道连接出液口和混合器，所述芯片外设有封装盒。
63.进一步地，所述进液口有两个或两个以上，进液口与出液口分别位于芯片的两端。
64.当为两个进液口时，两个进液口分别为进液口一和进液口二，来自进液口一的溶液称为第一溶液，来自进液口二的溶液称为第二溶液。
65.与进液口一相连的为进液管道一，与进液口二相连的为进液管道二，进液管道一与进液管道二共同与混合器的顶部通道相连；出液管道与混合器的底部通道相连，另一端接入出液口。
66.进一步地，所述进液口与进液管道位于同一平面，所述出液口与出液管道位于同一平面。
67.进一步地，进液口、进液管道、出液口、出液管道和芯片均基本位于同一平面。
68.当然，进液口、进液管道、出液口、出液管道和芯片基本位于同一平面只是为了缩减体积，方便制造，在有些方式中，也可以分别位于不同平面，或是其中的任意两个或多个位于同一平面，这些情况也都在本发明的保护范围之内。
69.相比现有技术，本发明提供的微流混合芯片盒，使进液口与出液口均垂直于于芯片侧壁设置，使用时，采用注射器垂直向下的注射方式，芯片与注射器处于同一平面，注射器抽取液体样本后，将注射器垂直向下放置，气泡自然上浮到注射内部的顶端，然后再将注射器垂直向下插入到芯片的进液口，之后将注射器内部液体全部注射入进液口中，由于气泡是上浮到注射器顶部的，因此无需担心气泡的注入，同时也避免了人工手工操作驱赶注射器头部的气泡，造成的昂贵样本液体的浪费。
70.再一方面，本发明还提供了一种用于并行高通量纳米粒子生成的微流混合芯片盒，所述芯片盒由多个如上述的微流混合芯片盒并联叠加组成。
71.由于进液口、出液口与芯片在同一平面，加样时仅需从芯片侧面进行注射，使所述微流混合芯片盒可以多个叠加，从而实现并行高通量使用，制得用于并行高通量纳米粒子生成的微流混合芯片盒。
72.再一方面，本发明提供一种制备微粒的方法，该方法包括：提供如上所述的混合器，让来自预混合通道的流体进入到第一混合单元，其中，让部分流体进入到第一混合单元的第一通道，让另一部分流体进入到第一混合单元的第二通道。
73.在一些方式中，两个通道具有实质相同位置的交汇进口和实质相同位置的交汇出口。在一些方式中，在进口处包括进入第一通道的进口和进入第二通道的进口。在一些方式中，在出口处包括流出第一通道的出口和流出第二通道的出口。
74.进一步地，让预混合的流体通过与第一汇合区域流通的第一通道的第一进口流进，和第二通道的第二进口流入。
75.进一步地，让经过第一混合单元第一通道和第二通道的流体在第二汇合区域汇合。
76.进一步地，让来自第一汇合区域的流体通过与第三汇合区域连通的，第二混合单元的第三和第四通道的入口分别进入到第三和第四通道。
77.进一步地，让流体在第一混合单元流动是通过外部给通道施加压力而实现的。
78.进一步地，让第一流体和第二流体先在预混合通道进行预先混合。
79.再一方面，本发明提供一种制备微粒的方法，该方法包括，提供一混合的流体，让部分流体经过第一通道，让剩下的另一部分流体经过第二通道，其中，让流体经过第一通道的流体路径小于流体经过第二通道的流体路径。
80.进一步地，所述的流体中包括核酸物质，聚合物或者脂质成分物质中的一种或者几种。
81.进一步地，所述的第一通道包括直线型通道，第二通道包括曲线形通道。
82.进一步地，提供一预混通道，所述的预混通道位于第一通道和第二通道的上游，在预混通道中，第一流体和第二流体在该预混通道中混合为所述混合流体。
83.在一些方式中，让流体通过交汇进口分别进入到第一通道和第二通道，然后让流体通过交汇出口流出。在一些方式中，让流体在第一通道流过的路径小于在第二通道流过的路径。
84.在一些方式中，在一些方式中，流体在第一通道以直线型的路径流动，流体在第二通道以曲线型的路径流动。
85.在一些方式中，混合器包括第二混合单元，第二混合单元与第一混合单元的通道设置相同，但是与第一混合单元为一定的夹角设置。在一些方式中，混合器可以包括重复设置的第一和第二混合单元组成的结构，这种重复可以是重复三次或者多次。
86.在一些方式中，让流体进入到混合单元前，在混合单元上游包括预混合通道，在该通道内，两种流体进行混合。在一些方式中，在混合通道的上游包括两个通道，该两个通道分别接收不同的流体，两种不同的流体流入到混合通道进行混合形成混合流体。在一些方式中，所述的混合流体流入到混合单元的交汇进口，从而进入到第一通道和第二通道，通过交汇出口流出，出来后的混合流体进入下一个混合单元。
87.在一些方式中，两种不同的流体中的一种流体包括核酸物质，另一中流体包括聚合物，多肽，或者另一种流体包括脂质成分。或者，两种不同的流体中的一种流体包括与核酸物质结合形成的聚合物颗粒，或者另一种流体包括脂质成分。
88.本发明提供的用于并行高通量纳米粒子生成的混合器、微流混合芯片盒，具有如下的有益效果：
89.1、创新混合器的管道设置，使每个混合单元同时包括直线型混合路径和弧线型混合路径，并且所有管道宽度一致，尽可能降低流阻，又能提高混合效果。
90.2、独创的由六个半圆形混合单元构成的混合管道，可以提高混合效率，且具有更小的流阻，不易为异物堵塞，性能更稳定，特别适用于纳米粒子的生产。
91.3、进液口和出液口垂直于芯片侧壁设置，使注射时能够防止气泡进入，同时也避免了人工手工操作驱赶注射器头部的气泡，造成的昂贵样本液体的浪费。
92.4、由于进液口、出液口与芯片在同一平面，加样时仅需从芯片侧面进行注射，使所述微流混合芯片盒可以多个叠加，从而实现并行高通量使用，可用于并行高通量生成纳米粒子。
93.5、便捷高效，易于推广。
94.详细说明
95.本发明提供了微流混合芯片盒及其混合器，其配置用于制备纳米粒子，所述纳米粒子用于科学研究或治疗应用。该系统能够用来产生各式各样的纳米粒子，包括但不限于聚合物和脂质纳米颗粒，其携带各种负荷。该系统提供简单工作流程，其在某些实施方式中能够用来生产无菌产品。
96.微流混合芯片盒
97.微流混合芯片盒是当前微全分析系统发展的热点领域，可提供方便的平台，用于在微流控混合器内组合两个或更多个微流体物流。
98.微流混合芯片盒以芯片为操作平台，同时以分析化学为基础,以微机电加工技术为依托，以微管道网络为结构特征,以生命科学为目前主要应用对象。其装置特征主要是其容纳流体的有效结构(通道、反应室和其它某些功能部件)至少在一个纬度上为微米级尺度，由于微米级的结构，流体在其中显示和产生了与宏观尺度不同的特殊性能，具有液体流动可控、消耗试样和试剂极少等特点。
99.在一些方式中，本发明公开了提供制备纳米粒子的设备，其使得简单、快速和可重现的实验室规模的纳米离子制备(0.5
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20ml)成为可能，其使用微流混合芯片盒的应用主要有基础研究、颗粒表征、物质筛选以及体外和体内研究等。本发明公开使用的微流混合芯片盒，其具有的优势是在制备期间精确控制环境因素，和微流控具有的进一步优势是允许经由平行化来无缝放大。所公开的实施方式配置为通过微流控混合器混合第一溶液和第二溶液。用于该混合过程的许多方法是已知的。相容的微流控混合方法和装置公开于：(1)u.s. 专利申请no.13/464690，其是11/4/2010提交的pct/ca2010/001766的继续申请，其要求 11/4/2009提交的ussn 61/280510的益处；(2)u.s.专利申请no.14/353,460，其是10/25/2012 提交的pct/ca2012/000991的继续申请，其要求10/25/2011提交的ussn 61/551366的益处；(3)3/14/2014提交的pct/us2014/029116(在10/23/2014公开为wo2014172045)，其要求03/15/2013提交的ussn 61/798495的益处；(4)7/25/2014提交的pct/us2014/041865(在 1/29/2015公开为wo2015013596)，其要求07/26/2013提交的ussn 61/858973的益处； (5)pct/us2014/060961，其要求10/16/2013提交的ussn 61/891,758的益处；和(6)2015年 2月24日提交的u.s.临时专利申请no.62/120179，通过援引将其全部并入本文。
100.目前制备的微流混合芯片盒通过将配件和微流控整合为一个盒，消除了使用者组装步骤，可具备更高的操作压力并最小化内部体积，还可提供具有无菌流体路径的预灭菌微流混合芯片盒。微流混合芯片盒可包括一次性的和非一次性的，一次性盒的特性可以降低交叉污染的风险和通过消除对洗涤的需要减少实验时间。
101.一些方式中，微流混合芯片盒是一次性的。本发明所述"一次性"是指组成部分，其相对微流混合芯片盒所产生的产品(例如纳米药物)是相对低成本的。另外，一次性微流混合芯片盒具有限制的使用寿命，比如仅适于单次使用，如下文描述。一次性材料宽泛地包括塑料，磁体(例如无机材料)和金属。
102.一些方式中，微流混合芯片盒配置用于单次使用。在这方面，微流混合芯片盒的构造带来低制备成本和因此允许使用者在使用之后将盒处理掉。在某些实施方式中，盒特性在单次使用之后改变，因此不利于或消除进一步使用盒的可能性。例如，对无菌盒来说，在单次使用之后，该盒不再无菌和因此不可能再用作无菌盒。另外，单次使用的盒消除各混合之间交叉污染风险。在这方面，单次使用的微流混合芯片盒含有完全未使用的(未接触流体)从入口连接器至出口的流体路径。
103.所述在微流混合芯片盒中混合的溶液，其来源包括注射器和泵。通过构造入口连接器以匹配连接至溶液来源的连接器，微流混合芯片盒就能够与任意溶液来源相容。
104.所述微流混合芯片盒包括其中的微流混合芯片和芯片外部的封装盒，芯片内部设有微流控结构，其中最关键的是混合器。
105.本发明提供的微流混合芯片盒，具有创新结构设计的芯片，芯片内部设有创新结构设计的混合器，芯片上设有进液口、出液口、进液管道、出液管道和混合器，所述进液口和出液口垂直于芯片侧壁；进液管道连接进液口和混合器，出液管道连接出液口和混合器，芯片外设有封装盒。
106.进一步地，所述进液口有两个或两个以上，进液口与出液口分别位于芯片的两端。
107.当进液口为两个时，两个进液口分别为进液口一和进液口二，来自进液口一的溶液称为第一溶液，来自进液口二的溶液称为第二溶液。
108.与进液口一相连的为进液管道一，与进液口二相连的为进液管道二，进液管道一与进液管道二共同与混合器的顶部通道相连；出液管道与混合器的底部通道相连，另一端接入出液口。
109.进一步地，所述进液口与进液管道位于同一平面，所述出液口与出液管道位于同一平面。
110.进一步地，进液口、进液管道、出液口、出液管道和芯片均基本位于同一平面。
111.当然，进液口、进液管道、出液口、出液管道和芯片基本位于同一平面只是为了缩减体积，方便制造和使用，在有些方式中，也可以分别位于不同平面，或是其中的任意两个或多个位于同一平面，这些情况也都在本发明的保护范围之内。
112.相比现有技术，本发明提供的微流混合芯片盒，使进液口与出液口均垂直于于芯片侧壁设置，使用时，采用注射器垂直向下的注射方式，芯片与注射器处于同一平面，注射器抽取液体样本后，将注射器垂直向下放置，气泡自然上浮到注射内部的顶端，然后再将注射器垂直向下插入到芯片的进液口，之后将注射器内部液体全部注射入进液口中，由于气泡是上浮到注射器顶部的，因此无需担心气泡的注入，同时也避免了人工手工操作驱赶注射器头部的气泡，造成的昂贵样本液体的浪费。
113.微流混合芯片
114.在一些方式中，微流混合芯片包括第一部分和第二部分，所述第一部分或第二部分包括第一进液口、第二进液口和出液口，或是第一部分和第二部分结合在一起形成第一进液口、第二进液口和出液口，其中第一部分和第二部分结合在一起从而将混合器包围在所述第一部分与所述第二部分之间。例如如图1和图2所示的结构，该混合芯片结构包括第一部分30和第二部分20，和含有微流体通道的混合器22，该混合器22被第一部分和第二部分密封在一起，或者该混合器结构被设置在盒子里，该盒子是由第一部分和第二部分密封合并在一起。在混合其中含有混合单元，这些混合单元都是由微流体通道沟通，例如在混合器的基板102上具有微流体通道，而混合器的盖板101盖合在基板102上，形成了密封的微流体通道。在一些方式中，混合器单元包括多个混合单元组成，这些混合单元一般包括两条通道同时进行让流体流动，通过分开流动，汇集在一起，然后再分开流动，最终形成自己设定的要求，获得微粒。后面会详细阐述。为了让流体进入通道，一般都有进入通道的入口，例如图1和2所示，在混合器上具有第一入液口12和第二入液口312，通过该入液口，让不同的流体进入到通道中去，通过混合器，让两种流体混合，最终获得微粒，并通过出液口313排除到该混合器外。所以，在下板20和上板30也设置一些孔的结构，分别于入液口和出口相通，然流体流入。为了密封性的要求，可以设置一些密封垫圈203,201，和202，分别设置在通道和入液口和出液口之间，保证密封性能的要求。这样让上板和下板组合在一起，就形成了芯片
盒100。
115.在本文的某些实施方式中，芯片的第一部分可以称为连接部分而第二部分可以称为顶板。某些实施方式可以需要使用额外的组成部分比如螺钉和板以完成在芯片第一部分与第二部分之间的偶联。在一种实施方式中，第二部分的作用是向组装物施加夹紧力。在一种实施方式中，第二部分含有层或结构以在混合器上均匀分布夹紧力。
116.在一些方式中，芯片的第一部分和第二部分通过一个或多个紧固件一起固定。在一些方式中，一个或多个紧固件是可移除的。示范性的可移除紧固件是螺钉，螺母和螺栓，夹片，带箍和销钉。还有一些方式中，一个或多个紧固件是不可移除的。在所述实施方式中，紧固件可以是钉子或铆钉。在额外的实施方式中，所述紧固件可以并入作为芯片的结构。在所述实施方式中，一个部分可以含有销钉或翼片，而第二部分具有接受上述紧固件的凹槽、切口或其它结构。
117.还有一些实施方式中，第一部分和第二部分一起结合。在所述实施方式中，两个部分是一旦联接则不可分离的。在一种实施方式中，第一部分和第二部分用粘合剂一起结合。在一种实施方式中，第一部分和第二部分用焊接一起结合。代表性的适宜焊接方法包括激光焊接，超声焊接和溶剂焊接。
118.还有一些实施方式中，芯片还包括垫圈，其配置以在混合器和第一进液口、第二进液口和出液口之间形成分开的液密密封。还有一些方式中可以用整合入芯片的凸缘或其它特征来形成所需的密封。芯片内部设有微流控结构，其中包括混合器用于对两种或者两种以上的流体形成混合。
119.微流控结构
120.微流控结构是指用于操纵(例如流动、混合等)流体样品的系统或装置，其包括至少一个微米规模尺度(即尺度小于1mm)的通道。本发明所述的微流控结构包括微流混合芯片中的混合器、进液口管道、出液口管道等，例如在图2中，位于基板上的微流体通道，包括进液通道14和314两条通道，两条通道都具有各自的进液口12和312，通过进液口让需要混合的第一流体和第二流体通过通道14,314流入到混合单元中进行混合。第一流体进入第一通道14后，先经第一预备通道103，然后进入交汇区105；第二流体进入第二通道314后，先经第二预备通道104，然后进入交汇区105。第一流体和第二流体先在交汇区105进行首次交汇后，共同进入汇合通道106，随后进入混合器中的混合单元。经混合器混合后获得的流体经出液通道303流出。
121.混合器中的混合单元
122.混合器是微流混合芯片盒中的“微流控元件”，是微流控结构的关键部分之一，其配置是为了实施超越简单流动溶液的功能，比如混合、加热、过滤、反应等。在本发明所描述的微流控元件是微流控混合器，其配置是为了在芯片结构中用于混合第一溶液和第二溶液以提供混合溶液，从而形成微粒成分。这里所述的混合溶液并不是纯净的混合流体或者溶液，一般溶液中包括或者溶解有，悬浮有一些物质，例如核酸，蛋白，多肽，聚合物，脂质成分等。一般是两种不同成分的溶液进行混合，比如一种溶液中包括核酸物质，另一种溶液中包括聚合物，当两种溶液混合的时候，核酸物质与聚合物形成微颗粒物质，然后经过多次混合后，然后可以过滤或者离心，分离出颗粒物质。这样的颗粒物质可以悬浮在溶液中，然后再次和含有脂质成分的溶液混合，从而在颗粒物质的外面包裹一层脂质成分，从而形成颗粒
的物质。这里下面会详细阐述。
123.在一些方式中，本发明提供的一种混合器，该混合器包括混合单元，混合单元包括第一通道和第二通道，第一通道为直线形，第二通道为曲线形。例如如图4所示，混合器包括两条通道，第一通道702和第二通道701，其中第一条通道的长度小于第二条通道的长度。这样流体进入到第一通道和第二通道，在第一通道流过的路径小于在第二通道流过的路径。在一些方式中，可以理解，如果在同样的压力下，流体在第一通道流动的时间短于在第二通道流动的时间。在一些方式中，两条通道各自具有进液口和出液口，例如第一条通道702包括进液口107，和出液口113，第二条通道702包括进液口108和出液口112。在一些方式中，第一通道的进液口107和第二通道的进液口108具有第一交汇区域900，就在交汇区域，流体分别进入到第一通道和第二通道进行流动。在一些方式中，第一通道包括出液口113，第二通道包括出液口112，在两个出液口的地方也包括一个交汇区域901，例如第二交汇区域901，在这个交汇区域901里，来自第一通道的流体和来自第二通道的流体混合或者交汇在一起。
124.当然，在交汇区域901里交汇和再次混合的流体可以进入都下一个混合单元中。当然，来自第二交汇区的流体可以流入到第三交汇区域902，从而在第三交汇区域，混合的流体再次进入到第二个混合单元中，从而分别在第二混合单元的第三通道和第四通道里进行流动或者流动。这里的“交汇区域”可以理解为通道的入口和出口连接的地方或者连接的区域，在交汇区域实现流体的分流或者流体的汇合或者再次混合。例如，在两个通道的入口处或者两个通道的出口处，都可以被认为是交汇区，在交汇区里具有液体的分流和/或汇集。比如，在第一交汇区域900具有液体的分流，分别流入到第一混合单元的第一通道和第二通道，然后在第二交汇区域901具有液体的汇集。同样的道理，在第二混合单元也具有第三通道和第四通道，具有第三通道的入口和第四通道的入口，也具有第三通道的出口和第四通道的出口，在第三通道的入口和第四通道的入口也具有第三交汇区域902，在该区域，实现混合液体的分流。同样，在三通道的出口和第四通道的出口具有第四交汇区域903，在该区域实现两条通道的流体的混合、汇集或者交汇。类似，按照这样的方式可以连续具有多个混合单元，具有多个交汇区域，实现液体的第一次分流，第一次汇集，然后实现第二次分流，第二次汇集，第三次分流和第四次汇集.....第n次汇集和n次分流，n为自然整数，例如1
‑
100之前的整数，例如为1，2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,20,25, 30,35,50,80,90,40等等。这样就具有n
×
2个交汇区域，例如如果n为1，则具有两个交汇区域，n＝4，则为8个交汇区域，n＝3，则为6个交汇区域，n＝6，则具有12个交汇区域。在一些方式中，每两个交汇区域之间具有两个通道，其中一个通道为直线型的，另一个通道为曲线形的，或者，一个通道的长度小于另一个通道的长度，或者流体在一个通道的流动路径小于在另一个通道的流动路径。如图3所示，当具有6个混合单元的时候，交汇区域900,902,904,906,908,910实现液体的分流，或者混合液体的分流，交汇区域 901,903,905,907,909,911实现液体的交汇、交集或者混合。
125.在一些方式中，第一通道702是直线型的通道，第二通道701是曲线形的通道，但是两个通道具有相同位置的交汇区域。这里所谓的“相同位置的交汇区域”是指两个通道的进口和出口基本处于同样的位置，而不会错开很长的距离，也可以理解两条通道的进口位于同样的位置，几乎同时让交汇区域的液体同时进入第一通道702和第二通道701，比如，第一通道的进液口107和第二通道的进液口108都和交汇区域流通连通，来自交汇区域900 的液
体在此处，分别流入到第一通道和第二通道。分别流入到第一通道和第二通道几乎是同时发生的。这样，让流体在不同的通道中体现出不同的流动特性，例如流体的流动路径长短、流阻的不同、流动的流速的不同，流动性是否容易等。例如在第一通道的流动路径比第二通道的流动路径短，或者，让流体在第一通道流动的流阻小于流体在第二通道流动的流阻。所以，为了实现不同通道的流体的流动特性，可以让第一通道702为直线型的通道，第二通道包括曲线的通道111，这样流体在两个通道中具有不同的流动特性。在一些方式中，第二通道中曲线的通道111的上游包括一直线的初始通道110，该直线的通道与进液口108连通或者直线型的通道110具有进液口108。这样设置，来自交汇区域900的流体或者混合流体一部分进入到直线型的通道702中进行流动，另一部分进入到曲线形的通道701中流动，但是具有初始直线型的通道与曲线通道连接，可以让来自交汇区域的流体都实质相同的流速进入到各个通道中，但是流速的特性的实质性区分大部分依靠曲线通道的部分来体现。这样就不会在交汇区造成流体的阻塞和拥堵的现象，对于特别粘稠的流体来讲，特别有效果。如图4所示，箭头109和123示意流体在直线型通道702中的流动路线图，箭头110和111是示意流体在第二通道701中的流动示意图。在两个通道701,702 的出口处，也包括一个交汇区901，在该区域，来自两个通道的立体在此处交汇和混合在一起。然后进入到下一个混合单元。
126.在一些方式中，混合器还包括与第一混合单元连接的第二混合单元，第二混合单元的实体结构与第一混合单元相同，但是与第一混合单元的连接方式或者连接角度是不同的。第二混合单元包括第三通道117和第四通道116，其中第三通道包括曲线形的通道，第四通道为直线型的通道。同样，第三通道有第三流体入口115和第三流体出口118，第四通道也具有第四流体入口114和第四流体出口119，两个通道的入口与交汇区域902连接，两个通道的出口与交汇区域903连接。在一些方式中，为了说明的便利性，交汇区域902 可以称之为第三交汇区，交汇区域903可以称之为第四交汇区域，交汇区域900可以称之为第一交汇区，交汇区域901可以称之为第二交汇区域。在一些方式中，第二混合单元的初始通道117与第一混合单元的直线型通道702位于同一个直线上，可以理解，第二混合单元的第三通道118中的初始通道117是直线通道702的直线方向上的延伸段。在一些方式中，在一些方式中，第二单元的直线通道的入口114与第一通道的曲线通道的出口112 位于通道的同一侧。或者，在一些方式汇中，第二单元的直线通道的入口114与第一通道的曲线通道的出口112以相邻的方式设置或者布置。在一些方式中，第二混合单元的曲线通道的入口115和第一混合单元中直线通道的出口113位于同一直线上，或者面对面的设置。
127.在一些方式中，每一个混合单元的直线型通道与另一个曲线形通道的初始通道之前具有锐角的夹角，这种夹角的度数小于90
°
，例如85
°
、70
°
、75
°
、60
°
、65
°
、50
°
、55
°
、45
°
、 40
°
、30
°
、35
°
、20
°
、25
°
或者10
°
。
128.在图4中，是两个相同混合单元位置关系结构示意图。图3是6个相同结构的混合单元的排列结构示意图。从图4和3可以看出，这种排列都是具有规律性，按照图4所叙述的，第一混合单元和第二混合单元的组合方式，在第二混合单元下设置的第三混合单元，其第三混合单元与第二混合单元连接的方式与第二混合单元与第一混合单元连接的方式相同或者实质相同。具体讲，如图3所示，第三混合单元位于第二混合单元的下游，第二混合单元位于第一混合单元的下游。第三混合单元包括直线型的通道210和曲线形的通道 211，同时，曲线形的通道的上游连接一段直线型的通道212，类似的，该直线型的通道可以看成是第二
混合单元的直线型通道116的延伸出来的通道，在第三混合单元也包括交汇区域904，该交汇区域实现了来自第二混合单元的流体的分流，也包括交汇区域905，实现来自第三混合单元的交汇或者混合。从这样看来，如果把第二混合单元单元的直线通道 116为参考，第一混合单元的曲线通道701位于该直线通道的右边，而第二混合单元的曲线通道118位于该直线通道116的左边。或者，第一混合单元的直线通道702和第三混合单元的直线通道相对的平行，而与第二混合单元的直线通道116呈一定的夹角，这种夹角的角度的度数可以为大于90
°
，例如95
°
、98
°
、100
°
、105
°
、110
°
、115
°
、120
°
、125
°
、130
°
、 135
°
、140
°
、145
°
、160
°
、170
°
等度数。
129.两种不同的流体在混合单元中不断的分流，混合，再分流，再混合，再次分流的方式，实现了纳米颗粒的制备。这个类似微流控液滴制备技术类似，两个流体在交汇处汇集，借助液体的剪切力而形成油包水或者水包油的液滴。本发明制备的是纳米微粒或者颗粒，这种颗粒也可以是脂质体包裹核酸物质，或者脂质体包裹核结构，该核结构是核酸和聚合物形成的类似和的结构。这样的物质可以如中国专利，申请号201880001680.5所描述的核结构的材料和壳结构的材料。该申请中所有的实施方式作为本发明的一部分的具体实施方式。
130.这种规律性的连接，从图3可以体现出来，包括第一混合单元的曲线通道与第二混合单元的曲线通道相对的排列方式和混合单元之间的连接方式都是可以自有设置的。图3仅仅是一个优选的方式能够实现纳米颗粒的制备。
131.这里是指所有重复的混合单元结构一样，但是连接方式按照规律性设置，但是并不限制其他的方式连接。
132.对于混合单元的结构设置包括以下几个方面的设置，混合单元包括两条通道，其中一个通道为直线形状，另一个通道为曲线形状，还包括曲线的弧度，以及曲线与直线通道的相对关系，从而整体构成的单元的外部形状，还包括在两个通道的入口交汇区域和出口交汇区域的面积大小和形状的改变，通道的深度和宽度，或者通道的横街面积的大小等等，这些因素中一个发生变化就可以认为是不形同的混合单元。如果具有多个混合区域存在，优选的方式是每一个混合区域的结构一样，仅仅是排列组合不一样，但是也可以是每一个混合区域的结构不同。例如参考图4来讲，对于图4是两个结构相同的混合单元，本身结构相同，但是连接方式或者组合方式不相同。当然，还可以是不同结构的混合单元采用相同的连接方式。例如第一混合单元与图4所示意的结构相同，但是第二混合单元的结构可以与第一混合单元的结构不同，比如直线通道的长度，宽度，深度，横截面积，入口的尺寸，出口的尺寸，曲线通道的曲线部分的弧度，或者弯曲程度，带有初始直线通道的长度等特性中的一个或者几个与第一混合单元的不相同。
133.在一些方式中，第一混合单元的第一通道和第二通道分别首尾相连，是指第一通道和第二通道的首部和首部连在一起，尾部和尾部连在一起。这种相连并不是连通的关系，而是可以通过不同的交汇区连接在一起，实现首部的液体分流，尾部的液体的汇集或者汇合。
134.所以，本发明提供一种混合器，包括n个混合单元，每一个混合单元包括直线型通道和曲线形通道，每一个混合单元包括直线型流体入口和流体出口，曲线通道的流入入口和流体出口，其中n为等于或者大于1的自然整数。在一些方式中，直线型通道的流体入口和
曲线通道的立体入口与交汇区域连通，实现交汇区域流体的分流，直线型通道的流体出口和曲线通道的立体出口与交汇区域连通，实现来自两个通道的流体的混合或者汇集或者交汇。
135.所以，本发明提供一种混合器，包括n 1个混合单元，第n个混合单元包括第a个直线型通道和第a 1曲线形通道，所述的第a个直线型通道包括第a流体入口和第a个流体出口，所诉的第a 1曲线形通道包括第的第a 1个流入入口和a 1流体出口，其中n为等于或者大于1的自然整数，a为大于或者等于1的自然数。或者，本发明提供一种混合器，包括n 1个混合单元，第n个混合单元包括第a直线型通道和第a 1曲线形通道，所述的第a个直线型通道包括第a流体入口和第a个流体出口，所诉的第a 1曲线形通道包括第的第a 1个流入入口和a 1流体出口，其中n为等于或者大于1的自然整数，a为大于或者等于1的自然数。在一些方式中，第a直线型通道的长度小于第a 1曲线形通道；或者，流体在第a直线型通道中流过的路径小于流体在第a 1曲线形通道中的流体路劲。
136.在一些方式中，在第a个直线型通道的流体入口和曲线通道的立体入口包括第a个交汇区域，实现交汇区域流体的分流，直线型通道的流体出口和曲线通道的立体出口包括第 a 1个交汇区域，实现来自两个通道的流体的混合或者汇集或者交汇。
137.在一些方式中，所述的第n 1混合单元也包括第a 2个直线型通道和第a 3曲线形通道，所述的第a 2个直线型通道包括第a 2流体入口和第a 2流体出口，所诉的第a 3曲线形通道包括第的第a 3个流体入口和a 3流体出口。在一些方式中，在第a 2个直线型通道的流体入口和第a 3曲线通道的流体入口包括第a 2个交汇区域，实现交汇区域流体的分流，在第a 2个直线型通道的流体出口和第a 3曲线通道的立体出口包括第a 3个交汇区域，实现来自两个通道的流体的混合或者汇集或者交汇。
138.在一些方式中，所述的第a个流体出口与第a 3流体入口面对面设置。在一些方式中， a 1流体出口与第a 2流体入口相邻设置，或者位于通道的同一侧。
139.本发明提供的相互连通的多个混合单元组成的混合器可以称之为“为分离重组型”。所述分离重组型，是指每个混合单元的具有两条以上通道(如第一通道和第二通道)，每个混合单元先分成并联的两条以上通道，之后再重组成一条通道。所谓重组的一条通道至少可以在交汇区实现短暂的汇集，这种所谓的短暂是指汇集的通道长度比较短，基本与汇合区域同样的概念，汇合区域中的分流和汇合可以几乎同时发生，也可以有所间隔地发生。例如如图4所示，汇合区域901是第一混合单元两个的出口流体混合或者汇集的区域，紧接着，就是另一个汇合区域902，在该区域内，实现了混合立体的再次分流，进入第二混合单元的通道中。汇合区域901和汇合区域902之间没有严格的界限划分，仅仅是为了叙述方便而举例的方式来说明，当然，两个汇合区域也可以统称为一个汇合区域，实现流体的混合和分流，这种混合和分流可以同时发生，也可以不同时发生。
140.进一步地，所述曲线通道由半圆弧形，或者不同圆心的弧形组合而成。当然，所示的直线型通道是相对曲线形通道来讲的，这里的直线型通道仅仅是一般意义上的直线型，并不是需要精密设备仪器看到的直线型通道。所谓曲线也是和直线相对的概念。
141.在一些方式中，如图4或者3所示，组成混合单元的两个通道组成类似字母“d”的形状，当然，也可以组合为字母“b”的形状，该单元可以是两个字母“d”组合而成，则字母“b”包括两个混合单元。还可以是其它任何形式的组合。
142.本研究小组经过大量实验发现，采用分离重组型的混合管道用于纳米粒子生成时，其混合效率明显比其他形状类型的混合管道更高，管道中的液体经过多次的混合、分流，再次混合、分流，使混合效果更高；但由于现有的分离重组型混合管道多为圆弧环形或扇形等，结构比较复杂，用于纳米粒子生成时，流阻较高，容易堵塞，混合效果仍不尽如人意。本发明在现有的分离重组型混合管道基础上进行结构创造性设计和改进，使其中有一支路径保证为直线形，尽可能降低流阻，同时另一支路径采用半圆弧形，大幅提高混合效果。
143.在一些方式中，半圆弧形的第二通道，具有直线形的初始段，可见第二通道并非规整的半圆弧形，而是经过创造性设计的近似半圆弧形，可以帮助降低流阻，提高混合效果。
144.进一步地，所述初始段长度小于或者等于第二通道长度的1/3。直线形的初始段不能过长，否则将会影响混合效果，因此需要控制在第二通道长度的1/3以内。所谓的“曲线通道”的含义是在第二通道中包括曲线的通道，这种曲线的通道可以是连续弧度的曲线，也是是固定弧度的曲线，这样曲线可以例如蛇形的曲线，也可以如图15所示的一些通道的形状。在图15中，直线形式表示为直线型通道，曲线的表示曲线的通道。这里的曲线通道也可以是第二通道的部分通道是曲线的，当然，可以理解第二通道本身全段或者全部都是相对直线通道来讲是曲线的形式。相对应的，直线型通道并不表示所有的通道都是直线型的，可以在直线型的通道中包括一些曲线形的通道，可以让长度更低一些。总之，让流入进入到两个通道中流动，他们的流体流通特性并不相同，比如速度，流动的路径的长短，还有就是单位时间流动的体积等。
145.进一步地，所述混合器包括两个或两个以上混合单元，各个混合单元首尾相连；其中相邻的两个混合单元为a混合单元和b混合单元，a混合单元的第二通道位于第一通道的右边，b混合单元的第二通道位于第一通道的左边。
146.各个混合单元首尾相连，是指a混合单元的首部与b混合单元的尾部相连，各个混合单元串联在一起。但是相邻的a混合单元和b混合单元半圆弧方向相反，使流体经在分离重组过程中，保证经过的路径一致，但流动方向却相反，产生的湍流和旋涡也相反，因此受到的冲撞力也发生着规律性的变化，从而混合得更均匀稳定。
147.进一步地，所有通道宽度一致。由于通道的宽度一致，宽窄没有明显变化，因此流体在混合过程中不易为异物堵塞。在一些方式中，混合单元的通道的尺寸或者横切面积或者横截面相同，这样，可以更容易制造这样的微粒体通路，仅仅是改变通路的形状。这里的深度，宽度，或者横切面积等可以让两个通道保持一致性，但是并不排除那些不保持一致性的可选择的方案。
148.进一步地，每个混合单元的第一通道(直线型通道)与下一个混合单元的第二通道(包括曲线形的通道)初始段成直线形连通。这样，进一步地帮助降低流阻，提高混合效果。
149.进一步地，本发明提供的混合器的通道截面为长方形，所有通道截面的长度和宽度保持一致。混合器的通道截面可以根据需要制成各种形状，如圆形、半圆形、正方形、长方形、三角形、梯形等等，都在本发明的保护范围之内，为方便制作，本发明的通道截面优选为长方形或正方形。
150.进一步地，所述混合器包括6个混合单元，这6个混合单元串联连接，连接的方式都与第一混合单元和第二混合单元连接的方式相同。混合效果的进一步提升还可以通过更多
的混合单元的串联来实现。
151.本研究小组经过多次实验证明，含有6个混合单元的混合管道用于制备纳米粒子时的混合效果已经能完全满足制备纳米粒子所需的混合效果要求。因此本发明优选采用包括6 个混合单元的混合器。这仅仅是优选的方案，并不表示单个混合单元不能完成，可以增加流动的流程也是可以实现的，可以包括2个或者2个以上的混合单元串联而成。
152.进一步地，根据制备产品的需要，还可以进行多个混合器的串联来提高混合效果。多个混合器也能够串联或并联入微流混合芯片盒中。在某些实施方式中，这包括第二混合器。还可以加入其它入口连接以便支持额外混合器的功能。在一种实施方式中，可以多个混合器包括在芯片中。
153.还有一些方式，包括第三进液口连接并且包括第二混合器以实施第一混合器所产生的混合溶液的稀释，其通过混合经由第三进液口连接器提供的稀释溶液来进行。
154.混合器整体并入芯片内，本发明所述"整体并入"是指混合器结构不能容易地从芯片移除。例如，混合器整体并入芯片的条件是芯片是用工具(例如用来松开固定螺钉的螺丝刀) 才可以打开的，打开的目的是暴露混合器结构。额外地，混合器整体并入芯片的条件是芯片密封关闭，从而混合器仅能通过破开芯片除去。还有一些方式，混合器整体并入芯片的条件是混合器是物理附着的或者是芯片的一部分(例如微流混合芯片盒是整体构造或已用粘合剂、溶剂焊接或其它技术持久附着)。上述整体构造并不视为并入芯片，原因是混合器是芯片的一部分，其提供除微流控流动之外的功能(例如结构支持)。
155.在又一实施方式中，整体并入意味着微流混合芯片盒不能拆分开来并且再组装在一起。例如，混合器不能从芯片除去然后替换和密封。
156.盒材料和构造
157.芯片和微流控结构形成自能够形成所需形状并且具有所需物理特征的材料。微流控结构的材料能够形成所需的微米尺度的混合管道，并且能够抵御在微流控结构中混合期间施加的压力。芯片的材料是足够刚性的，从而其将保护和支持芯片内的微流控结构。
158.在一种实施方式中，微流控结构和芯片形成自不同于的材料。在又一实施方式中，微流控结构和芯片形成自相同材料。在又一实施方式中，微流控结构和芯片是整体形成的。
159.在一种实施方式中，芯片不含金属。在又一实施方式中，芯片可以含有一些金属，但是芯片的至少90％重量是聚合物。在一种实施方式中，芯片不含金属。在又一实施方式中，芯片可以含有一些金属，但是芯片的至少99％重量是聚合物。
160.在一种实施方式中，芯片包括聚合物，其选自聚丙烯，聚碳酸酯，coc，cop，聚苯乙烯，尼龙，丙烯酸聚合物，hpde，lpde和其它聚烯烃。
161.在一种实施方式中，芯片不包括外表面上的金属。所述实施方式预期的是芯片内可能存在磁体或其它含金属元件，但并非在外表面上。
162.在又一实施方式中，第一入口连接器和第二入口连接器形成自聚合物。在某些实施方式中优选的是，入口连接器形成自相对软的聚合物材料，特别是在使用渐狭式连接器或 luer连接器的情况下如此。更软的聚合物将改善入口的次要制造误差和允许形成液密连接。更刚性的聚合物将不允许上述容错特征。在此方面，在一种实施方式中，第一入口连接器包含杨氏模量500mpa至3500mpa的聚合物。在一种实施方式中，第一入口连接器包含杨氏模量2000mpa至3000mpa的聚合物。
163.在一种实施方式中，芯片包括选自铝和钢的金属。如上文所述，在某些实施方式中，少量金属能够掺入芯片中。
164.在一种实施方式中，微流控结构不可从芯片分离。在所述实施方式中，微流控结构连接(例如焊接或附着)至载体的至少一部分。在一种实施方式中，微流混合芯片盒是整体构造的，其中芯片和微流控结构形成自相同材料。在又一实施方式中，微流混合芯片盒由至少两个部分(例如连接部分和顶板)构成，其中微流控结构并入两个部分之一。也即，微流控结构连接(例如结合或焊接)至微流混合芯片盒的一部分，其发挥超越提供微流控元件的额外功能。在一种实施方式中，微流控结构连接至顶板。在又一实施方式中，微流控结构和顶板是整体式的和形成自相同材料。在又一实施方式中，微流控结构是与两个部分之一的整体构造。
165.在一种实施方式中，芯片包围微流控结构。如本文所用，术语"包围"是指芯片围绕混合器表面积中的大部分。最重要的是，芯片促进与微流控结构的液密密封并且提供允许操作微流混合芯片盒的刚性室。在又一实施方式中，芯片完全包围微流控结构，意味着没有微流控结构表面积暴露在载体外侧。
166.在一种实施方式中，所述第一部分和所述第二部分一起结合从而包围微流控结构。
167.在一种实施方式中，第一部分的至少90％重量是聚合物。在该实施方式中，第一部分包括入口连接器和出口开孔。
168.在一种实施方式中，第一部分或第二部分包括微流控结构。在所述实施方式中，微流控结构连接至芯片的第一部分或第二部分，或者与芯片的第一部分或第二部分呈整体。
169.流体来源
170.选择流体或溶液储库使得直接连接至微流混合芯片盒成为可能。在一种实施方式中，流体储库是一次性注射器。在又一实施方式中，流体储库是预填充的注射器。流体和储库均可以是无菌的，以便产生无菌纳米颗粒。系统含有这样的装置，通过其导致流体从储库流动并且以指定的流速通过盒。在系统的一种实施方式中，通过向储库加压使流体流动，导致第一和第二流体进入盒中(通过入口进入微流控结构及其通道)。加压装置的实例包括但不限于线性启动器和惰性气体。在一种实施方式中，各储库独立地加压。在一种实施方式中，两个或更多个储库通过相同来源加压，而有差别的流速通过改变流体通道的尺度来实现。有差别的流动比率可以通过施加至入口物流的跨流体通道有差别的压力降、有差别的通道阻抗或其组合而成为可能。通过改变通道高度、宽度、长度或表面特性的有差别的通道阻抗可以用来实现不同的流速。液流在一个或多个第一物流和一个或多个第二物流中的流体表面张力、粘度和其它表面特性可以使用或考虑以实现不同的流速。容器加压可以用计算机或微控制器控制。
171.在某些实施方式中，系统还包括用于完全或部分系统吹扫的装置，以最小化废体积。在制备颗粒之后或期间，吹扫可以通过使得气体或液体流动通过接头和微流控结构而实现。可以使用气体比如空气、氮、氩或其它。可以使用液体包括水、含水缓冲剂、乙醇、油或任何其它液体。
172.固定机构
173.在一种实施方式中，微流混合芯片盒还包括固定机构，其配置为将微流混合芯片
盒固定至支架。在一种实施方式中，支架是设备，其配置为相对流体来源(例如注射器)安排微流混合芯片盒并且便于它们之间的连接。
174.无菌
175.无菌盒是某些施用所必需的并且为使用者提供直接配制无菌纳米颗粒而不需要进一步过滤或处理的方便工作流程。上述工作流程最小化与进一步灭菌步骤有关的物质损失。在一种实施方式中，盒的单独组成部分在组装之前灭菌。代表性灭菌方法包括蒸汽高压釜，干燥加热，化学灭菌(也即氢氧化钠或环氧乙烷)，γ辐射，气体及其组合。在特定的实施方式中，微流控结构、入口接头、出口接头和任何其它流体接触组成部分形成自与γ辐射相容的材料并且通过所述手段灭菌。与γ辐射相容的材料能够被辐射的那些。例如，聚碳酸酯，环状烯烃聚合物，环状烯烃共聚物，聚丙烯，以及高密度聚乙烯和低密度聚乙烯。不能被辐射的材料包括聚酰胺，聚四氟乙烯和任何金属。在又一实施方式中，盒在组装之后灭菌。
176.在一种实施方式中，盒是可灭菌的。如本文所用，术语"可灭菌"是指盒形成自与已知灭菌方法相容的材料，如前文所述。在一种实施方式中，盒特别地可通过γ辐射灭菌。在又一实施方式中，盒形成自聚合物，其选自聚丙烯，聚碳酸酯，环状烯烃聚合物，环状烯烃共聚物，高密度聚乙烯，低密度聚乙烯，及其组合。在又一实施方式中，盒不包括聚酰胺，聚四氟乙烯，或任何金属。
177.在一种实施方式中，微流混合芯片盒是无菌的。
178.在一种实施方式中，微流混合芯片盒包括无菌流体路径，其从第一入口连接器和第二入口连接器开始、经过微流控结构、和到达出口开孔。上述无菌流体路径允许在无菌环境中混合。因为入口连接器和出口开孔也是无菌的，能够容易地使得无菌连接成为可能。
179.在又一方面，提供填充了无菌内容物的无菌包装。在一种实施方式中，无菌包装包括根据本文公开的实施方式中任一的微流控盒，其呈无菌状态并且密封在无菌包装内。无菌包装通过含有无菌内容物的外壳限定。外壳在一种实施方式中是袋。通过提供微流混合芯片盒，其呈无菌状态并且密封在无菌包装内，最终用户能够容易地用盒施行无菌微流控混合：在无菌环境中打开无菌包装并将其用于混合而不进行任何准备。对于任何无菌的入口连接器或流体路径都并不需要灭菌。
180.在一种实施方式中，无菌包装还包括第一无菌注射器，其配置为与微流控盒的第一入口连接器偶联。在所述实施方式中，无菌包装是试剂盒，其包括微流控盒和配置与微流控盒使用的无菌注射器。在一种实施方式中，无菌包装还包括第一无菌注射器内的第一溶液。
181.在一种实施方式中，第一溶液包含第一溶剂中的核酸。在又一实施方式中，第一溶液是配置用于形成脂质纳米颗粒的类型。
182.在一种实施方式中，无菌包装还包括第二无菌注射器，其配置为与微流控盒的第二入口连接器偶联。
183.在一种实施方式中，无菌包装还包括第二无菌注射器内的第二溶液。
184.在一种实施方式中，第二溶液包含第二溶剂中的脂质颗粒
‑
形成材料。上述第二溶液能够与包含第一溶剂中的核酸的第一溶液组合，以经由微流控盒形成脂质纳米颗粒溶液。
185.在一种实施方式中，无菌包装还包括无菌容器，其配置为经由出口开孔连接器与
微流控盒的出口开孔偶联。
186.在一种实施方式中，无菌内容物是一次性的。
187.纳米粒子
188.本发明所述的纳米粒子为包含多于一种组分物质(例如脂质、聚合物等)的均质颗粒，其用来包封治疗物质和具有小于250纳米的最小尺度。纳米颗粒包括但不限于脂质纳米颗粒和聚合物纳米颗粒。
189.脂质纳米颗粒
190.在一种实施方式中，脂质纳米颗粒，包含：(a)核心；和(b)围绕核心的壳，其中所述壳包含磷脂。当然，也可以是脂质包裹的核酸物质。
191.在一种实施方式中，所述核心包含脂质(例如脂肪酸甘油三酯)并且是固体。在又一实施方式中，核心是液体(例如含水)而颗粒是囊泡比如脂质体。在一种实施方式中，围绕核心的壳是单层的。
192.如上文所述，在一种实施方式中，脂质核心包含脂肪酸甘油三酯。适宜的脂肪酸甘油三酯包括c8
‑
c20脂肪酸甘油三酯。在一种实施方式中，脂肪酸甘油三酯是油酸甘油三酯。
193.脂质纳米颗粒包括包含磷脂的壳，所述壳围绕核心。适宜的磷脂包括二酰基磷脂酰胆碱，二酰基磷脂酰乙醇胺，神经酰胺，鞘磷脂，二氢鞘磷脂，脑磷脂，和脑苷脂。在一种实施方式中，磷脂是c8
‑
c20脂肪酸二酰基磷脂酰胆碱。代表性的磷脂是1
‑
棕榈酰基
‑2‑
油酰基磷脂酰胆碱(popc)。
194.在某些实施方式中，磷脂与脂肪酸甘油三酯的比率是20:80(mol：mol)至60:40(mol： mol)。优选，甘油三酯存在的比率大于40％且小于80％。
195.在某些实施方式中，纳米颗粒还包含固醇。代表性的固醇包括胆固醇。在一种实施方式中，磷脂与胆固醇的比率是55:45(mol：mol)。在代表性的实施方式中，纳米颗粒包括 55
‑
100％的popc和多至10mol％的peg
‑
脂质。
196.在其它实施方式中，本公开的脂质纳米颗粒可以包括一种或多种其它脂质，包括磷酸甘油酯，其代表性实例包括磷脂酰胆碱，磷脂酰乙醇胺，磷脂酰丝氨酸，磷脂酰肌醇，磷脂酸，棕榈酰基油酰基磷脂酰胆碱，赖氨酰磷脂酰胆碱(lyosphosphatidylcholine)，溶血磷脂酰乙醇胺，二棕榈酰基磷脂酰胆碱，二油酰基磷脂酰胆碱，二硬脂酰磷脂酰胆碱，和二亚油酰基磷脂酰胆碱。缺少磷的其它化合物比如鞘脂和鞘糖脂类是可用的。三酰基甘油也是可用的。
197.本公开的代表性纳米颗粒具有约10至约100nm的直径。直径下限是约10至约15nm。
198.本公开的限制尺寸的脂质纳米颗粒能够包括一种或多种治疗试剂和/或诊断试剂。这些试剂一般包含在颗粒核心内。本公开的纳米颗粒能够包括各式各样的治疗试剂和/或诊断试剂。
199.适宜的治疗试剂包括化疗药剂(即抗瘤形成剂)，麻醉剂，β
‑
肾上腺素能阻断剂，抗高血压剂，抗抑郁剂，抗惊厥剂，抗催吐剂，抗组胺剂，抗心律失常剂，和抗疟疾剂。
200.代表性的抗肿瘤剂包括多柔比星，柔红霉素，丝裂霉素，博来霉素，链佐星，长春碱，长春新碱，氮芥，盐酸盐，美法仑，环磷酰胺，三亚乙基硫代磷酰胺，卡莫司汀，洛莫司汀，司莫司汀，氟尿嘧啶，羟基脲，硫鸟嘌呤，阿糖胞苷，氟尿苷，氨烯咪胺，顺铂，丙卡巴肼，长春瑞滨，环丙沙星，诺氟沙星，紫杉醇，多西他赛，依托泊苷，贝沙罗汀，替尼泊苷，维a酸，异维a
酸，西罗莫司，氟维司群，戊柔比星，长春地辛，亚叶酸，伊立替康，卡培他滨，吉西他滨，米托蒽醌盐酸盐，奥沙利铂，阿霉素，甲氨蝶呤，卡铂，雌莫司汀，及其药学上可接受的盐。
201.在又一实施方式中，脂质纳米颗粒是核酸
‑
脂质纳米颗粒。
202.核酸
‑
脂质纳米颗粒是指含有核酸的脂质纳米颗粒。脂质纳米颗粒包括一种或多种阳离子脂质，一种或多种第二脂质，和一种或多种核酸。
203.脂质纳米颗粒包括阳离子脂质。阳离子脂质是指脂质，其是阳离子或者随ph降低至脂质的可离子化基团pk之下变为阳离子(质子化)，但在较高ph值逐渐变得更中性。在pk 之下的ph值，脂质然后能够与带负电的核酸(例如寡核苷酸)结合。阳离子脂质包括在ph 降低时带正电荷的两性离子脂质。
204.阳离子脂质是指许多脂质种类中的任意种，其在选择性ph比如生理学ph携带净正电荷。所述脂质包括但不限于n,n
‑
二油烯基
‑
n,n
‑
二甲基氯化铵(dodac)；n
‑
(2,3
‑
二油烯基氧基)丙基)
‑
n,n,n
‑
三甲基氯化铵(dotma)；n,n
‑
二硬脂基
‑
n,n
‑
二甲基溴化铵(ddab)； n
‑
(2,3
‑
二油酰基氧基)丙基)
‑
n,n,n
‑
三甲基氯化铵(dotap)；3
‑
(n—(n
′
,n
′‑
二甲基氨基乙烷)
‑ꢀ
氨基甲酰基)胆固醇(dc
‑
chol)和n
‑
(1,2
‑
二肉豆蔻基氧基丙
‑3‑
基)
‑
n,n
‑
二甲基
‑
n
‑
羟基乙基溴化铵(dmrie)。额外地，还存在阳离子脂质的许多商业制剂，其能够用于本公开当中。这些包括例如(可商购的阳离子脂质体，包含dotma和1,2
‑
二油酰基
‑
sn
‑3‑
磷酸乙醇胺 (dope)，来自gibco/brl，grand island，ny)；(可商购的阳离子脂质体，包含n
‑
(1
‑
(2,3
‑ꢀ
二油烯基氧基)丙基)
‑
n
‑
(2
‑
(精胺甲酰胺基)乙基)
‑
n,n
‑
二甲基铵三氟乙酸盐(dospa)和 (dope)，来自gibco/brl)；和(可商购的阳离子脂质，包含乙醇中的二(十八烷基)酰胺基甘氨酰基羧基精胺(dogs)，来自promega corp.，madison，wi)。下述脂质是阳离子和在生理学ph具有正电荷：dodap，dodma，dmdma，1,2
‑
二亚油烯基氧基
‑
n,n
‑
二甲基氨基丙烷(dlindma)，1,2
‑
二亚麻烯基氧基
‑
n,n
‑
二甲基氨基丙烷(dlendma)。
205.在一种实施方式中，阳离子脂质是氨基脂质。用于公开的适宜氨基脂质包括描述于 wo2009/096558的那些，通过援引将其全部并入本文。代表性的氨基脂质包括l,2
‑
二亚油烯基氧基
‑3‑
(二甲基氨基)乙酰氧基丙烷(dlin
‑
dac)，1,2
‑
二亚油烯基氧基
‑3‑
吗啉代丙烷 (dlin
‑
ma)，l,2
‑
二亚油酰基
‑3‑
二甲基氨基丙烷(dlindap)，l,2
‑
二亚油烯基硫基
‑3‑
二甲基氨基丙烷(dlin
‑
s
‑
dma)，l
‑
亚油酰基
‑2‑
亚油烯基氧基
‑3‑
二甲基氨基丙烷(dlin
‑2‑
dmap)， l,2
‑
二亚油烯基氧基
‑3‑
三甲基氨基丙烷氯化物盐(dlin
‑
tma
·
cl)，l,2
‑
二亚油酰基
‑3‑
三甲基氨基丙烷氯化物盐(dlin
‑
放出cl)，l,2
‑
二亚油烯基氧基
‑3‑
(n
‑
甲基哌嗪子基)丙烷 (dlin
‑
mpz)，3
‑
(n,n
‑
二亚油烯基氨基)
‑
l,2
‑
丙二醇(dlinap)，3
‑
(n,n
‑
二油烯基氨基)
‑
l,2
‑
丙二醇(doap)，l,2
‑
二亚油烯基氧代
‑3‑
(2
‑
n,n
‑
二甲基氨基)乙氧基丙烷(dlin
‑
eg
‑
dma)，和 2,2
‑
二亚油烯基
‑4‑
二甲基氨基甲基
‑
[l,3]
‑
二氧杂环戊烷(dlin
‑
k
‑
dma)。
[0206]
适宜的氨基脂质包括具有下式的那些：
[0207][0208]
其中r1和r2是相同或不同的并且独立地是任选经取代的c10
‑
c24烷基，任选经取
代的c10
‑
c24烯基，任选经取代的c10
‑
c24炔基，或任选经取代的c10
‑
c24酰基；r3和r4是相同或不同的并且独立地是任选经取代的c1
‑
c6烷基，任选经取代的c2
‑
c6烯基，或任选经取代的c2
‑
c6炔基；或者r3和r4可以连接以形成任选经取代的杂环，其具有4 至6个碳原子和1或2个选自氮和氧的杂原子；r5是不存在或存在并且当存在时是氢或 c1
‑
c6烷基；m、n和p是相同或不同的和独立地是0或1，条件是m、n和p并不同时是 0；q是0、1、2、3或4；和y和z是相同或不同的并且独立地是o，s或nh。
[0209]
在一种实施方式中，r1和r2各自是亚油烯基，而氨基脂质是二亚油烯基氨基脂质。在一种实施方式中，氨基脂质是二亚油烯基氨基脂质。
[0210]
代表性的有用二亚油烯基氨基脂质具有下式：
[0211][0212]
其中n是0、1、2、3或4。
[0213]
在一种实施方式中，阳离子脂质是dlin
‑
k
‑
dma。在一种实施方式中，阳离子脂质是 dlin
‑
kc2
‑
dma(上述dlin
‑
k
‑
dma，其中n是2)。
[0214]
除了上文特别描述的那些之外，其它适宜的阳离子脂质还包括阳离子脂质，其在约生理学ph携带净正电荷：n,n
‑
二油烯基
‑
n,n
‑
二甲基氯化铵(dodac)；n
‑
(2,3
‑
二油烯基氧基) 丙基
‑
n,n
‑
n
‑
三乙基氯化铵(dotma)；n,n
‑
二硬脂基
‑
n,n
‑
二甲基溴化铵(ddab)；n
‑
(2,3
‑ꢀ
二油酰基氧基)丙基)
‑
n,n,n
‑
三甲基氯化铵(dotap)；1,2
‑
二油烯基氧基
‑3‑
三甲基氨基丙烷氯化物盐(dotap
·
cl)；3β
‑
(n
‑
(n',n'
‑
二甲基氨基乙烷)氨基甲酰基)胆固醇(dc
‑
chol)，n
‑
(1
‑
(2,3
‑
二油酰基氧基)丙基)
‑
n
‑2‑
(精胺甲酰胺基)乙基)
‑
n,n
‑
二甲基铵三氟乙酸盐 (dospa)，二(十八烷基)酰胺基甘氨酰基羧基精胺(dogs)，1,2
‑
二油酰基
‑3‑
二甲基铵丙烷 (dodap)，n,n
‑
二甲基
‑
2,3
‑
二油酰基氧基)丙胺(dodma)，和n
‑
(1,2
‑
二肉豆蔻基氧基丙
‑3‑ꢀ
基)
‑
n,n
‑
二甲基
‑
n
‑
羟基乙基溴化铵(dmrie)。额外地，能够使用阳离子脂质的许多商业制剂，例如lipofectin(包括dotma和dope，获自gibco/brl)，和lipofectamine(包含dospa和dope，获自gibco/brl)。
[0215]
阳离子脂质存在于脂质颗粒中的量是约30至约95摩尔百分比。在一种实施方式中，阳离子脂质存在于脂质颗粒中的量是约30至约70摩尔百分比。在一种实施方式中，阳离子脂质存在于脂质颗粒中的量是约40至约60摩尔百分比。
[0216]
在一种实施方式中，脂质颗粒包括一种或多种阳离子脂质和一种或多种核酸。
[0217]
在某些实施方式中，脂质纳米颗粒包括一种或多种第二脂质。适宜的第二脂质在形成期间稳定化纳米颗粒的形成。
[0218]
脂质是指一类有机化合物，其是脂肪酸的酯并且特征是不溶于水但是可溶于许多有机溶剂。脂质通常分为至少三个类别：(1)"简单脂质"，其包括脂肪和油以及蜡；(2)"化合物脂质"，其包括磷脂和糖脂；和(3)"衍生脂质"比如类固醇。
[0219]
适宜的稳定化脂质包括中性脂质和阴离子脂质。
[0220]
中性脂质是指许多脂质种类中任一种，其在生理学ph以未带电或中性两性离子形式存在。代表性的中性脂质包括二酰基磷脂酰胆碱，二酰基磷脂酰乙醇胺，神经酰胺，鞘磷
脂，二氢鞘磷脂，脑磷脂和脑苷脂。
[0221]
示范性脂质包括例如二硬脂酰磷脂酰胆碱(dspc)，二油酰基磷脂酰胆碱(dopc)，二棕榈酰基磷脂酰胆碱(dppc)，二油酰基磷脂酰基甘油(dopg)，二棕榈酰基磷脂酰基甘油 (dppg)，二油酰基
‑
磷脂酰乙醇胺(dope)，棕榈酰基油酰基磷脂酰胆碱(popc)，棕榈酰基油酰基
‑
磷脂酰乙醇胺(pope)和二油酰基
‑
磷脂酰乙醇胺4
‑
(n
‑
马来酰亚胺基甲基)
‑
环己烷
‑1‑ꢀ
羧酸酯(dope
‑
mal)，二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺(dppe)，二肉豆蔻酰磷酸乙醇胺(dmpe)，二硬脂酰
‑
磷脂酰乙醇胺(dspe)，16
‑
o
‑
一甲基pe，16
‑
o
‑
二甲基pe，18
‑1‑
反式pe，1
‑
硬脂酰
‑2‑
油酰基
‑
磷脂酰乙醇胺(sope)，和1,2
‑
二反油酰基
‑
sn
‑
甘油
‑3‑
磷酸乙醇胺(反式dope)。
[0222]
在一种实施方式中，中性脂质是1,2
‑
二硬脂酰
‑
sn
‑
甘油
‑3‑
磷酸胆碱(dspc)。
[0223]
阴离子脂质是指在生理学ph带负电的任何脂质。这些脂质包括磷脂酰甘油，心磷脂，二酰基磷脂酰丝氨酸，二酰基磷脂酸，n
‑
十二烷酰基磷脂酰乙醇胺，n
‑
琥珀酰磷脂酰乙醇胺，n
‑
戊二酰磷脂酰乙醇胺，赖氨酰基磷脂酰甘油，棕榈酰基油酰基磷脂酰甘油(popg)，和联接至中性脂质的其它阴离子修饰基团。
[0224]
其它适宜的脂质包括糖脂(例如一唾液酸神经节苷脂gm1)。其它适宜的第二脂质包括固醇比如胆固醇。
[0225]
在某些实施方式中，第二脂质是聚乙二醇
‑
脂质。适宜的聚乙二醇
‑
脂质包括peg
‑
修饰的磷脂酰乙醇胺，peg
‑
修饰的磷脂酸，peg
‑
修饰的神经酰胺(例如，peg
‑
cerc14或 peg
‑
cerc20)，peg
‑
修饰的二烷基胺，peg
‑
修饰的二酰基甘油，peg
‑
修饰的二烷基甘油。代表性的聚乙二醇
‑
脂质包括peg
‑
c
‑
domg，peg
‑
c
‑
dma，和peg
‑
s
‑
dmg。在一种实施方式中，聚乙二醇
‑
脂质是n
‑
[(甲氧基聚(乙二醇)2000)氨基甲酰]
‑
1,2
‑
二肉豆蔻基氧基丙基
ꢀ‑3‑
胺(peg
‑
c
‑
dma)。在一种实施方式中，聚乙二醇
‑
脂质是peg
‑
c
‑
domg)。
[0226]
在某些实施方式中，第二脂质存在于脂质颗粒中的量是约0.5至约10摩尔百分比。在一种实施方式中，第二脂质存在于脂质颗粒中的量是约1至约5摩尔百分比。在一种实施方式中，第二脂质以约1摩尔百分比存在于脂质颗粒中。
[0227]
本发明公开的脂质纳米颗粒可用于核酸的全身或局部递送。如本文描述的，在脂质颗粒形成期间将核酸掺入脂质颗粒。
[0228]
当然，这种纳米粒子也可以是核壳类结构的颗粒，如果核酸与聚合物混合形成了核，然后再在核结构外包裹脂质体，也可以通过本发明的混合器来完成。可以先通过混合器让核酸和聚合物形成微粒结构，然后在通过混合器让微粒与脂质成分形成微粒结构。这种所谓的核壳结构，例如专利申请号201880001680.5中所有核的材料以及壳的材料都可以用本发明的混合器来形成，该专利的所有组成核的材料和形成壳的材料都是本发明的一个具体实施方式。
[0229]
核酸
[0230]
核酸包括任何寡核苷酸或聚核苷酸。含有多至50个核苷酸的片段一般称为寡核苷酸，而更长片段称为聚核苷酸。在特别的实施方式中，寡核苷酸的长度是20
‑
50个核苷酸。在本发明中，聚核苷酸和寡核苷酸是指核苷酸或核苷单体的聚合物或低聚物，其由天然碱、糖类和糖间(骨架)连接组成。聚核苷酸和寡核苷酸也包括包含非天然单体或其部分的聚合物或低聚物，其类似地发挥作用。所述修饰的或取代的寡核苷酸常常较天然形式优选，原因是可增强细胞摄取特性和增加在核酸酶存在下的稳定性。寡核苷酸定为脱氧核糖寡核苷酸或
核糖寡核苷酸类。脱氧核糖寡核苷酸由称为脱氧核糖的5
‑
碳糖组成，该糖在5'和3'碳共价联接至磷酸酯，形成交替的、未支化的聚合物。核糖寡核苷酸由相似重复结构组成，其中5
‑
碳糖是核糖。在根据本公开的脂质颗粒中存在的核酸包括核酸的任何已知形式。本文所用的核酸能够是单链dna或rna，或双链dna或rna，或dna
‑
rna杂交体。双链dna的实例包括结构基因，包括控制和终止区域的基因，和自复制系统比如病毒或质粒dna。双链rna的实例包括sirna和其它rna干扰剂。单链核酸包括反义寡核苷酸，核酶，微小rna，mrna，和成三链的寡核苷酸。
[0231]
在一种实施方式中，聚核酸是反义寡核苷酸。在某些实施方式中，核酸是反义核酸，核酶，trna，snrna，sirna，shrna，ncrna，mirna，mrna，lncrna，sgrna，预缩合的dna，或适体。
[0232]
核酸也是指核苷酸，脱氧核苷酸，修饰的核苷酸，修饰的脱氧核苷酸，修饰的磷酸酯
ꢀ‑
糖
‑
骨架寡核苷酸，其它核苷酸，核苷酸类似物，及其组合，并且能够视情况是单链、双链，或含有双链和单链序列的一部分。
[0233]
核苷酸上位地涵盖定义如下的下述术语：核苷酸碱，核苷，核苷酸类似物，和一般核苷酸。
[0234]
核苷酸碱是指取代的或未经取代的母体芳族单环或多环。在某些实施方式中，芳族单环或多环含有至少一个氮原子。在某些实施方式中，核苷酸碱能够与适当互补的核苷酸碱形成watson
‑
crick和/或hoogsteen氢键。示范性核苷酸碱及其类似物包括但不限于嘌呤类比如2
‑
氨基嘌呤，2,6
‑
二氨基嘌呤，腺嘌呤(a)，亚乙烯基腺嘌呤，n6
‑2‑
异戊烯基腺嘌呤(6ia)， n6
‑2‑
异戊烯基
‑2‑
甲硫基腺嘌呤(2ms6ia)，n6
‑
甲基腺嘌呤，鸟嘌呤(g)，异鸟嘌呤，n2
‑
二甲基鸟嘌呤(dmg)，7
‑
甲基鸟嘌呤(7mg)，2
‑
硫嘧啶，6
‑
硫鸟嘌呤(6sg)次黄嘌呤和o6
‑
甲基鸟嘌呤；7
‑
脱氮
‑
嘌呤类比如7
‑
脱氮腺嘌呤(7
‑
脱氮
‑
a)和7
‑
脱氮鸟嘌呤(7
‑
脱氮
‑
g)；嘧啶比如胞嘧啶(c)，5
‑
丙炔基胞嘧啶，异胞嘧啶，胸腺嘧啶(t)，4
‑
硫胸腺嘧啶(4st)，5,6
‑
二氢胸腺嘧啶，o4
‑
甲基胸腺嘧啶，尿嘧啶(u)，4
‑
硫尿嘧啶(4su)和5,6
‑
二氢尿嘧啶(二氢尿嘧啶；d)；吲哚比如硝基吲哚和4
‑
甲基吲哚；吡咯比如硝基吡咯；水粉蕈素；碱(y)；在某些实施方式中，核苷酸碱一般是核苷酸碱。额外的示范性核苷酸碱能够参见fasman,1989,practicalhandbook of biochemistry and molecular biology,pp.385
‑
394,crc press,bocaraton,fla.和其中引用的参考文献。一般碱的其它实例能够参见例如loakes,n.a.r.2001,vol 29:2437
‑
2447 和seela n.a.r.2000,vol 28:3224
‑
3232。
[0235]
核苷指化合物，其具有共价连接至戊糖c
‑
1'碳的核苷酸碱。在某些实施方式中，所述连接经由杂芳族环氮。典型的戊糖包括但不限于那些戊糖，其中碳原子中一个或多个各自独立地被一个或多个相同或不同的
‑
r、
‑
or、
‑
nrr或卤素基团取代，其中各r独立地是氢，(c1
‑
c6)烷基或(c5
‑
c14)芳基。戊糖可以是饱和的或不饱和的。示范性戊糖类及其类似物包括但不限于核糖，2'
‑
脱氧核糖，2'
‑
(c1
‑
c6)烷氧基核糖，2'
‑
(c5
‑
c14)芳氧基核糖，2',3'
‑ꢀ
二脱氧核糖，2',3'
‑
二脱氢核糖，2'
‑
脱氧
‑
3'
‑
卤代核糖，2'
‑
脱氧
‑
3'
‑
氟核糖，2'
‑
脱氧
‑
3'
‑
氯核糖， 2'
‑
脱氧
‑
3'
‑
氨基核糖，2'
‑
脱氧
‑
3'
‑
(c1
‑
c6)烷基核糖，2'
‑
脱氧
‑
3'
‑
(c1
‑
c6)烷氧基核糖和2'
‑
脱氧
ꢀ‑
3'
‑
(c5
‑
c14)芳氧基核糖。也参见例如2'
‑
o
‑
甲基，4'
‑
.α.
‑
异头核苷酸，1'
‑
.α.
‑
异头核苷酸 (asseline(1991)nucl.acids res.19:4067
‑
74)，2'
‑
4'
‑
和3'
‑
4'
‑
连接的和其它"锁定的"或"lna"双环糖修饰型(wo 98/22489；wo 98/39352；wo 99/14226)。"
lna"或"锁定的核酸"是构象锁定的dna类似物，其中核糖环被在2'
‑
氧和3'
‑
或4'
‑
碳之间连接的亚甲基约束。该连接所强加的构象限制常常增加互补序列的结合亲和力和增加所述双螺旋的热稳定性。
[0236]
糖类包括2'
‑
或3'
‑
位的修饰比如甲氧基，乙氧基，烯丙基氧基，异丙氧基，丁氧基，异丁氧基，甲氧基乙基，烷氧基，苯氧基，叠氮基，氨基，烷基氨基，氟，氯和溴。核苷和核苷酸包括天然d构型异构体(d
‑
形式)，以及l构型异构体(l
‑
形式)(beigelman,u.s.专利号6,251,666；chu,u.s.专利号5,753,789；shudo,ep0540742； garbesi(1993)nucl.acidsres.21:4159
‑
65；fujimori(1990)j.amer.chem.soc.112:7435； urata,(1993)nucleicacids symposium ser.no.29:69
‑
70)。在核碱基是嘌呤的情况下，例如a 或g，核糖连接至核碱基的n9
‑
位。在核碱基是嘧啶的情况下，例如c、t或u，戊糖连接至核碱基的n1
‑
位(kornberg and baker,(1992)dnareplication,2nd ed.,freeman,sanfrancisco,calif.)。
[0237]
核苷戊糖碳中的一个或多个可以用磷酸酯取代。在某些实施方式中，磷酸酯连接至戊糖3'
‑
或5'
‑
碳。在某些实施方式中，核苷是那些，其中核苷酸碱是嘌呤，7
‑
脱氮嘌呤，嘧啶，一般核苷酸碱，特定核苷酸碱，或其类似物。
[0238]
核苷酸类似物是指其中戊糖和/或核苷酸碱和/或核苷磷酸酯中的一种或多种可以用其各自的类似物替换。在某些实施方式中，示范性戊糖类似物是上文描述的那些。在某些实施方式中，核苷酸类似物具有上文描述的核苷酸碱类似物。在某些实施方式中，示范性磷酸酯类似物包括但不限于烷基膦酸酯，甲基膦酸酯，氨基磷酸酯，磷酸三酯，硫代磷酸酯，二硫代磷酸酯，硒代磷酸酯，二硒代磷酸酯，硫代苯氨基磷酸酯(phosphoroanilothioates)，苯氨基磷酸酯(phosphoroanilidates)，氨基磷酸酯，二羟硼基磷酸酯，和可以包括所结合的平衡离子。其它核酸类似物和碱包括例如嵌入式核酸(inas，描述于christensen andpedersen,2002)，和aegis碱(eragen，u.s.专利号5,432,272)。各种核酸类似物的额外描述还能够参见例如(beaucage et al.,tetrahedron 49(10):1925(1993)及其参考文献； letsinger,j.org.chem.35:3800(1970)；sprinzl etal.,eur.j.biochem.81:579(1977)；letsinger etal.,nucl.acids res.14:3487(1986)；sawai et al,chem.lett.805(1984),letsinger etal.,j.am.chem.soc.110:4470(1988)；和pauwels et al.,chemica scripta 26:141 91986)),硫代磷酸酯(mag et al.,nucleic acids res.19:1437(1991)；和u.s.专利号5,644,048.其它核酸类似物包含二硫代磷酸酯(briu et al.,j.am.chem.soc.111:2321(1989)，o
‑
甲基氨基磷酸酯连接(参见 eckstein,oligonucleotides and analogues:a practical approach,oxforduniversity press)，具有阳离子骨架的那些(denpcy et al.,proc.natl.acad.sci.usa92:6097(1995)；具有非离子骨架的那些(u.s.专利号5,386,023，5,386,023，5,637,684，5,602,240，5,216,141和4,469,863。 kiedrowshi et al.,angew.chem.intl.ed.english 30:423(1991)；letsinger etal.,j.am.chem.soc.110:4470(1988)；letsinger et al.,nucleoside&nucleotide 13:1597(194):第2 和3章，asc symposium series 580,"carbohydrate modifications in antisenseresearch",ed.y.s.sanghui和p.dan cook；mesmaeker et al.,bioorganic&medicinalchem.lett.4:395(1994)；jeffs et al.,j.biomolecular nmr 34:17(1994)；tetrahedronlett.37:743
(1996))和具有非核糖骨架的那些，包括描述于u.s.专利号5,235,033和5,034,506，和第6和7章,asc symposiumseries 580,"carbohydrate modifications in antisenseresearch",ed.y.s.sanghuiandp.dan cook的那些。含有一种或多种碳环糖类的核酸也包括在核酸定义中(参见jenkins et al.,chem.soc.rev.(1995)pp169
‑
176)。数种核酸类似物也描述于 rawls,c&enews，1997年6月2日，第35页。
[0239]
一般核苷酸碱或一般碱是指芳族环部分，其可以或可以不含有氮原子。在某些实施方式中，一般碱可以共价连接至戊糖c
‑
1'碳，形成一般核苷酸。在某些实施方式中，一般核苷酸碱并不特异地与又一核苷酸碱成氢键。在某些实施方式中，一般核苷酸碱与核苷酸碱成氢键，所述核苷酸碱多至和包括特别靶标聚核苷酸中的全部核苷酸碱。在某些实施方式中，核苷酸碱可以与相同核酸链上的相邻核苷酸碱通过疏水堆积而相互作用。一般核苷酸包括但不限于脱氧
‑7‑
氮杂吲哚三磷酸酯(d7aitp)，脱氧异喹诺酮三磷酸酯(dicstp)，脱氧丙炔基异喹诺酮三磷酸酯(dpicstp)，脱氧甲基
‑7‑
氮杂吲哚三磷酸酯(dm7aitp)，脱氧impy 三磷酸酯(dimpytp)，脱氧pp三磷酸酯(dpptp)，或脱氧丙炔基
‑7‑
氮杂吲哚三磷酸酯 (dp7aitp)。所述一般碱的其它实例能够尤其参见公开的u.s.施用no.10/290672和u.s.专利号6,433,134。
[0240]
聚核苷酸和寡核苷酸可互换地使用，并且意指核苷酸单体的单链和双链聚合物，包括 2'
‑
脱氧核苷酸(dna)和核苷酸(rna)，其通过核苷酸间磷酸二酯键连接部分例如3'
‑
5'和2'
‑
5'，反向连接例如3'
‑
3'和5'
‑
5'、支化结构、或核苷酸间类似物连接。聚核苷酸具有所结合的平衡离子，比如h ，nh4 ，三烷基铵，mg2 ，na 等。聚核苷酸可以完全由脱氧核苷酸构成，完全由核苷酸构成，或由其嵌合的混合物构成。聚核苷酸可以包含核苷酸间部分 (internucleotide)，核碱基和/或糖类似物。聚核苷酸一般尺寸范围是数个单体单元例如3
‑
40 个(本领域一般更频繁地称为寡核苷酸)直至数千个单体核苷酸单元。除非另有表示，只要出现聚核苷酸序列，则应理解为核苷酸是从左至右的5'至3'次序并且"a"表示脱氧腺苷，"c" 表示脱氧胞嘧啶，"g"表示脱氧鸟苷，和"t"表示胸苷，除非另有注明。
[0241]
核碱基意指那些天然和那些非天然的杂环部分，其一般为运用核酸技术或运用肽核酸技术的人员已知，以由此产生能够序列特异性结合至核酸的聚合物。适宜核碱基的非限制性实例包括：腺嘌呤，胞嘧啶，鸟嘌呤，胸腺嘧啶，尿嘧啶，5
‑
丙炔基
‑
尿嘧啶，2
‑
硫代
‑5‑ꢀ
丙炔基
‑
尿嘧啶，5
‑
甲基胞嘧啶，假异胞嘧啶，2
‑
硫尿嘧啶和2
‑
硫胸腺嘧啶，2
‑
氨基嘌呤， n9
‑
(2
‑
氨基
‑6‑
氯嘌呤)，n9
‑
(2,6
‑
二氨基嘌呤)，次黄嘌呤，n9
‑
(7
‑
脱氮
‑
鸟嘌呤)，n9
‑
(7
‑
脱氮
ꢀ‑8‑
氮杂
‑
鸟嘌呤)和n8
‑
(7
‑
脱氮
‑8‑
氮杂
‑
腺嘌呤)。适宜核碱基的其它非限制性实例包括 buchardt et al.(wo92/20702或wo92/20703)说明的那些核碱基。
[0242]
核碱基序列意指任何片段或者两个或更多个片段的聚集体(例如两个或更多个低聚物嵌段的聚集体核碱基序列)，所述片段属于包含含核碱基亚单位的聚合物。适宜聚合物或聚合物片段的非限制性实例包括寡脱氧核苷酸(例如dna)，寡核苷酸(例如rna)，肽核酸 (pna)，pna嵌合体，pna组合低聚物，核酸类似物和/或核酸模拟物。
[0243]
聚核碱基链意指包含核碱基亚单位的完全单个聚合物链。例如，双链核酸的单个核酸链是聚核碱基链。核酸是含核碱基序列的聚合物，或者具有形成自核苷酸的骨架的聚合物片段，或其类似物。优选的核酸是dna和rna。
[0244]
核酸还可以是指"肽核酸"或"pna"，其意指任何低聚物或聚合物片段(例如嵌段低
聚物)，包含两个或更多个pna亚单位(残基)，但并非核酸亚单位(或其类似物)，包括但不限于u.s. 专利号5,539,082，5,527,675，5,623,049，5,714,331，5,718,262，5,736,336，5,773,571，5,766,855， 5,786,461，5,837,459，5,891,625，5,972,610，5,986,053和6,107,470中作为肽核酸提及或要求保护的任何低聚物或聚合物片段；通过援引将其全部并入本文。"肽核酸"或"pna"也适用于任何低聚物或聚合物片段，其包含核酸模拟物的两个或更多个亚单位，所述核酸模拟物描述于下述公开：lagriffoul et al.,bioorganic&medicinal chemistryletters,4:1081
‑
1082(1994)；petersen et al.,bioorganic&medicinal chemistryletters,6:793
‑
796(1996)；diderichsen et al.,tett.lett.37:475
‑
478(1996)；fujii etal.,bioorg.med.chem.lett.7:637
‑
627(1997)；jordan etal.,bioorg.med.chem.lett.7:687
‑
690(1997)；krotz et al.,tett.lett.36:6941
‑
6944(1995)； lagriffoul et al.,bioorg.med.chem.lett.4:1081
‑
1082(1994)； diederichsen,u.,bioorganic&medicinal chemistry letters,7:1743
‑
1746(1997)；loweet al.,j.chem.soc.perkin trans.1,(1997)1:539
‑
546；lowe etj.chem.soc.perkintrans.11:547
‑
554(1997)；lowe et al.,j.chem.soc.perkintrans.11:555
‑
560(1997)；howarth et al.,j.org.chem.62:5441
‑
5450(1997)；altmann,k
‑
h etal.,bioorganic&medicinal chemistry letters,7:1119
‑
1122(1997)； diederichsen,u.,bioorganic&med.chem.lett.,8:165
‑
168(1998)；diederichsen etal.,angew.chem.int.ed.,37:302
‑
305(1998)；cantin et al.,tett.lett.,38:4211
‑
4214(1997)；ciapettiet al.,tetrahedron,53:1167
‑
1176(1997)；lagriffoule et al.,chem.eur.j.,3:912
‑
919(1997)；kumaret al.,organic letters 3(9):1269
‑
1272(2001)；和基于肽的核酸模拟物(penams)，其描述于 shah et al的公开wo96/04000。
[0245]
聚合物纳米颗粒
[0246]
聚合物纳米颗粒是指含有治疗物质的聚合物纳米颗粒。聚合物纳米颗粒已用广泛的材料开发，所述材料包括但不限于：合成均聚物比如聚乙二醇，聚丙交酯，聚乙醇酸交酯，聚(丙交酯
‑
co
‑
乙交酯)，聚丙烯酸类，聚甲基丙烯酸酯，聚己酸内酯，聚原酸酯，聚酐，聚赖氨酸，聚乙烯亚胺；合成共聚物比如聚(丙交酯
‑
co
‑
乙交酯)，聚(丙交酯)
‑
聚(乙二醇)，聚(丙交酯
‑
co
‑
乙交酯)
‑
聚(乙二醇)，聚(己内酯)
‑
聚(乙二醇)；天然聚合物比如纤维素，壳多糖和藻酸盐/酯，以及聚合物
‑
治疗物质缀合物。
[0247]
如本发明所述聚合物是指通常高分子量的化合物，其主要或完全构造自键合在一起的许多类似单元。所述聚合物包括任何各种天然、合成和半合成的聚合物。
[0248]
天然聚合物是指衍生自自然的任何数量的聚合物种类。所述聚合物包括但不限于多糖，纤维素，壳多糖和藻酸盐/酯。
[0249]
合成聚合物是指自然中不存在的任何数量的合成聚合物种类。所述合成聚合物包括但不限于合成均聚物和合成共聚物。
[0250]
合成均聚物包括但不限于聚乙二醇，聚丙交酯，聚乙醇酸交酯，聚丙烯酸类，聚甲基丙烯酸酯，聚_
‑
己内酯，聚原酸酯，聚酐，聚赖氨酸，和聚乙烯亚胺。
[0251]
合成共聚物是指任何数量的合成聚合物种类，其构造自两种或更多种合成均聚物亚单位。所述合成共聚物包括但不限于聚(丙交酯
‑
co
‑
乙交酯)，聚(丙交酯)
‑
聚(乙二醇)，聚(丙交酯
‑
co
‑
乙交酯)
‑
聚(乙二醇)，和聚(_
‑
己内酯)
‑
聚(乙二醇)。
[0252]
半合成聚合物是指通过天然聚合物的化学或酶处理衍生的任何数量的聚合物。所述聚合物包括但不限于羧甲基纤维素，乙酰化的羧甲基纤维素，环糊精，脱乙酰壳多糖和明胶。
[0253]
聚合物缀合物是指共价或非共价地将一种或多种分子种类缀合至聚合物而制备的化合物。所述聚合物缀合物包括但不限于聚合物
‑
治疗物质缀合物。
[0254]
聚合物
‑
治疗物质缀合物是指聚合物缀合物，其中所缀合的分子种类中的一种或多种是治疗物质。所述聚合物
‑
治疗物质缀合物包括但不限于聚合物
‑
药物缀合物。
[0255]
聚合物
‑
药物缀合物是指任何数量的聚合物种类，其缀合至任何数量的药物种类。所述聚合物药物缀合物包括但不限于乙酰基甲基纤维素
‑
聚乙二醇
‑
多西他赛。
[0256]
使用微流混合芯片盒的方法
[0257]
一方面，提供形成纳米颗粒的方法。在一种实施方式中，方法包括使第一溶液和第二溶液流动通过根据任何公开的实施方式的微流混合芯片盒并且在第一混合器中形成纳米颗粒溶液。
[0258]
制备纳米粒子的方法，主要包括以下步骤：
[0259]
1)分别制备样品1和样品2，其中样品1为核酸物质，样品2为聚合物或脂质溶液；
[0260]
2)分别从不同进液口注入样品1和样品2；
[0261]
3)从出液口收集制得的纳米粒子。
[0262]
用微流混合芯片盒形成纳米颗粒的方法一般是本领域已知的，并且这些方法可用于公开的微流混合芯片盒，其本质上提供进行已知方法的改善和简化的方式。公开于专利文献的示范性方法通过援引并入本文。下述实例描述用示范性微流混合芯片盒产生sirna脂质纳米颗粒的特定方法。
[0263]
在一种实施方式中，第一溶液包含第一溶剂中的核酸。
[0264]
在一种实施方式中，第二溶液包含第二溶剂中的脂质颗粒
‑
形成材料。
[0265]
在一种实施方式中，包括多个微流混合芯片盒并行使用。
[0266]
在一种实施方式中，微流混合芯片盒包含多个混合器，方法包括使第一溶液和第二溶液流动通过多个混合器以形成纳米颗粒溶液。
[0267]
还有一些实施方式中，可引入第三溶液来稀释混合的溶液。
[0268]
使用微流混合芯片盒的方法也包括在无菌环境中进行的方法，比如形成某些纳米颗粒 (例如纳米药物)时必须无菌。在一种实施方式中，方法还包括在使第一溶液和第二溶液流动通过微流混合芯片盒的步骤之前使流体路径灭菌的步骤。在一种实施方式中，使流体路径灭菌的步骤包括用辐射使微流控盒灭菌。在一种实施方式中，使流体路径灭菌的步骤包括在组装微流控盒之前使微流控盒各部分灭菌。在一种实施方式中，无菌流体路径包括流体路径，其从第一入口连接器和第二入口连接器开始、经过微流控结构、和到达出口开孔。在一种实施方式中，无菌流体路径还包括含有第一溶液的第一注射器，其与第一入口偶联。在一种实施方式中，无菌流体路径还包括含有第二溶液的第二注射器，其与第二入口偶联。在一种实施方式中，无菌流体路径还包含经由出口开孔连接器与微流混合芯片盒的出口开孔偶联的无菌容器，和其中方法还包括经由出口微通道和出口开孔将纳米颗粒溶液从混合器递送至无菌容器的步骤。在一种实施方式中，方法还包括在使第一溶液和第二溶液流动通过微流混合芯片盒的步骤之前从微流混合芯片盒除去无菌包装的步骤。
附图说明
[0269]
图1为一个实施例中的包含微流体芯片的微流混合芯片盒的结构示意图
[0270]
图2为一个实施例中的包含混合器的微流体芯片的结构示意图
[0271]
图3为一个实施例中的微粒体通道的混合单元的立体结构示意图
[0272]
图4为一个具体实施例中的混合单元的放大结构示意图
[0273]
图5为实施例1提供的混合器的结构示意图
[0274]
图6为图5的a
‑
a剖面图，图3为混合器中样品流动方向的示意图
[0275]
图7为实施例1提供的混合器中样品流动方向示意图
[0276]
图8为实施例2提供的微流混合芯片的结构示意图
[0277]
图9为实施例2提供的微流混合芯片盒的结构示意图
[0278]
图10为实施例2提供的微流混合芯片盒的背面结构示意图
[0279]
图11为实施例2提供的微流混合芯片盒的侧面结构示意图
[0280]
图12为实施例2提供的微流混合芯片盒使用状态的示意图
[0281]
图13为实施例3提供的多个微流混合芯片盒并联组成的用于并行高通量纳米粒子生成的微流混合芯片盒的示意图
[0282]
图14为实施例5中的本发明提供的微流混合芯片与市售的厂家pni的鱼骨芯片制备脂质纳米颗粒的持续稳定性测试结果
[0283]
图15为实施例6中本发明提供的微流混合芯片与市售的厂家pni的鱼骨芯片制备的 egfp
‑
lpp的体外转染的荧光强度比较结果
[0284]
图16为实施例6中本发明提供的微流混合芯片与市售的厂家pni的鱼骨芯片制备的 egfp
‑
lpp的体外转染的gfp蛋白表达量比较结果
[0285]
图17为具体实施例中的混合单元通道的其他多种曲线结构示意图
具体实施方式
[0286]
下面结合附图对本发明的优选实施例作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。本发明具体实施例中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。
[0287]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0288]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语
在本发明中的具体含义。
[0289]
实施例1本发明提供的混合器
[0290]
本实施例提供的混合器的示意图如图5、图6和图7，其中图5为混合器的结构示意图，图6为图5的a
‑
a剖面图，图7为混合器中样品流动方向的示意图。
[0291]
如图5所示，本实施例提供的混合器，所述混合器包括混合单元1，混合单元1具有第一通道2和第二通道3，第一通道2为直线形，第二通道3为曲线形，第一通道2和第二通道3分别首尾相连，即第一通道2和第二通道3的首部和首部连在一起，尾部和尾部连在一起。
[0292]
优选地，所述第二通道3为半圆弧形，且具有成直线形的初始段4。
[0293]
优选地，所述初始段4长度小于等于第二通道长度的1/3。
[0294]
优选地，所述混合器包括两个或两个以上混合单元1，各个混合单元首尾相连；其中相邻的两个混合单元为a混合单元1和b混合单元5，a混合单元的第二通道3位于第一通道2 的右边，b混合单元5的第二通道6位于第一通道7的左边。
[0295]
优选地，所有通道宽度8一致。
[0296]
如图6所示，优选地，本发明提供的混合器的通道截面9为长方形，所有通道截面的长度10一致，所有通道宽度8一致。混合器的通道截面9可以根据需要制成各种形状，如圆形、半圆形、正方形、长方形、三角形、梯形等等，为方便制作，本实施例的通道截面优选为长方形或正方形。
[0297]
优选地，每个混合单元的第一通道2与下一个混合单元的第二通道6的初始段4成直线形连通。
[0298]
优选地，所述混合器包括6个混合单元1。
[0299]
优选地，混合效果的进一步提升还可以通过增加更多的混合单元串联来实现。
[0300]
优选地，根据制备产品的需要，还可以采用多个本实施例提供的混合器进行串联来提高混合效果。
[0301]
混合器中样品流体的流动方向如图7所示，样品之上而下流动，在混合器中充分混合。
[0302]
实施例2本发明提供的微流混合芯片盒
[0303]
本实施例提供的微流混合芯片盒如图8
‑
12所示，其中图8为微流混合芯片的结构示意图，图9为带有封装盒的微流混合芯片盒的结构示意图，图10为带有封装盒的微流混合芯片盒的背面结构示意图，图11为带有封装盒的微流混合芯片盒的侧面结构示意图，图12为微流混合芯片盒使用状态的示意图。
[0304]
本实施例提供的微流混合芯片盒中包含有实施例1提供的微流混合器。
[0305]
如图8
‑
11所示，本实施例提供了一种微流混合芯片盒，所述芯片盒包括芯片11，芯片 11上设有进液口12和312、出液口313、进液管道14和314、出液管道15和混合器16，进液口12、312和出液口313垂直于芯片侧壁设置；进液管道14连接进液口12和混合器16，进液管道314连接进液口312和混合器16，出液管道15连接出液口313和混合器16，所述芯片外设有封装盒17。所述进液口12和312，与出液口13分别位于芯片11的两侧。
[0306]
优选地，所述进液口12和312，与进液管道14、314都位于同一平面，所述出液口313 与出液管道15位于同一平面。
[0307]
优选地，进液口12和312、进液管道14和314、出液口313、出液管道15和芯片11均基
本位于同一平面。加样时仅需从芯片11的侧面进行注射。
[0308]
如图12所示，本发明提供的微流混合芯片盒，使进液口12、312与出液口13均垂直于于芯片11的侧壁设置，使用时，采用注射器垂直向下的注射方式，芯片11与注射器处于同一平面，注射器抽取液体样本后，将注射器垂直向下放置，气泡自然上浮到注射内部的顶端，然后再将注射器垂直向下分别插入到芯片11的进液口12与312，之后将注射器内部液体全部注射入进液口12与312中，由于气泡是上浮到注射器顶部的，因此无需担心气泡的注入，同时也避免了人工手工操作驱赶注射器头部的气泡，造成的昂贵样本液体的浪费。
[0309]
实施例3本发明提供的用于并行高通量纳米粒子生成的微流混合芯片盒
[0310]
如图13所示，本发明提供了一种用于并行高通量纳米粒子生成的微流混合芯片盒，所述芯片盒由多个实施例2提供的微流混合芯片盒并联组成。由于进液口12和312、出液口313 与芯片11在同一平面，加样时仅需从芯片11的侧面进行注射，使所述微流混合芯片盒可以多个叠加，从而实现并行高通量使用，可用于并行高通量纳米粒子的生成。
[0311]
实施例4不同芯片的性能比较
[0312]
分别采用实施例2提供的微流混合芯片和市售的厂家pni的鱼骨芯片进行脂质纳米粒的制备，考察不同混合流速对脂质纳米粒粒径的影响，具体步骤为：分别取适量的脂质溶液(可离子化脂质mc3，dspc，胆固醇，mpeg2000
‑
dmg按照50：10：38.5：1.5的摩尔比配制10mg/ml的脂质溶液)与egfp
‑
mrna混合(溶于1mm ph6.4的枸橼酸
‑
枸橼酸钠缓冲液，gfp的mrna序列:
[0313]
auggugagca agggcgagga gcuguucacc gggguggugc ccauccuggu cgagcuggac ggcgacguaa acggccacaa guucagcgug uccggcgagg
[0314]
101 gcgagggcga ugccaccuac ggcaagcuga cccugaaguu caucugcacc accggcaagc ugcccgugcc cuggcccacc cucgugacca cccugaccua
[0315]
201 cggcgugcag ugcuucagcc gcuaccccga ccacaugaag cagcacgacu ucuucaaguc cgccaugccc gaaggcuacg uccaggagcg caccaucuuc
[0316]
301 uucaaggacg acggcaacua caagacccgc gccgagguga aguucgaggg cgacacccug gugaaccgca ucgagcugaa gggcaucgac uucaaggagg
[0317]
401 acggcaacau ccuggggcac aagcuggagu acaacuacaa cagccacaac gucuauauca uggccgacaa gcagaagaac ggcaucaagg ugaacuucaa
[0318]
501 gauccgccac aacaucgagg acggcagcgu gcagcucgcc gaccacuacc agcagaacac ccccaucggc gacggccccg ugcugcugcc cgacaaccac
[0319]
601 uaccugagca cccaguccgc ccugagcaaa gaccccaacg agaagcgcga ucacaugguc cugcuggagu ucgugaccgc cgccgggauc acucucggca
[0320]
701 uggacgagcu guacaaguaa)，按照不同的流速1、6、12、20ml/min的混合流速，固定的混合比为3(mrna溶液)：1(脂质溶液)，固定的温度为37℃，混合，得到脂质纳米粒，再用动态光散射粒径仪测试颗粒粒径，并重复三次，结果如表1所示。
[0321]
表1不同芯片制得的脂质纳米粒的粒径比较
[0322]
序号混合流速(ml/min)pni的鱼骨芯片(nm)实施例1的微流混合芯片(nm)11164.7
±
1.1156.9
±
7.92688.7
±
8.190.6
±
5.4
31287.1
±
4.187.2
±
4.942076.7
±
1.883.4
±
8.5
[0323]
由表1可见，本发明实施例1提供的芯片结构与市售的厂家pni的鱼骨芯片在各流速范围(1，6，12，20ml/min)内制得的脂质纳米粒的粒径结果整体差别不大，但其中实施例 1提供的芯片制得的脂质纳米粒粒径更稳定，在不同流速时制得的粒径差别更小。可见采用本发明提供的微流混合芯片制得的纳米粒子更均一稳定，流阻更小，混合效率更高，同时还可进行并行高通量生产，效果明显优于现有的微流控芯片。
[0324]
实施例5芯片的持续稳定性测试
[0325]
采用实施例2提供的微流混合芯片进行脂质纳米粒的制备，考察芯片在用于持续混合制备时的稳定性，具体步骤为：分别取适量的脂质溶液与egfp
‑
mrna混合，按照固定的流速20ml/min的混合流速，固定的混合比3(mrna溶液)：1(脂质溶液)，固定的温度37℃，持续混合40min，并每隔10min进行取点，得到脂质纳米粒，并用动态光散射粒径仪测试颗粒粒径，并重复三次，结果如图14所示(脂质溶液和egfp
‑
mrna的成分参考实施例子4)。
[0326]
图14的测试结果显示，本发明提供的芯片结构的持续稳定性结果良好，芯片持续运行40分钟后得到的颗粒粒径结果与初始值相当，多分散性指数pdi小于0.05。
[0327]
实施例6不同芯片制备的egfp
‑
lpp的荧光成像和gfp表达定量结果
[0328]
分别采用实施例2提供的微流混合芯片和市售的厂家pni的鱼骨芯片进行脂质纳米粒的制备，制得的egfp
‑
lpp进行体外转染，考察不同芯片制备的egfp
‑
lpp的荧光成像和 gfp表达定量结果，具体步骤为：取制备得到的通过不同芯片制备得到的含100ngegfp
‑
mrna的脂质纳米粒(含有荧光mrna)与2*104个dc2.4细胞孵育24小时，随后用荧光显微镜观察其gfp的表达，结果如图15所示，最后用gfp定量试剂盒对gfp 的表达进行定量，结果如图16所示(脂质溶液和egfp
‑
mrna的成分参考实施例子4)。
[0329]
由图15可见，测试结果显示实施例1提供的芯片结构与市售的厂家pni的鱼骨芯片制备的egfp
‑
lpp的体外转染的荧光强度相当。
[0330]
由图16的测试结果显示，实施例1提供的芯片结构与市售的厂家pni的鱼骨芯片制备的egfp
‑
lpp的体外转染的gfp蛋白表达量相当，无显著性差异。
[0331]
实施例7不同混合单元数的混合效果比较
[0332]
采用实施例2提供的微流混合芯片，其中的混合单元数分别为2、4、6、8、10个，分别进行脂质纳米粒的制备，具体步骤为：分别取适量的脂质溶液与egfp
‑
mrna混合((脂质溶液和egfp
‑
mrna的成分参考实施例子4)。按照固定的流速20ml/min的混合流速，固定的混合比3(mrna溶液)：1(脂质溶液)，固定的温度37℃，持续混合40min，并每隔10min进行取点，得到脂质纳米粒，并用动态光散射粒径仪测试颗粒粒径，并计算分散性指数pdi和包封效率，重复三次，结果如表2所示。
[0333]
表2采用不同单元数进行聚合物/mrna纳米粒子生成效果比较
[0334]
混合单元数粒径pdi(分散性指数)包封效率(％)272.4
±
2.50.14590.3％479.2
±
3.70.11292.7％683.5
±
8.50.04099.6％884.1
±
6.30.04299.4％
1084.9
±
5.00.04399.1％
[0335]
由表2可见，采用6个混合单元的混合管道用于制备纳米粒子时的混合效果已经能完全满足制备纳米粒子所需的混合效果要求。
[0336]
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。如根据其微流控领域的应用范围均可做扩展。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
[0337]
在缺少本文中所具体公开的任何元件、限制的情况下，可以实现本文所示和所述的发明。所采用的术语和表达法被用作说明的术语而非限制，并且不希望在这些术语和表达法的使用中排除所示和所述的特征或其部分的任何等同物，而且应该认识到各种改型在本发明的范围内都是可行的。因此应该理解，尽管通过各种实施例和可选的特征具体公开了本发明，但是本文所述的概念的修改和变型可以被本领域普通技术人员所采用，并且认为这些修改和变型落入所附权利要求书限定的本发明的范围之内。
[0338]
本文中所述或记载的文章、专利、专利申请以及所有其他文献和以电子方式可得的信息的内容在某种程度上全文包括在此以作参考，就如同每个单独的出版物被具体和单独指出以作参考一样。申请人保留把来自任何这种文章、专利、专利申请或其他文献的任何及所有材料和信息结合入本技术中的权利。