專利名稱：制備量子點摻雜的聚合物微珠的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一般用作診斷工具的聚合物微珠檢測領域，尤其是涉及，利用直接的和可控的流體制備可識別粒子，優(yōu)選納米粒子，更優(yōu)選量子點摻雜的聚合物微珠的方法和 系統(tǒng)。
背景技術：
檢測和/或表征宿主中的疾病和/或病痛是一個復雜的過程，其一般包括一種或 一種以上的病源(例如，病原體)的識別。也可能常常存在需要和/或期望的檢測、表征和 /或識別一種或更多的毒物、毒素和/或遺傳表達因素?；旧锨驙铑w粒(又名微球體或微珠)擔負著可識別標記和/或印記的作用，口 語叫做“條形碼微珠”，可以用于與疾病相關的指標、與毒素相關的指標、和/或與基因相關 的指標的平行多元分析和/或識別。條形碼微珠也可以預先共軛到用于一種或更多具體指 標的生物識別分子(“BRMs”)上，例如，共軛到具有親和能的分子上，和/或能夠影響生物 識別分子。不同的指標可以結合到相應的與條形碼微珠共軛的生物識別分子上，以致能夠 進行指標的識別。染料標記的熒光微球體早已被認為是傳統(tǒng)的微陣列的潛在替換物，因為，它們已 經允許用于多元顏色的檢測且在指標選擇方面檢測靈活、稍改進的結合率、和/或降低了 產品的成本?；谌玖蠘擞浀臒晒馕⒅殛嚵幸呀浽试S使用不同大小的微珠和/或不同顏色 的微珠，以便使與具體的原生質有關的不同微珠粒子被分別識別成為可能?；谌玖蠘擞?的熒光微珠的功能性可以，然而，在此以前嚴重的依賴于一種或更多的使用的微球體的性 質(例如，大小、穩(wěn)定性、均一性、和/或留住熒光染料的能力)。早先，聚合物染料標記的熒光微球體已經是許多廣泛使用的微球體系中的其中之 一。聚合物母體有利地保護了來自外部的淬滅劑、光褪色和/或溶劑的極性的作用、PH值 和/或離子強度對植入的染料的影響，也可能同時提供了用于與不同的化合物結合的表面 活性官能團，且不會對該微球體的熒光性質帶來過度的負面影響。不幸的是，然而，還沒有發(fā)展出任何一種簡單的用于大量的制備標記的和/或印 記的、具有均一定形、均一分布和/或熒光性質可控的聚合物微珠的一步制備法。而且，在多元診斷分析中使用聚合物微珠作為探針，其中微珠是用來結合到具體 的靶上，不只要求各種形式的微珠可以被檢測到，而且要求它們彼此可以互相區(qū)分。這種條 形碼可以同時被嵌入具有納米尺寸熒光基團的珠子中，例如量子點(QD，QDs)。量子點是可以表現出大小可調且其組合物可調可以均勻和/或窄頻帶寬度發(fā)射 熒光的半導體納米粒子。量子點一般表現出通常在離散的微粒中或在成塊的固體中觀察不 到的光學和/或電子學性質。量子點的這些性質歸因于其外形大小(例如，它們一般小于 激子玻爾半徑)。結果，量子限制會導致量子點呈現出其某些獨特的(依賴于大小的)性 質。盡管對于本發(fā)明的工作不是必要的，一般仍認為，隨著量子點越來越小，帶隙能量會增大，光量子放射的能量也增加。例如，發(fā)射藍光的量子點如果不是最小也可能是發(fā)射可 見光的量子點中尺寸最小的一個。相反，量子點的尺寸越大，帶隙能量越小。由更大的量子 點發(fā)射的熒光的顏色，因此，通常位于可見光譜的紅端。除了光學可調性以外，量子點還具有更寬的激發(fā)幅面和窄的、均勻的發(fā)射光譜。這 些特點，連同其它的一起，可以使其更好的適合于光學多通道和/或用于與光學條形碼技 術聯合。充分表征的量子點的某些寬泛的變化在此是可用的。通常由元素周期表中 IIB-VIB族、IIIB-VB族和/或IVB-IVB族的元素微粒組成。量子點的核心通?？梢杂脕碜?具有比其核心的帶隙能量更大的二級半導體(secondsemiconductor)的覆蓋(cap)形成鈍 化。例如，IIB-VIB族元素的組合有時適合二級半導體。一種普遍的量子點可以由ZnS覆 蓋的CdSe核心組成。與有機染料相比，量子點具有相近的和/或微低的量子收率。量子點的這個特點 可以由于其某些更寬的激發(fā)幅面、更高的消光系數和/或更加低的光致褪色而被抵償。量 子點依賴于其尺寸的特點，與染料相比可以使其更好的使用，然而，使其制備更難操作。量子點與聚合物微珠的結合，可以作為有機染料的替代物，可以創(chuàng)造額外的制造 業(yè)難題和/或可以提高對高質量、均一的和/或穩(wěn)定的聚合物珠子的需要。相應的，需要和/或必須提供一種允許大批生產聚合物微珠的方法和/或系統(tǒng)。優(yōu) 選，上述系統(tǒng)和/或方法可以允許量子點的結合和/或用于控制各種參數，下述(i)珠子 的直徑，(ii)單分散度，(iii)珠子的表面形態(tài)，和/或(iv)生產率，例如，高生產量。現有技術中用于將量子點封入預先形成的聚苯乙烯微珠的方法包括使微珠在量 子點存在下在有機溶劑中膨脹。用這種方式，量子點可以擴散到該聚合物基質中。微珠隨 后可以通過蒸發(fā)有機溶劑而縮小，從而使得量子點“陷進”內部?，F有技術的方法的主要缺 點包括很難控制量子點在珠子內部的密度和/或量子點在聚合物基質中的分散。用于制備摻雜量子點的聚合物微珠的其它生產方法早先包括，例如，間歇式聚合 合成。在上述技術中，聚合基本上與量子點的結合同時發(fā)生。這類方法遇到的問題包括很 難控制珠子的直徑和/或缺乏單分散性。流動聚焦技術早先就已經用于制備染料標記的熒光聚合物微球體 (A. M. Ganan-Calvo 等，International Journal of Pharmaceutics 324(2006) 19-26)。 許多美國專利參考文獻一般也涉及用流動聚焦技術制備染料標記的熒光聚合物微球 體，包括以下文獻授權的US專利No. 6，119，953 (Ganan-Calvo)，公開的US專利申請 No. 10/649，376 (Ganan-Calvo)，和公開的 US 專利申請 No. 11/615，732 (Ganan-Calvo)。然 而，在此之前，如何應用上述流動聚焦技術制造插入了納米粒子(例如，尤其是量子點和/ 或磁性納米粒子)的聚合物微珠，尤其，是用一步法制備，對于本領域普通技術人員來說并 不是那么容易顯而易見的。在這一點上其本身反而存在許多問題。具體的說，考慮到需要將量子點插入到聚 合物微珠中，流動聚焦方法在某些技術上迄今都是非常失敗的，例如，量子點在所選的溶劑 中的溶解性和穩(wěn)定性，聚合物的溶解性及其與量子點/溶劑體系的兼容性。流動聚焦技術存在的一個非常突出的缺點是其一般無法解決量子點摻雜的聚合 物微珠如何被設計成隨后共軛到生物識別分子上。出于該考慮，所選的聚合物不僅要可溶于量子點/溶劑系統(tǒng)(還不會導致量子點在溶液中沉淀析出)，而且所選的聚合物必須具備 能夠提供形成的微珠表面具有合適的功能性，例如，能與生物識別分子共軛的結構特征。優(yōu) 選提供一步法得到功能性表面，以便有利于除去珠子的任何后來的在其起初合成之后另外 需要的功能。過去，已有的微珠的表面都是用羧酸官能團來功能化的，因為這些基團很容易與 BRM的氨基發(fā)生耦合，以便BRM與珠子的表面形成共價鍵。然而，現有技術中在其重復單元 存帶有羧酸的聚合物，在溶解性方面有困難，因為其親水性太強而不能溶解到溶劑中，即無 法與量子點兼容。因此，依據本發(fā)明的一個優(yōu)選方式的目的是提供一種形成微珠的方法和/或系統(tǒng)。依據本發(fā)明的一個優(yōu)選方式的目的是提供一種形成聚合物微珠的方法和/或系統(tǒng)。依據本發(fā)明的一個優(yōu)選方式的目的是提供一種形成表面功能化的聚合物微珠的 方法和/或系統(tǒng)。依據本發(fā)明的一個優(yōu)選方式的目的是提供一種形成表面功能化的條形碼聚合物 微珠的方法和/或系統(tǒng)。依據本發(fā)明的一個優(yōu)選方式的目的是提供一種形成表面功能化的納米粒子摻雜 的聚合物微珠的方法和/或系統(tǒng)。依據本發(fā)明的一個優(yōu)選方式的目的是提供一種形成表面功能化的量子點摻雜的 聚合物微珠的方法和/或系統(tǒng)。依據本發(fā)明的一個優(yōu)選方式的目的是提供一種形成聚合物微珠的方法和/或系 統(tǒng)，其可以避免和/或克服一種或多種以前與聚合物微珠的大規(guī)模制備相關的問題。依據本發(fā)明的一個優(yōu)選方式的目的是提供用于具有均一的定形、均勻的分布和/ 或可控的易于鑒別的性質的條形碼聚合物微珠的大規(guī)模制備的一步方法和/或系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是避免或減少一個或更多的上述與現有技術有關的缺點，和/或實 現一個或更多上述本發(fā)明的目的。

發(fā)明內容
依據本發(fā)明，公開了一種形成微珠的方法。該方法包括步驟(a)、(b)、(c)、(d)和 /或(e)。在步驟(a)中，聚合物溶液的聚合物料流，流入到流動聚焦體的內部小室中。該 聚合物溶液包括溶解在溶劑中的粒子和聚合物。在步驟(b)中，聚焦液體流入小室中。聚 焦液體能夠與聚合物溶液反應形成適合與生物識別分子結合的官能團。在步驟(c)中，聚 焦液體被引入小室中并與聚合物料流接觸，以便聚焦該聚合物料流。在步驟(d)中，該聚焦 液體和聚焦的聚合物料流聚焦在一起流動，作為單流料流，從小室中流出。在步驟(e)中， 懸垂的液滴從單流料流的前端部分斷開從而形成微珠。每個微珠結合組合成一套的可識別 粒子。該聚焦液體與聚合物溶液反應，在每個微珠的表面形成一個或更多的官能團，以便微 珠適合于與生物識別分子結合。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，步驟(b)可以優(yōu)選基本上與步驟(a)同時 進行，但不是必需的。
依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(d)中，在單流料流中，聚焦液體可 以優(yōu)選其基本上包裹著聚合物料流，但不是必需的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，該方法可以優(yōu)選在步驟(e)后還包括步驟
(f)，但不是必需的。在步驟(f)中，微珠可以優(yōu)選被收集在包含液槽的容器中，但不是必需 的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(f)中，液槽可以優(yōu)選被攪拌和/或 微珠可以優(yōu)選允許其固化。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，該方法可以優(yōu)選在步驟(e)后還括步驟
(g)，但不是必需的。在步驟(g)中，微珠可以優(yōu)選允許其固化，但不是必需的，可以優(yōu)選從 液槽中回收，但不是必需的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(g)中，微珠可以優(yōu)選通過離心作 用回收，但不是必需的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，該方法可以優(yōu)選在步驟(a)之前，還包括 預處理步驟，但不是必需的，優(yōu)選通過將粒子和聚合物溶解在溶劑中形成聚合物溶液，但不 是必需的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，該方法可以優(yōu)選在步驟(a)之前，還包括 預處理步驟，但不是必需的，優(yōu)選通過首先將粒子溶解在溶劑中形成聚合物溶液，但不是必 需的，更優(yōu)選將聚合物溶解在溶劑中，但不是必需的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(a)中，溶劑可以優(yōu)選包括有機溶 劑，但不是必需的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(a)中，聚合物可以優(yōu)選基本上是 疏水的，但不是必需的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(a)中，聚合物可以優(yōu)選包括聚苯 乙烯粉末和/或其衍生物，但不是必需的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(a)中，聚合物可以優(yōu)選包括聚苯 乙烯_酸酐共聚物，但不是必需的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(a)中，聚苯乙烯-酸酐共聚物可以 優(yōu)選包括聚苯乙烯_馬來酸酐共聚物，但不是必需的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，官能團可以優(yōu)選在步驟(a)中被保護，但 不是必需的。該官能團可以優(yōu)選在聚焦液體與聚合物溶液反應之后被去保護，但不是必需 的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，官能團可以優(yōu)選包括羧酸基，但不是必需 的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，羧酸基可以優(yōu)選在步驟(a)中被保護，但 不是必需的。該羧酸基可以優(yōu)選在聚焦液體與聚合物溶液反應之后被去保護，但不是必需 的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(b)中，聚焦液體可以優(yōu)選包括水， 但不是必需的。羧酸基可以優(yōu)選通過與水的水解被去保護，但不是必需的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(a)中，粒子可以優(yōu)選，但不是必需
11的，包括熒光基團。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(a)中，粒子可以優(yōu)選，但不是必需 的，包括納米粒子。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(a)中，粒子可以優(yōu)選，但不是必需 的，包括量子點。
依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(a)中，聚合物溶液可以優(yōu)選，但不 是必需的，包括一種或更多類型的量子點的組合。該量子點與每個微珠結合的組合成一套 的可識別粒子可以優(yōu)選，但不是必需的，適合于，在輻射后，發(fā)射出一個或更多基于顏色和/ 或強度的可識別的光譜信號。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(a)中，粒子可以優(yōu)選，但不是必需 的，包括量子點和磁性納米粒子的組合。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(d)中，單流料流可以優(yōu)選，但不是 必需的，從小室中流出，進入聚焦噴嘴。在步驟(e)中，該單流料流可以優(yōu)選，但不是必需 的，從聚焦噴嘴中流出。每個微珠的濕直徑(dg)可以優(yōu)選，但不是必需的，直接取決于步驟 (e)中聚合物料流的直徑。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，每個微珠的濕直徑(dg)可以優(yōu)選，但不是 必需的，根據下述方程決定dg = 1. 89dj其中…可以優(yōu)選是步驟(e)中聚合物料流的直徑。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(d)中，單流料流可以優(yōu)選，但不是 必需的，從小室中流出，進入聚焦噴嘴。在步驟(e)中，該單流料流可以優(yōu)選，但不是必需 的，從聚焦噴嘴中流出。步驟(e)中聚合物料流的直徑(dp可以優(yōu)選，但不是必需的，取決 于步驟(e)中聚焦噴嘴的直徑、步驟(a)中聚合物溶液的密度和/或流速和/或步驟(b) 中聚焦液體的密度和/或流速。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，步驟(e)中聚合物料流的直徑(…)可以優(yōu) 選，但不是必需的，根據下述方程決定其中D可以優(yōu)選是步驟(e)中出口噴嘴的直徑，口2可以優(yōu)選是步驟(b)中聚焦液 體的密度，口工可以優(yōu)選是步驟(a)中聚合物溶液的密度，92可以優(yōu)選是步驟(b)中聚焦液 體的流速，和/或仏可以優(yōu)選是步驟(a)中聚合物溶液的流速。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，每個微珠的濕直徑(dg)可以優(yōu)選，但不是 必需的，直接取決于步驟(e)中聚合物料流的直徑。每個微珠的濕直徑(dg)可以優(yōu)選，但 不是必需的，根據下述方程決定dg = 1. 89dj其中…是步驟(e)中聚合物料流的直徑。步驟(a)中聚合物溶液的密度(P》， 步驟(b)中聚焦液體的密度(P2)，和步驟(e)中出口噴嘴的直徑(D)，可以優(yōu)選預先確定，但不是必需的。當聚合物溶液流入小室的流速(Qi)約為每小時1毫升(ml/h)，聚焦液體流 入小室的流速(Q2)約為每小時180毫升(ml/h)時，該方法可以優(yōu)選，但不是必需的，形成 的微珠的直徑約為6微米(y m)。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，每個微珠的濕直徑(dg)可以優(yōu)選，但不是 必需的，直接取決于步驟(e)中聚合物料流的直徑。每個微珠的濕直徑(dg)可以優(yōu)選，但 不是必需的，根據下述方程決定dg = 1. 89dj其中…可以優(yōu)選是步驟(e)中聚合物料流的直徑。步驟(a)中聚合物溶液的密度 (Pi)，步驟(b)中聚焦液體的密度(P2)，和步驟(e)中出口噴嘴的直徑(D)，可以優(yōu)選預先 確定，但不是必需的。當聚合物溶液流入小室的流速(QD約為每小時0.5毫升(ml/h)，聚 焦液體流入小室的流速(Q2)約為每小時180毫升(ml/h)時，該方法可以優(yōu)選，但不是必需 的，操作形成的微珠的直徑約為5微米(ym)。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(a)之前，聚合物溶液的濃度可以 優(yōu)選，但不是必需的，以重量_重量百分數計約為0. 04(4wt% )。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，該方法可以優(yōu)選，但不是必需的，還包括， 優(yōu)選在步驟(a)之前，縮小聚合物料流的橫截面使一級聚合物變窄的步驟。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，該方法可以優(yōu)選，但不是必需的，還包括， 優(yōu)選在一級窄化步驟之后和優(yōu)選在步驟(a)之前，進一步縮小聚合物料流的橫截面使二級 聚合物變窄的步驟。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在步驟(b)中，聚焦液體可以優(yōu)選，但不是 必需的，流入小室進入聚焦料流中。該方法可以優(yōu)選，但不是必需的，還包括，優(yōu)選在步驟 (b)之前，減小聚焦料流的橫截面使聚焦液體變窄的步驟。依據本發(fā)明，還公開了一種形成微珠的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括聚合物溶液、聚焦液體和 流動聚焦裝置。聚合物溶液包括溶解在溶劑中的粒子和聚合物。聚焦液體能夠和聚合物溶 液反應形成適合于與生物識別分子結合的官能團。流動聚焦裝置包括由內部小室和出口定 形限定的流動聚焦體。小室有效接收聚焦液體和聚合物溶液的聚合物料流。聚焦液體在小 室中有效接觸和聚焦聚合物料流，以便聚焦聚合物料流。因此，聚焦液體和聚合物料流聚焦 從而有效流動，成為單流料流，通過出口離開小室。懸垂液滴從單流料流的前端部分有效脫 離從而形成微珠。每個微珠都結合組合成一套的可識別粒子。聚焦液體與聚合物溶液有效 反應從而在每個微珠的表面形成一個或更多的官能團，以便微珠適合于與生物識別分子結
口 o依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，流動聚焦裝置可以優(yōu)選，但不是必需的，還 包括聚合物供給部件。該聚合物供給部件可以優(yōu)選，但不是必需的，包括一級聚合物噴嘴， 其具有入口部分定形以限定入口，出口部分定形以限定末端的孔，和頸部定形以限定位于 入口和末端孔之間的內部通道。聚合物料流可以優(yōu)選，但不是必需的，可操作地流入入口， 通過內部通道，和/或從對著小室的端孔流出。一級聚合物噴嘴可以優(yōu)選，但不是必需的， 適合于在通過其中時有效減小該聚合物料流的橫截面。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，該聚合物供給部件可以優(yōu)選，但不是必需 的，另外包括二級聚合物噴嘴，優(yōu)選串聯在一級聚合物噴嘴之后。該聚合物料流可以優(yōu)選，但不是必需的，從一級聚合物噴嘴的末端孔流出，有效流入二級聚合物噴嘴入口部分限定 的入口，通過二級聚合物噴嘴的頸部限定的內部通道，和/或從二級聚合物出口部分限定 的對著小室的末端孔流出。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，二級聚合物噴嘴可以優(yōu)選，但不是必需的， 還包括結合于二級聚合物噴嘴的出口部分的和/或從二級聚合物噴嘴的末端孔延伸出去 的針狀部件。該針狀部件可以優(yōu)選，但不是必需的，由內部針通道和/或針孔定形限定。該 聚合物料流可以優(yōu)選，但不是必需的，從二級聚合物噴嘴出口部分的端孔，通過針通道，和/ 或從的針狀端孔向著小室流出。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，二級聚合物噴嘴可以優(yōu)選，但不是必需的， 適合于在通過其中時進一步有效減小聚合物料流的橫截面積。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，流動聚焦體可以優(yōu)選，但不是必需的，定形 限定通入小室的聚焦液體供給口。聚合物供給部件可以優(yōu)選，但不是必需的，確保接合于流 動聚焦體。至少部分的聚合物供給部件可以優(yōu)選，但不是必需的，確保在聚合物供給口內部 接收。聚合物料流可以優(yōu)選，但不是必需的，從聚合物供給部件流入小室中。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，流動聚焦裝置可以優(yōu)選，但不是必需的，還 包括聚焦液體供給噴嘴。該聚焦液體供給噴嘴可以優(yōu)選，但不是必需的，具有入口部分定形 以限定入口，出口部分定形以限定末端孔，和/或頸部定形以限定位于聚焦液體供給噴嘴 的入口和聚焦液體供給噴嘴的末端孔之間的內部通道。聚焦液體的聚焦料流可以優(yōu)選，但 不是必需的，流入聚焦液體供給噴嘴的入口，通過聚焦液體噴嘴的內部通道，和/或從對著 小室的聚焦液體供給噴嘴的末端孔流出。聚焦液體供給噴嘴可以優(yōu)選，但不是必需的，適合 于在通過其中時減小聚焦料流橫截面。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，流動聚焦體可以優(yōu)選，但不是必需的，由聚 焦液體供給入口通向小室來定形限定。聚焦液體供給噴嘴可以優(yōu)選，但不是必需的，確保接 合于流動聚焦體。聚焦液體供給噴嘴的至少部分出口可以優(yōu)選，但不是必需的，確保在聚焦 液體供給入口內部接收。聚焦液體料流可以優(yōu)選，但不是必需的，從該聚焦液體供給噴嘴的 末端孔流出，進入小室中。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，該系統(tǒng)優(yōu)選，但不是必需的，還包括液槽和 包含液槽的用于收集微珠的容器，優(yōu)選從單流料流的前端脫離之后的微珠。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，液槽可以優(yōu)選，但不是必需的，包含聚焦液 體。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，溶劑可以優(yōu)選，但不是必需的，包括有機溶 劑。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，有機溶劑可以優(yōu)選，但不是必需的，包括氯
仿和/或二氯甲烷。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，聚合物可以優(yōu)選，但不是必需的，基本上是 疏水的。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，聚合物可以優(yōu)選，但不是必需的，包括聚苯 乙烯粉末和/或其衍生物。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，聚合物可以優(yōu)選，但不是必需的，包括聚苯
14乙烯-酸酐共聚物。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，聚苯乙烯-酸酐的共聚物可以優(yōu)選，但不 是必需的，包括聚苯乙烯_馬來酸酐共聚物。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在聚合物溶液中官能團可以優(yōu)選，但不是 必需的，在聚焦液體與聚合物溶液有效反應之前被保護起來。官能團可以優(yōu)選，但不是必需 的，在聚焦液體和聚合物溶液有效反應之后被去保護。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在聚合物溶液中官能團可以優(yōu)選，但不是必需的，包括羧酸基團，優(yōu)選至少在聚焦液體與聚合物溶液有效反應之后。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，在聚合物溶液中羧酸基團可以優(yōu)選，但不 是必需的，在聚焦液體與聚合物溶液有效反應之前被保護起來。羧酸基團可以優(yōu)選，但不是 必需的，在聚焦液體和聚合物溶液有效反應之后被去保護。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，聚焦液體可以優(yōu)選，但不是必需的，包括 水。羧酸基團可以優(yōu)選，但不是必需的，通過與水的水解被去保護。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，聚焦液體可以優(yōu)選，但不是必需的，包括 水。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，粒子可以優(yōu)選，但不是必需的，包括熒光基團。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，粒子可以優(yōu)選，但不是必需的，包括納米粒子。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，納米粒子可以優(yōu)選，但不是必需的，包括半 導體納米粒子、磁性納米粒子、金屬導體納米粒子、金屬氧化物納米粒子、和/或熒光納米 粒子。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，粒子可以優(yōu)選，但不是必需的，包含量子
點ο依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，聚合物溶液可以優(yōu)選，但不是必需的，包含 一種或更多類型的量子點的組合。利用每個微珠結合的該組合成一套的可識別的量子點可 以優(yōu)選，但不是必需的，適合于，輻射之后，產生一種或更多的基于顏色和/或強度的可識 別光譜信號。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，粒子可以優(yōu)選，但不是必需的，包括量子點 和磁性納米粒子的組合。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，流動聚焦裝置進一步可以優(yōu)選，但不是必 需的，還包括由通過其的聚焦噴嘴定形限定的聚焦口。該聚焦口可以優(yōu)選，但不是必需的， 基本上阻攔了流動聚焦體的出口。該聚焦噴嘴可以優(yōu)選，但不是必需的，起始于小室。單流 料流可以優(yōu)選，但不是必需的，通過聚焦噴嘴從小室中有效流出。該單流料流可以優(yōu)選，但 不是必需的，從聚焦噴嘴中有效流出。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，聚焦液體可以優(yōu)選，但不是必需的，基本上 包裹著聚合物料流形成單流料流流過，和/或從聚焦噴嘴流出。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，每個微珠的濕直徑(dg)可以優(yōu)選，但不是 必需的，直接取決于從聚焦噴嘴流出的聚合物料流的直徑。
依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，每個微珠的濕直徑(dg)可以優(yōu)選，但不是 必需的，根據下述方程決定dg = 1. 89dj其中Clj可以優(yōu)選是從聚焦噴嘴流出的聚合物料流的直徑。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，從聚焦噴嘴流出的聚合物料流的直徑(Clj) 可以優(yōu)選，但不是必需的，取決于當聚合物料流脫離聚焦噴嘴時的直徑；進入小室的聚合物 溶液的密度和/或流速；進入小室的聚焦液體的密度和/或流速。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，從聚焦噴嘴流出的聚合物料流的直徑(Clj) 可以優(yōu)選，但不是必需的，根據下述方程決定<formula>formula see original document page 16</formula>其中D可以優(yōu)選是當聚合物料流出聚焦噴嘴時的直徑，P 2可以優(yōu)選是進入小室的 聚焦液體的密度，ρ ！可以優(yōu)選是進入小室的聚合物溶液的密度，Q2可以優(yōu)選是進入小室的 聚焦液體的流速，和/或Q1可以優(yōu)選是進入小室的聚合物溶液的流速。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，每個微珠的濕直徑(dg)可以優(yōu)選，但不是 必需的，直接取決于流出聚焦噴嘴的聚合物料流的直徑(…)。每個微珠的濕直徑(dg)可以 優(yōu)選，但不是必需的，根據下述方程決定dg = 1. 89dj進入小室的聚合物溶液的密度(P1),進入小室的聚焦液體的密度(口2)，和/或當 聚合物流出聚焦噴嘴的直徑(D)，可以優(yōu)選預先確定，但不是必需的。當聚合物溶液流入小 室的流速(Q1)約為每小時1毫升(ml/h)，聚焦液體流入小室的流速(Q2)約為每小時180毫 升(ml/h)時，該系統(tǒng)可以優(yōu)選，但不是必需的，形成微珠的直徑約為6微米(μπι)。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，每個微珠的濕直徑(dg)可以優(yōu)選，但不是 必需的，直接取決于從聚焦噴嘴流出的聚合物料流的直徑(dp。每個微珠的濕直徑(dg)可 以優(yōu)選，但不是必需的，根據下述方程決定dg = 1. 89dj進入小室的聚合物溶液的密度(P1),進入小室的聚焦液體的密度(口2)，和/或當 聚合物流出聚焦噴嘴的直徑(D)，可以優(yōu)選預先確定，但不是必需的。當聚合物溶液流入小 室的流速(Q1)約為每小時0. 5毫升(ml/h)，聚焦液體流入小室的流速(Q2)約為每小時180 毫升(ml/h)時，該系統(tǒng)可以優(yōu)選，但不是必需的，操作形成的微珠的直徑約為5微米(μ m)。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，聚合物溶液的濃度可以優(yōu)選，但不是必需 的，以重量-重量百分數計約為0. 04(4wt% )。依據本發(fā)明，還公開了依據上述任意方法和/或系統(tǒng)形成的微珠。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，該微珠可以優(yōu)選，但不是必需的，適合于與 抗體或抗原有效結合作為生物識別分子。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，該微珠(與抗體或抗原有效結合)可以優(yōu) 選，但不是必需的，適合于在檢測一種或更多的疾病的多元診斷性試驗中作為探針。
依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，該疾病可以優(yōu)選，但不是必需的，是HIV、肝炎B、肝炎C、瘧疾、登革熱病毒、和/或禽流感(H5N1)。依據本發(fā)明一個優(yōu)選方式的一個方面，該微珠(與生物識別分子有效結合)可以 優(yōu)選，但不是必需的，適合于在檢測一種或更多的基因表達因素的多元診斷性試驗中作為 探針。本發(fā)明其它的優(yōu)點、性質和/或特征，與操作方法和/或與該方法和系統(tǒng)的要素相 關的功能，和/或步驟的組合，生產的要素和/或經濟性，將根據以下的詳細說明和依據附 圖附加的權利要求變得顯而易見，后者將在下文中簡要描述。


依據本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的特點是其新穎性，關于其構造、結構、應用和操作方 法，與其進一步的目的和其優(yōu)點，將從下面的附圖中更好的理解，其中本發(fā)明優(yōu)選的方式將 通過實施例進行說明。然而，很容易理解

和描述的目的并不是為了限定本發(fā)明。在 附圖中圖1是依據本發(fā)明的優(yōu)選方式用于形成微珠系統(tǒng)的流動聚焦裝置的剖面主視圖；圖2是顯示于圖1中的系統(tǒng)的流動聚焦裝置完全組合的主視圖，與液槽和容器一 起使用；圖3是顯示于圖1中的流動聚焦裝置的前視圖的圖解部分，在剖視圖的輪廓部分 顯示出3A區(qū)域；圖3A是圖3中3A區(qū)域的放大圖；和圖4是依據本發(fā)明的優(yōu)選方式共軛和結合微珠的直觀顯示。
具體實施例方式現在參考附圖中的圖1-3A，顯示了依據本發(fā)明的系統(tǒng)的優(yōu)選方式中使用的流動聚 焦裝置10。從圖2中可以更好的看到，流動聚焦裝置10包括聚合物供給管46，聚合物供 給部件20，聚焦流體供給管86，聚焦流體供給噴嘴70，流動聚焦體100，聚焦口 114，和容器 150。優(yōu)選，該系統(tǒng)還包括聚合物溶液200，聚焦液體300 (能夠與聚合物溶液200反應)，和 液槽306，從圖3A中可以更好的看到且將在下文中更加詳細的描述。從圖1中可以更好的看到，聚合物供給部件20優(yōu)選包括一級和二級聚合物噴嘴， 分別為30和50。一級聚合噴嘴30包括入口部分32，頸部38，和出口部分40。一級噴嘴30的入口 部分32由入口 34定形限定(從圖3中可以更好的看到)。從圖1和2中可以更好的看到， 入口部分(可替換的稱為抓手構件)32優(yōu)選還適合于用于扣緊一級聚合物噴嘴30。一級聚合物噴嘴30的出口部分40由端孔42定形限定(更好的從圖1和3中看 到)，頸部38由運行在一級聚合物噴嘴30的入口 34和端孔42之間的內部通道36定形限 定(顯示于圖3中)。優(yōu)選，聚合物供給管46延伸通到一級聚合物噴嘴30的入口 34處。 從那兒，聚合物供給管46延伸入內部通道36中，基本上與一級聚合物噴嘴30的端孔42相 連接。二級聚合物噴嘴50優(yōu)選串聯在一級聚合物噴嘴30的后面。二級聚合物噴嘴50包括入口部分52定形以限定入口 54(從圖1可以更好的看到)。入口部分52也可以用于緊扣二級聚合物噴嘴50 (以便入口部分52可選的被稱為抓手構件52)。二級聚合物噴嘴50也包括由端孔62 (在圖1和3中更好的看到)定形限定的出 口部分60，和由運行在二級聚合物噴嘴50的入口 54和端孔62之間限定的內部通道56定 形限定的頸部58 (顯示于圖3中)。二級聚合物噴嘴50還額外包括接合出口部分60的構件64，其從二級聚合物噴嘴 50的端孔62中延伸出來。針狀構件64由針狀的端孔68和內部的針通道66定形限定。優(yōu)選，一級聚合物噴嘴30的頸部38和出口部分40延伸至二級聚合物噴嘴50的 入口 54處。從那兒，一級聚合物噴嘴30的出口部分40延伸至內部通道56中，基本上與二 級聚合物噴嘴50的針狀構件64連接(顯示于圖3中)。從圖1可以更好的看到，一級聚合物噴嘴30的頸部38優(yōu)選是螺紋的(因此其也 可被稱為一級聚合物噴嘴30的螺紋部分38)?？梢詮膱D1和圖2中更好的看到，二級聚合 物噴嘴50的入口部分52優(yōu)選配備了相應的螺紋(沒有顯示)連接入口 54，以便與一級聚 合物噴嘴30的螺紋部分38緊密配合，因此，可以確保一級聚合物噴嘴30和二級聚合物噴 嘴50彼此嚙合(顯示于圖2中)。流動聚焦體100包括入口部分102，頸部108和出口部分110。入口部分102由聚 合物供給入口 104A和聚焦液體供給入口 104B定形限定。出口部分110由出口 112定形限 定。入口部分102和頸部108優(yōu)選一起由延伸至聚合物供給入口 104A、聚焦液體供給入口 104B、和出口 112的內部小室106定形限定。優(yōu)選，二級聚合物噴嘴50的頸部58、出口部分60和針狀構件64延伸到流動聚焦 體100的聚合供給入口 104A處，從那兒，二級聚合物噴嘴50的針狀構件64延伸至小室106， 基本上與流動聚焦體的出口 112相連(顯示在圖3中)。由圖1可以更好的看到，二級聚合物噴嘴50的頸部58優(yōu)選有螺紋(因此其也可 被稱為二級聚合物噴嘴50的螺紋部分58)。可以從圖1和圖2中更好的看到，流動聚焦體 100的入口部分102可以優(yōu)選配備相應的螺紋(沒有顯示)連接聚合物供給入口 104A，以 便與二級聚合物噴嘴50的螺紋部分58緊密配合，因此，可以確保聚合物供給部件20和流 動聚焦體100彼此嚙合(顯示于圖2中)。聚焦液體供給噴嘴70包括入口部分72、頸部78、和出口部分80。聚焦流體供給噴 嘴70的入口部分72由入口 74定形限定(從圖3中可以更好的看到)。從圖1和2中可以 更好的看到，入口部分(也可選的被稱為“抓手構件”)72優(yōu)選適合于可以緊扣聚焦液體噴 嘴70。聚焦液體供給噴嘴70的出口部分80由端孔82 (從圖1和3中可以更好的看到) 定形限定，頸部78由運行在聚焦液體供給噴嘴70的入口 74和端孔82之間的內部通道76 定形限定(顯示于圖3中)。優(yōu)選，聚焦液體供給管86延伸至聚焦液體供給噴嘴70的入 口 74處。從那兒，聚焦液體供給噴嘴86延伸到內部通道76中，基本上與該聚焦液體供給 噴嘴70的端孔82相連接。優(yōu)選，聚焦液體供給噴嘴70的頸部78和出口 80延伸至流動聚焦體100的聚焦液 體供給入口 104B處。從那兒，聚焦液體供給噴嘴70的出口部分80延伸至內部小室106中， 基本上與流動聚焦體100的出口 112相連(顯示于圖3中)。
從圖1中可以更好的看出，聚焦液體噴嘴70的頸部78優(yōu)選有螺紋(因此其也可被 稱為聚焦液體噴嘴70的螺紋部分78)?？梢詮膱D1和圖2中更好的看到，流動聚焦體100 的入口部分102可以優(yōu)選配備相應的螺紋(沒有顯示)連接聚合物供給入口 104B，以便與 聚焦液體供給噴嘴70的螺紋部分78緊密配合，因此，可以確保聚焦液體供給噴嘴70和流 動聚焦體100彼此嚙合(顯示于圖2中)。 優(yōu)選，聚焦口 114由其中的聚焦噴嘴116定形限定。聚焦口 114基本上阻擋了流 動聚焦體100的出口 112。聚焦噴嘴116優(yōu)選從流動聚焦體100的內部小室106引出。聚 焦噴嘴116包括噴嘴入口末端118A和噴嘴出口部分118B。簡單的，依據本發(fā)明的優(yōu)選方式，涉及摻雜量子點的聚合物微珠形成方法，使用流 動聚焦裝置10。當然，依據本發(fā)明，應該理解下面描述的方法可以單獨使用上文描述的流動 聚焦裝置10。目前，該方法優(yōu)選包括預處理步驟，一級聚合物窄化步驟，二級聚合物窄化步驟， 聚焦液體窄化步驟，步驟(a)，步驟(b)，步驟(c)，步驟(d)，步驟(e)，步驟(f)(在步驟(e) 之后)，步驟(g)(在步驟(e)之后)。在預處理步驟中，可以選擇量子點506加入聚合物微珠500中(由圖4中可以看 到)，以便制備特定的且可識別的條形碼。該特定的條形碼、色碼和/或發(fā)射特性可以優(yōu)選 通過由不同大小的量子點506A、506B加入到微珠500的內部而預制得到。(值得一提的是， 作為旁白，那些參考數字506、506A和506B —般表示微珠500中的量子點，例如，從聚合物 溶液200中加入之后)。因為量子點506A、506B的不同大小會直接關系到其特殊的熒光光 譜、因此可以選擇特定的組合。通常，在微珠500內包裹的量子點506A、506B的不同組合會 給出特定的且容易識別的發(fā)射特性。此外，和/或可選的，選擇顏色特性和/或條形碼、熒光強度可用于判別不同的檢 測信號。當兩個或更多的量子點編碼的微珠500發(fā)射基本上一樣的光譜，微珠500內部的量 子點506的濃度是可調的，能發(fā)射可變強度的熒光信號。如果條形碼帶有單一的強度(未 顯示)，不同微珠中的強度的差異優(yōu)選大于一般與熒光峰強度相關的測量誤差。設置好條形碼之后，可以優(yōu)選于此開始制備微珠。然而，還是在預處理步驟中，量子點206優(yōu)選首先溶解在合適的有機溶劑例如氯 仿或二氯甲烷中，形成兩種不同顏色的量子點溶液。然后，需要顏色的量子點溶液以適當的 比率混合產生需要的條形碼發(fā)射光譜。例如，在圖3A中描寫的制備聚合物溶液200的過 程中，兩種不同的顏色量子點溶液首先被混合，其分別包括不同類型的量子點206A、206B。 (值得一提的是，作為旁白，那些參考數字206、206A和206B —般表示聚合物溶液200中的 量子點，例如，在加入任何微珠500之前)。其后，聚合物粉末(例如聚苯乙烯粉末和/或一 種或更多其衍生物)優(yōu)選溶解到加入了量子點的溶液中制成成品聚合物溶液200。加入到 聚合物溶液200中的聚合物的量是可變的，其依賴于需要的微珠500的直徑。也是在預處理步驟中，優(yōu)先選擇能夠與聚合物溶液反應的聚焦液體。依據本發(fā)明 優(yōu)選的一實施方式，聚焦液體是水。考慮及此，在步驟(b)后，優(yōu)選的聚焦液體300 (例如， 水)能夠與聚合物溶液200在聚合物料流202A中反應，形成一種或更多的能夠與生物識別 分子600結合的官能團504是重要的。依據本發(fā)明利用流動聚焦制備方法制備的量子點摻雜的聚合物微珠500，打算用作各種疾病，包括瘧疾、HIV、肝炎B、肝炎C、登革熱、和/或禽流感(H5N1)的多元診斷測試 的探針。條形碼微珠500的表面502必需被官能化使其結合必要的BRMs600。由于本發(fā)明 的目的，需要的BRMs600可以包括抗體、抗原、核苷酸序列、DNA/RNA碎片、和能與毒物和/ 或毒素(例如，在一定程度上可存在于生物系統(tǒng)中的上述毒物和/或毒素，諸如，例如，在生 態(tài)系統(tǒng)中)結合的分子。首先，條形碼微珠500可以首先被合成(例如，不使用流動聚焦技 術)和，然后微珠的表面502可以被附加的羧基官能團官能化。這些羧基官能團的存在可以 使得BRMs600的伯胺與微珠500的表面502以共價鍵結合，通過使用偶聯劑例如EDC (1-乙 基-3-(3-二甲胺基丙基)碳化二亞胺)。然而，依據本發(fā)明使用的方法和系統(tǒng)，該額外設置 的形成官能化的步驟可以被省略掉。在該預處理步驟中，可以優(yōu)選制備聚合物溶液200，以便包含，尤其是，包括羧酸基 官能團504的結構的聚合物。相應的，產生于上述聚合物的微珠500可以摻雜量子點，在其 表面502上已經攜帶了羧酸基官能團504，準備與BRMs600共軛。下一步，一級聚合物窄化步驟，可以更好的從圖1和3中理解，聚合物溶液200通 過聚合物供給管46，并通過入口 34和一級聚合物噴嘴30的內部通道36，流入聚合物料流 202。從那兒，聚合物料流202從端孔42流出，通常流向內部小室106。在一級聚合物窄化步驟中，可以更好的從圖1理解，在通過一級聚合物噴嘴30的 過程中，聚合物料流202的橫截面被減小?？蛇x的，聚合物料流202的橫截面可以在從一級 聚合物噴嘴30流出后減小(例如，例如可以參考圖3理解)。在二級聚合物窄化步驟中，可以更好的從圖1和3理解，聚合物料流202A流過通 道56和二級聚合物噴嘴50的針狀通道66。在二級聚合物窄化步驟中，可以更好的從圖1 和3理解，聚合物料流202A的橫截面在通過二級聚合物噴嘴50的過程中進一步減少。其 后，聚合物料流202A從針狀端孔68中流出，然后流入內部小室106。一級和二級聚合物窄化步驟優(yōu)選在步驟(a)之前進行。聚焦液體窄化步驟優(yōu)選在 步驟(b)之前進行。在聚焦液體窄化步驟中，可以更好的從圖1和3理解，聚焦液體300通過聚焦液體 供給管86，并通過入口 74和聚焦液體供給噴嘴70的內部通道76，流入聚合物料流中。從 那兒，聚焦料流從端孔82流出，然后流向內部小室106。在聚焦液體窄化步驟中，可以更好 的從圖1理解，聚焦液體料流的橫截面在通過聚焦液體供給噴嘴70的過程中減小。圖3A描述了聚合物溶液200和聚焦液體300通過各個步驟分別形成聚合物料流 202A、202C、202D、202E，以及聚焦液體料流 302C、302D。參照圖3A，在步驟(a)中，聚合物料流202A通過二級聚合物噴嘴50的針孔68流 入流動聚焦體100的小室106。依據本發(fā)明一些優(yōu)選的方式，如圖3A所示，聚合物料流202A 可以優(yōu)選包含兩種不同類型的量子點206A、206B的組合。優(yōu)選，步驟(b)基本上與步驟(a)同時進行。在步驟(b)中，聚焦液體300從聚焦 液體供給噴嘴70中流出，然后流向內部小室106 (可以更好的從圖3中領會)。在步驟(c)中，在聚焦料流302C中的聚焦液體300與聚合物料流202C在聚焦體 100的內部小室106中直接接觸，以便將聚合物料流202C聚焦到聚焦噴嘴116的入口尾部 118A 中。然后，在步驟(d)中，聚焦液體300 (在聚焦料流302D中)和聚合物料流202D因此聚焦在一起，作為單流料流402，從內部小室106流出，并流入聚焦噴嘴116的入口尾部 118A。在該點上，在單流料流402中聚合物料流302D基本上包裹著聚合物料流202D。然 后，在聚焦噴嘴116的內部，單流料流402流向出口末端118B。在步驟(e)中，單流料流402從聚焦噴嘴116出口末端部分118B流出。懸垂的液滴 406從單流料流402的前端部分404處脫落，以便形成被聚焦液體300包裹的微珠500 (仍 然是濕的)。在步驟(f)中，可以從圖2中更好的領會，微珠500被收集于包含液槽306的容器 150的底部152。隨后，微珠500被固化和/或干燥。在依據本發(fā)明優(yōu)選的方式中，可以更 好的從圖2和3A中看出，聚焦噴嘴116浸入液槽306中。優(yōu)選，液槽306還包含聚焦液體 300，例如，優(yōu)選為水溶液?？梢詢?yōu)選，液槽306在微珠500固化的過程中維持攪拌狀態(tài)(沒 有顯示)。在步驟(g)中，可以允許微珠500在從液槽306中回收之前被進一步固化。依據 本發(fā)明的一個實施方式，微珠500可以通過離心作用收集和/或回收(沒有顯示)。一旦微珠干燥后，依據本發(fā)明制備的濕微珠500的直徑(dg)(例如，顯示在圖3A 中)會給出關于合成的微珠500的大小的重要信息。參見，例如L. Martin-Banderas等， Adv. Mater. 2006，18，559-564，禾口 A. Μ· Ganan—Calvo，Physical Review Letters 1998， 80(2)，285。濕微珠500的直徑(dg)不會直接給出干珠的實際直徑。盡管，其對于本發(fā)明 的工作或許并不重要，一般認為干燥的微珠直徑與濕微珠直徑(dg)有關，如下所示干微珠 直徑=dg*(wt% /聚合物的密度^氣例如，利用上述的關系，用預處理過的密度為1.05、 重量-重量百分數(wt%)為4% (或0.04)的聚苯乙烯，干微珠的直徑大約為濕微珠直徑 (dg)的1/3。在這種情形下，因此，干微珠500的直徑會永遠小于濕微珠500的直徑(dg)(顯 示于圖3A中)。認為濕微珠的直徑(dg)提供了干微珠500大小的上限。優(yōu)選，每個微珠500的濕直徑(dg)直接取決于步驟(e)中聚合物料流202E的直 徑(…)。微珠500的濕直徑(dg)由下述的方程決定dg = 1. 89dj步驟(e)中聚合物料流202E的直徑((Ij)取決于步驟(e)中聚焦噴嘴116的直 徑(D)、步驟(a)中聚合物料流202A的流速(Q1)和密度(P》和步驟(b)中聚焦液體300 的流速(Q2)和密度(P2)0相應的，步驟(e)中聚合物料流202E的直徑(dp取決于下述的方程 <formula>formula see original document page 21</formula>其它的都是常數，改變流速Q2和Q1會直接影響聚合物料流202E的大小，和后續(xù)的 微珠500的濕直徑(dg)。為了需要的微珠濕直徑(dg)嘗試優(yōu)化Q2和Q1,可以通過保持Q2M1的比率為常數 并相應提高的Q2和Q1的值，成功達到收率的提高(例如，單位時間內微珠的數量)。例如， 如果需要的流速是Q2 = "(^丨/?。∏襾?ImlA^Q2Al1的比值為180。為了提高收率，優(yōu)選，Q2和Q1都提高以便Q2Al1的值維持固定為180。以下方程突出顯示的某些其它參數可以，依次，影響聚焦液體的流速Q1和聚合物 料流的流速Q2
<formula>formula see original document page 22</formula>
其中，We是韋伯數，ρ 2是步驟(b)中聚焦液體的密度，ρ i是步驟(a)中聚合物溶液的密度，σ是聚合物料流和聚焦液體之間的界面張力，D是步驟(e)中出口的直徑，和dg是微珠的濕直徑。韋伯數We進一步由下述的方程定義，其中V2是聚焦液體300的速度，另一個術語 如先前定義
<formula>formula see original document page 22</formula>聚焦液體300的速度(V2)與Q2相關，依據下述的方程利用描述于此的流動聚焦技術制備特定直徑的聚合物微珠500可以優(yōu)選需要考 慮到的幾個參數。這些參數可以優(yōu)選包括一個或更多以下的參數(i)流速，( )聚合物的 濃度，(iii)聚合物的類型，和(vi)聚合物溶劑(聚焦相)。這些參數中的每一個都將于下 文詳細描述。如前所述，被引入到流動聚焦體100的內部小室106的聚合物料流202A[在步驟 (a)中]的流速Q1與聚合物料流300 [在步驟(b)中]的流速Q2的是很關鍵的。這些流速 影響步驟(e)中聚合物料流202E的直徑…。在本發(fā)明的一個實施方式中，聚合物溶液200 從聚合物供給部件20中，以lml/h的速度引入，聚焦液體300 (例如，水)以180ml/h的速 度引入以制備直徑為6微米的珠子。當使用的流速分別為0.5ml/h和180ml/h時，獲得的 珠子的直徑為5微米。可以優(yōu)選，調整聚合物溶液200和聚焦液體300的流速從而制備出 需要大小和收率的微珠500。在聚合物溶液200中使用的聚合物的濃度以及使用的聚合物的類型，會影響到濕 微珠500干燥并固化后濕直徑(dg)減少多少?？梢詢?yōu)選聚合物溶液形成的濃度為約0.04 的重量-重量百分數(4wt%)。可以認為，盡管其對于該發(fā)明的工作不重要，聚合物的分子量和濃度越大，微珠的直徑越大。微珠500的干燥速率(其本身取決于聚合物料流202的蒸氣壓和其在聚焦液體300中的溶解性)可能嚴重影響形成的微珠500的最終大小相對于起始微珠500的濕直徑 (dg)，并影響微珠表面502的光滑性。此外，雖然其對本發(fā)明的工作或許不重要，通常認為 聚合物料流202的蒸氣壓和溶解性越大，生成的微珠的大小和表面粗糙度越大。本發(fā)明優(yōu)選方式的方法會描述在下述的實施例中。實施例1 為了產牛需要的條形碼的發(fā)射光譜為520nm，580nm和630nm的比率 為1 2 3，通過以適當的比率混合不同顏色的量子點/氯仿溶液來設計條形碼。在 氯仿混合物中，溶解了工業(yè)級的聚(苯乙烯-共-馬來酸酐)，異丙基苯封端粉末(來 自Aldrich)(或衍生物)得到4%的聚合物溶液。然后，使用噴射泵(SP100I來自World Precision Instruments)以lml/h的速度將合成溶液，使用數字齒輪泵(Cole Parmer InstrumentCompany)以180ml/h的速度將作為聚焦液體的水，一起引入生產噴嘴(Avant-1 來自Ingeniatrics)。在反應期間，在攪拌下將噴嘴浸入水溶液中。通過整夜的攪拌使珠子 硬化，并通過離心作用來進行收集。實施例2 在本實施例中，使用以下的基于量子點的條形碼:555nm、580nm、605nm 相應的強度比為1 2 1。使用與實施例1相同規(guī)程，利用聚(苯乙烯-共-馬來酸酐) 制備溶液。實施例3 與在實施例1中使用相同的規(guī)程，然而，量子點被磁鐵礦納米粒子(來 自Ferrotec Corporation)代替溶解到氯仿中。本實施例產生的順磁性微珠被吸引到磁鐵 上，并且除去磁場其會失去磁性。實施例4:與在實施例1中使用相同的規(guī)程，然而，使用選定的量子點與磁鐵礦的 比率，形成量子點與磁鐵礦納米粒子的混合物。本實施例產生的微珠聯合了來自實施例1 和2的熒光性和實施例3的順磁性。參照圖4，描述了包含依據本發(fā)明的優(yōu)選方式制備的微珠500的軛合物800。微珠 500包含組合成一套的粒子506，更優(yōu)選，組合成一套的粒子含兩種類型量子點506A、506B 的506，包封在微珠500的內部。微珠500的表面502具有與生物識別分子600結合的官能 團504，該生物識別分子600自身與靶分子700結合。該組合成一套的粒子含506A、506B量子點的可識別的506適合，輻射后，制備一種 或更多的基于顏色和/或強度的可識別光譜信號。其它的修改和改變可以應用于依據本發(fā)明的其它實施方式的設計和制備，其不會 脫離本發(fā)明的精神范圍，其僅僅由本申請補充的權利要求限定。在上下文中已經介紹的量子點的上述方法，同樣適用于其它的納米粒子。依據本 發(fā)明的方法和體系能夠使用結合的納米粒子的類型，但不局限于，硬質納米粒子、聚合物納 米粒子、磁性納米粒子、金屬導體納米粒子、金屬氧化物納米粒子、熒光納米粒子。而且，在上下文中已經介紹的顯示結構和溶解性的聚合物的方法，需要構造官能 化的表面，量子點摻雜的珠子，該方法同樣適用于基本上疏水的聚合物，和包含被保護的可 以經由水解被去保護的羧酸基團的聚合物。上述聚合物可以聚苯乙烯_酸酐共聚物為例， 更具體的，以聚苯乙烯_馬來酸酐共聚物為例。這些聚合物可以溶于更適合量子點的溶劑 中(例如二氯甲烷和氯仿)，并可以與水接觸在其上產生需要的羧酸基團，在本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中，其為聚焦液體300。 上文已經介紹的說明書是為了解釋說明，而不是意欲窮舉或限制本發(fā)明以形成精確形式的說明。許多的修改和變化都可能是根據上述的教導，其對本領域技術人員來說是 顯而易見的。本發(fā)明的范圍不是由說明書來限定，而是由權利要求限定。
權利要求
一種形成微珠的方法，包括步驟(a)使聚合物溶液的聚合物料流流入流動聚焦體的內部小室中，該聚合物溶液包含溶解在溶劑中的粒子和聚合物；(b)使聚焦液體流入小室中，聚焦液體能夠與聚合物溶液反應形成適合與生物識別分子結合的官能團；(c)使聚焦液體直接在小室中與聚合物料流接觸，以便聚焦該聚合物料流；(d)使聚焦液體和聚合物料流聚焦在一起流動，從而作為單流料流從小室中流出；和(e)使懸垂的液滴從單流料流的前端部分斷開以便形成微珠；其中，每個微珠結合組合成一套可識別粒子；和其中，聚焦液體與聚合物溶液反應，在每個微珠的表面形成一個或更多的官能團，以便微珠適合于與生物識別分子結合。
2.根據權利要求1的方法，其中步驟(b)實質上與步驟(a)同時進行。
3.根據權利要求1和2中任一項的方法，其中在步驟(d)中，在單流料流中，聚焦液體 基本上包裹著聚合物料流。
4.根據權利要求1-3中任一項的方法，在步驟(e)后進一步包括步驟(f)，其中微珠被 收集在包含液槽的容器中。
5.根據權利要求4的方法，在步驟(f)中，攪拌液槽且微珠固化。
6.根據權利要求4的方法，在步驟(e)后還括步驟(g)，其中微珠固化并從液槽中回收。
7.根據權利要求6的方法，在步驟(g)中，微珠通過離心作用回收。
8.根據權利要求4-7中任一項的方法，其中液槽包含聚焦液體。
9.根據權利要求1-8中任一項的方法，其中在步驟(a)之前，進一步包括預處理步驟， 通過將粒子和聚合物溶解在溶劑中形成聚合物溶液。
10.根據權利要求1-8中任一項的方法，其中在步驟(a)之前，進一步包括預處理步驟， 通過首先將粒子溶解在溶劑中，然后將聚合物溶解在其中，形成聚合物溶液。
11.根據權利要求1-10中任一項的方法，其中在步驟(a)中，溶劑包括有機溶劑。
12.根據權利要求11的方法，其中有機溶劑包括氯仿和二氯甲烷。
13.根據權利要求1-12中任一項的方法，其中在步驟(a)中，聚合物基本上是疏水的。
14.根據權利要求1-13中任一項的方法，其中在步驟(a)中，聚合物包括聚苯乙烯粉末 或其衍生物。
15.根據權利要求1-13中任一項的方法，其中在步驟(a)中，聚合物包括聚苯乙烯-酸 酐共聚物。
16.根據權利要求15的方法，其中在步驟(a)中，聚苯乙烯-酸酐共聚物包括聚苯乙 烯-馬來酸酐共聚物。
17.根據權利要求1-16中任一項的方法，其中官能團在步驟(a)中被保護，并且其中在 聚焦液體與聚合物溶液反應之后所述官能團被去保護。
18.根據權利要求1-16中任一項的方法，其中官能團包括羧酸基。
19.根據權利要求18的方法，其中羧酸基在步驟(a)中被保護，并且其中在聚焦液體與 聚合物溶液反應之后所述羧酸基被去保護。
20.根據權利要求19的方法，其中在步驟(b)中，聚焦液體是水，并且其中羧酸基通過 與水的水解被去保護。
21.根據權利要求1-19中任一項的方法，其中聚焦液體是水。
22.根據權利要求1-21中任一項的方法，其中在步驟(a)中，粒子包括熒光基團。
23.根據權利要求1-21中任一項的方法，其中在步驟(a)中，粒子包括納米粒子。
24.根據權利要求23的方法，其中納米粒子包括半導體納米粒子、磁性納米粒子、金屬 導體納米粒子、金屬氧化物納米粒子或熒光納米粒子。
25.根據權利要求1-21中任一項的方法，其中在步驟(a)中，粒子包括量子點。
26.根據權利要求25的方法，其中在步驟(a)中，聚合物溶液包括一種或更多類型的量 子點的組合，且其中與每個微珠結合的組合成一套可識別量子點適合于，在輻射后發(fā)射出 一個或更多基于顏色和/或強度的可識別的光譜信號。
27.根據權利要求1-21中任一項的方法，其中在步驟(a)中，粒子包括量子點和磁性納 米粒子的組合。
28.根據權利要求1-27中任一項的方法，其中在步驟(d)中，單流料流從小室中流出， 進入聚焦噴嘴；其中在步驟(e)中，單流料流從聚焦噴嘴中流出；并且其中每個微珠的濕直 徑(dg)直接取決于步驟(e)中聚合物料流的直徑。
29.根據權利要求28的方法，其中每個微珠的濕直徑(dg)根據以下的方程決定dg = 1. 89dj其中…是步驟(e)中聚合物料流的直徑。
30.根據權利要求1-27中任一項的方法，其中在步驟(d)中，單流料流從小室中流出， 進入聚焦噴嘴；其中在步驟(e)中，單流料流從聚焦噴嘴中流出；其中步驟(e)中聚合物料 流的直徑(…)取決于步驟(e)中聚焦噴嘴的直徑、步驟(a)中聚合物溶液的密度和流速和 步驟(b)中聚焦液體的密度和流速。
31.根據權利要求30的方法，其中步驟(e)中聚合物料流的直徑(…)根據下述方程決定<formula>formula see original document page 3</formula>其中D是步驟(e)中出口噴嘴的直徑，P2是步驟(b)中聚焦液體的密度，P ！是步驟(a)中聚合物溶液的密度，Q2是步驟(b)中聚焦液體的流速，和Q1是步驟(a)中聚合物溶液的流速。
32.根據權利要求31的方法，其中每個微珠的濕直徑(dg)直接取決于步驟(e)中聚合 物料流的直徑，并根據下述方程決定dg = 1. 89dj其中…是步驟(e)中聚合物料流的直徑；和其中步驟(a)中聚合物溶液的密度(P1),步驟(b)中聚焦液體的密度(P2)，和步驟 (e)中出口噴嘴的直徑(D)，是預先確定的，以便當聚合物溶液流入小室的流速(Q1)約為每小時1毫升(ml/h)，聚焦液體流入小室的流速(Q2)約為每小時180毫升(ml/h)時，該方法 形成的微珠的直徑約為6微米(μ m)。
33.根據權利要求31的方法，其中每個微珠的濕直徑(dg)直接取決于步驟(e)中聚合 物料流的直徑，并根據下述方程決定dg = 1. 89dj其中…是步驟(e)中聚合物料流的直徑；和 其中步驟(a)中聚合物溶液的密度(P1),步驟(b)中聚焦液體的密度(P2)，和步驟 (e)中出口噴嘴的直徑(D)，是預先確定的，以便當聚合物溶液流入小室的流速(Q1)約為每 小時0.5毫升(ml/h)，聚焦液體流入小室的流速(Q2)約為每小時180毫升(ml/h)時，該方 法形成的微珠的直徑約為5微米(μ m)。
34.根據權利要求32和33中任一項的方法，其中在步驟(a)之前，聚合物溶液的濃度， 以重量-重量百分數計約為0. 04 (4wt% )。
35.根據權利要求1-34中任一項的方法，進一步包括，在步驟(a)之前，減小聚合物料 流的橫截面使一級聚合物變窄。
36.根據權利要求35的方法，進一步包括，在一級窄化步驟之后和步驟(a)之前，進一 步縮小聚合物料流的橫截面使二級聚合物變窄。
37.根據權利要求1-36中任一項的方法，其中在步驟(b)中，聚焦液體流入小室進入聚 焦料流中；并進一步包括，在步驟(b)之前，縮小聚焦料流的橫截面使聚焦液體變窄。
38.根據權利要求1-37任一項的方法形成的微珠。
39.根據權利要求38形成的微珠，適合于與作為生物識別分子的抗體或抗原有效結I=I ο
40.根據權利要求39形成的微珠，其中該微珠，與抗體或抗原有效結合，適合于在檢測 一種或更多疾病的多元診斷性試驗中作為探針。
41.根據權利要求40的微珠，其中疾病是HIV、肝炎B、肝炎C、瘧疾、登革熱病毒、和/ 或禽流感(H5N1)。
42.根據權利要求38形成的微珠，其中微珠，與生物識別分子有效結合，適合于在檢測 一種或更多的基因表達因素的多元診斷性試驗中作為探針。
43.一種形成微珠的系統(tǒng)，包括(a)聚合物溶液，包括溶解在溶劑中粒子和聚合物；(b)聚焦液體，能夠和聚合物溶液反應形成適合于與生物識別分子結合的官能團；(c)流動聚焦裝置，包括由內部小室和出口定形限定的流動聚焦體，其小室有效接收 聚焦液體和聚合物溶液的聚合物料流，聚焦液體與聚合物料流在小室中有效接觸，以便聚 焦聚合物料流，聚焦液體和聚合物料流聚焦從而有效流動，成為單流料流，通過出口離開小 室；其中懸垂液滴從單流料流的前端部分有效脫離從而形成微珠；其中每個微珠都結合組合成一套可識別的粒子，和其中聚焦液體與聚合物溶液有效反應從而在每個微珠的表面形成一個或更多的官能 團，以便微珠適合于與生物識別分子結合。
44.根據權利要求43的系統(tǒng)，其中流動聚焦裝置進一步包括聚合物供給部件，該聚合物供給部件包括一級聚合物噴嘴，其具有進入部分定形以限定入口、出口部分定形以限定 末端孔和頸部定形以限定位于入口和末端孔之間的內部通道；其中聚合物料流有效流入入 口，通過內部通道，從對著小室的端孔流出；其中一級聚合物噴嘴適合于在通過其中時有效 縮小該聚合物料流的橫截面。
45.根據權利要求44的系統(tǒng)，其中聚合物供給部件另外包括串聯在一級聚合物噴嘴之 后的二級聚合物噴嘴；其中聚合物料流來自一級聚合物噴嘴的末端孔，有效流入二級聚合 物噴嘴入口部分限定的入口，通過二級聚合物噴嘴的頸部限定的內部通道，從二級聚合物 噴嘴的出口部分限定的對著小室的端孔流出。
46.根據權利要求45的系統(tǒng)，其中二級聚合物噴嘴包括結合于二級聚合物噴嘴的出口 部分并從二級聚合物噴嘴的末端孔延伸出去的針狀部件；該針狀部件由內部針通道和針孔 定形限定；其中聚合物料流來自二級聚合物噴嘴出口部分的端孔，通過針通道，從對著小室 的針狀端孔流出。
47.根據權利要求45和46中任一項的系統(tǒng)，其中二級聚合物噴嘴適合于在通過其中時 進一步有效縮小聚合物料流的橫截面。
48.根據權利要求44-47中任一項的系統(tǒng)，其中流動聚焦體定形限定通入小室的聚合 物供給口 ；其中聚合物供給部件確保接合于流動聚焦體；至少部分的聚合物供給部件確保 接納在聚合物供給口內部，使得聚合物料流從聚合物供給部件流入小室中。
49.根據權利要求43-48中任一項的系統(tǒng)，其中流動聚焦裝置進一步包括聚焦液體供 給噴嘴，其具有入口部分定形以限定入口，出口部分定形以限定末端孔，頸部定形以限定位 于聚焦液體供給噴嘴的入口和聚焦液體供給噴嘴的末端孔之間的內部通道，其中聚焦液體 的聚焦料流流入聚焦液體供給噴嘴的入口，通過聚焦液體噴嘴的內部通道，從對著小室的 聚焦液體供給噴嘴的末端孔流出；其中聚焦液體供給噴嘴適合于在通過其中時有效減小聚 焦料流橫截面。
50.根據權利要求49的方法，其中流動聚焦體定形限定通向小室的聚焦液體供給入 口 ；其中聚焦液體供給噴嘴確保接合于流動聚焦體，聚焦液體供給噴嘴的至少出口部分確 保接納于聚焦液體供給入口中，以便聚焦液體料流從聚焦液體供給噴嘴的末端孔有效流出 進入小室中。
51.根據權利要求43-50中任一項的系統(tǒng)，進一步包括液槽和容器，所述容器包含液槽 用于有效收集從單流料流的前端脫離之后的微珠。
52.根據權利要求51的系統(tǒng)，其中液槽包含聚焦液體。
53.根據權利要求43-52中任一項的系統(tǒng)，其中溶劑包括有機溶劑。
54.根據權利要求53的系統(tǒng)，其中有機溶劑包括氯仿或二氯甲烷。
55.根據權利要求43-54中任一項的系統(tǒng)，其中聚合物基本上是疏水的。
56.根據權利要求43-55中任一項的系統(tǒng)，其中聚合物包括聚苯乙烯粉末或其衍生物。
57.根據權利要求43-55中任一項的系統(tǒng)，其中聚合物包括聚苯乙烯-酸酐共聚物。
58.根據權利要求57的系統(tǒng)，其中聚苯乙烯-酸酐共聚物包括聚苯乙烯-馬來酸酐共 聚物。
59.根據權利要求43-58中任一項的系統(tǒng)，其中在聚合物溶液中官能團在聚焦液體與 聚合物溶液有效反應之前被保護起來，且其中官能團在聚焦液體和聚合物溶液有效反應之后被去保護。
60.根據權利要求43-58中任一項的系統(tǒng)，其中至少在聚焦液體與聚合物溶液有效反 應之后，聚合物溶液中官能團包括羧酸基團。
61.根據權利要求60的系統(tǒng)，其中在聚合物溶液中，羧酸基團在聚焦液體與聚合物溶 液有效反應之前被保護起來，且其中羧酸基團在聚焦液體和聚合物溶液有效反應之后被去 保護。
62.根據權利要求61的系統(tǒng)，其中聚焦液體是水，其中羧酸基團通過與水的水解被去 保護。
63.根據權利要求43-61中任一項的系統(tǒng)，其中聚焦液體是水。
64.根據權利要求43-63中任一項的系統(tǒng)，其中粒子包括熒光基團。
65.根據權利要求43-63中任一項的系統(tǒng)，其中粒子包括納米粒子。
66.根據權利要求65的系統(tǒng)，其中納米粒子包括半導體納米粒子、磁性納米粒子、金屬 導體納米粒子、金屬氧化物納米粒子、或熒光納米粒子。
67.根據權利要求43-63中任一項的系統(tǒng)，其中粒子包括量子點。
68.根據權利要求67的系統(tǒng)，其中聚合物溶液包括一種或更多類型量子點的組合，且 其中利用每個微珠結合的組合成一套的可識別的量子點適合于，在輻射之后產生一種或更 多的基于顏色和/或強度的可識別光譜信號。
69.根據權利要求43-63中任一項的系統(tǒng)，其中粒子包括量子點和磁性納米粒子的組I=I ο
70.根據權利要求43-69中任一項的系統(tǒng)，其中流動聚焦裝置進一步包括聚焦口定形 以限定通過其的聚焦噴嘴，該聚焦口基本上阻攔了流動聚焦體的出口，并由該聚焦噴嘴從 小室導出，以便單流料流從小室中有效流出穿過聚焦噴嘴，以便單流料流從聚焦噴嘴中有 效流出。
71.根據權利要求70的系統(tǒng)，其中聚焦液體基本上包裹著聚合物料流形成單流料流通 過并從聚焦噴嘴流出。
72.根據權利要求70和71中任一項的系統(tǒng)，其中每個微珠的濕直徑(dg)直接取決于 從聚焦噴嘴流出的聚合物料流的直徑。
73.根據權利要求72的系統(tǒng)，其中每個微珠的濕直徑(dg)，根據下述方程決定dg = 1. 89dj其中…是從聚焦噴嘴流出的聚合物料流的直徑。
74.根據權利要求70和71中任一項的系統(tǒng)，其中從聚焦噴嘴流出的聚合物料流的直徑 (dj)取決于當聚合物料流流出時聚焦噴嘴的直徑、進入小室的聚合物溶液的密度和流速以 及進入小室的聚焦液體的密度和流速。
75.根據權利要求74的系統(tǒng)，其中從聚焦噴嘴流出的聚合物料流的直徑(dp根據下述 方程決定 <formula>formula see original document page 6</formula>其中D是當聚合物料流出聚焦噴嘴時的直徑，P2是進入小室的聚焦液體的密度，P工是 進入小室的聚合物溶液的密度，Q2是進入小室的聚焦液體的流速，Q1是進入小室的聚合物 溶液的流速。
76.根據權利要求75的系統(tǒng)，其中每個微珠的濕直徑(dg)直接取決于流出聚焦噴嘴的 聚合物料流的直徑(dp，并且其根據下述方程決定dg = 1.89dj其中進入小室的聚合物溶液的密度(P1),進入小室的聚焦液體的密度(P2),和當聚 合物流出聚焦噴嘴的直徑(D)，是預先確定的，以便當聚合物溶液流入小室的流速(Q1)約為 每小時1毫升(ml/h)，聚焦液體流入小室的流速(Q2)約為每小時180毫升(ml/h)時，系統(tǒng) 有效形成微珠的直徑約為6微米(μ m)。
77.根據權利要求75的系統(tǒng)，其中每個微珠的濕直徑(dg)直接取決于流出聚焦噴嘴的 聚合物料流的直徑(dp，并且其根據下述方程決定dg = 1.89dj其中進入小室的聚合物溶液的密度(P1),進入小室的聚焦液體的密度(P2),和當聚 合物流出聚焦噴嘴的直徑(D)，是預先確定的，以便當聚合物溶液流入小室的流速(Q1)約為 每小時0.5毫升(ml/h)，聚焦液體流入小室的流速(Q2)約為每小時180毫升(ml/h)時，系 統(tǒng)有效形成微珠的直徑約為5微米(μ m)。
78.根據權利要求76和77中任一項的系統(tǒng)，其中聚合物溶液的濃度，以重量-重量百 分數計約為0. 04(4wt% )0
全文摘要
在形成微珠的方法和系統(tǒng)中，聚合物溶液包括溶解在溶劑中的粒子和聚合物。聚合物溶液料流流入小室中。在小室中，聚焦液體與聚合物料流接觸，并使聚合物料流聚焦。聚焦液體和被聚焦的聚合物料流，作為單流料流，從小室中流出。懸垂的小滴從單流料流的前端滴下形成微珠。聚焦液體與聚合物溶液反應，在微珠的表面形成用于結合生物識別分子的官能團。在該系統(tǒng)中，流動聚焦裝置包括流動聚焦體定形形成的小室。還公開了依據本方法和系統(tǒng)形成的微珠。
文檔編號C08L35/00GK101821322SQ200880103911
公開日2010年9月1日 申請日期2008年6月23日 優(yōu)先權日2007年6月22日
發(fā)明者S·福涅爾比杜茲, 沃倫·謝·沃·尚 申請人:Fio公司