用于形成浓缩体积的微珠的流动聚焦方法和系统以及形成的微珠

摘要

在用于形成浓缩体积的微珠的方法和系统中，聚合物溶液和/或悬浮液包括溶解和/或分散在介质中的聚合物。聚焦流体和聚合物溶液和/或悬浮液的液流流向液槽并流动到相互交汇点，以使聚合物溶液和/或悬浮液聚焦。聚合物溶液和/或悬浮液流在液槽中形成微珠。从液槽中引出一些聚焦流体以对模具液槽中的微珠进行浓缩。该系统包括流动聚焦装置和液体容纳容器。聚焦装置包括聚合物和聚焦喷嘴。所述容器包含液槽并具有出口，穿过该出口从液槽中引出聚焦流体。

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于形成微珠的方法和系统，更具体地，涉及用于形成浓缩体积的微珠的流动聚焦方法和系统，以及形成在微珠。

背景技术

对于微珠(例如聚合物微珠)的大规模制造优选的是可以控制各种参数。这些参数中的一些可以包括、尤其是控制：(i)珠直径、(ii)单分散度、(iii)珠表面的形态和功能性和/或(iv)生产率——也就是优选能够实现高产。

将纳米颗粒例如量子点(QD)结合在聚合物微珠上的作用(例如用于诊断应用)会造成另外的制造难题和/或会提高对高质量、均匀和稳定的聚合物珠的要求。聚合物微珠的这些和其他的可能应用会对形成微珠的大批量制造方法和系统提出很大的要求。

已知的制造聚合物微珠(或如它们有时被称为的“微球”)采用流动聚焦技术。授权的美国专利No.6,116,516(Ganan-Calvo)在这方面进行了说明。然而本领域技术人员至今还没有很容易掌握如何使这种流体聚焦技术适于尤其通过一步法制造包含纳米颗粒(例如尤其是QD和/或磁性纳米颗粒)的聚合物微珠。也就是，已知的过程还没有很容易地适用于所述聚合物微珠的大批量生产。

因此，需要提供一种用于大批量制造聚合物微珠的新方法和系统。

现有技术的流动聚焦技术在某种程度上还不适用于微珠的大量制造(例如微珠的数量总重量为几克)，也许是因为在该过程中采用了大量的“废”液。在前采用的大量液体在很大程度上决定了聚焦液体的实际流速。要求有效避免和创造性地解决这一问题，也就是处理在前由流动聚焦技术采用的用于形成聚合物微珠的大量液体——因为这会严格限制目前的微珠生产率。需要提供一种制造微珠的方法和系统，可以减少和/或降低所采用的聚焦流体的量，和/或提高对产生的聚焦流体的量的控制。

现有技术的微珠生产方法有可能产生的严重问题是所制成的微珠通常浓度较低。也许部分因为现有技术所需的聚焦流体的量，微珠通常仅以相对较低的浓度存在于产品溶液中(例如＜0.02wt％)。因而，对于许多微珠应用来说，在或多或少广布的基础上采用额外的步骤(例如一个或多个离心法)以使微珠达到可以使用的浓度。据此，需要提供一种用于以更高浓度形成或制造微珠的方法和系统。优选地，这种方法或系统可以减少、降低或完全消除执行任何额外浓缩步骤的任何需要。

发明内容

因此，根据本发明的一种优选实施方式的目的是提供用于形成微珠的方法和/或系统。

根据本发明的一种优选实施方式的目的是提供用于形成聚合物微珠的方法和/或系统。

根据本发明的一种优选实施方式的目的是提供用于大规模和/或高产出的制造微珠的方法和/或系统。

根据本发明的一种优选实施方式的目的是提供用于形成微珠的方法和/系统，从而可以提高以下控制：(i)珠直径，(ii)单分散度，(iii)珠表面的形态和功能性，和/或(iv)生产率。

根据本发明的一种优选实施方式的目的是提供一种大规模制造结合纳米颗粒例如QD的微珠的方法和/或系统。

根据本发明的一种优选实施方式的目的是提供一种大规模制造高质量、均匀和/或稳定的微珠的方法和/或系统。

根据本发明的一种优选实施方式的目的是提供用于大规模制造高浓缩体积的微珠的方法和/或系统。

根据本发明的一种优选实施方式的目的是提供用于大规模制造微珠的方法和/或系统，从而降低、减少和/或消除对随后使微珠浓缩的离心步骤的任何需要。

根据本发明的一种优选实施方式的目的是提供用于大规模流动聚焦制造微珠的方法和/或系统，从而降低和/或减少所采用的聚焦流体的量，和/或提供更大的对产生的聚焦流体的量的控制。

根据本发明的一种优选实施方式的目的是提供大规模流动聚焦制造微珠的方法和/或系统，该方法和/或系统适于重复利用所采用的聚焦流体的至少一部分。

本发明的目的是消除或缓解与现有技术相关的上述问题中的一个或多个，和/或实现本发明的上述目的中的一个或多个。

发明内容

根据本发明，公开了一种形成一个或多个微珠的浓缩体积的方法。该方法包括步骤(a)、(b)、(c)和(d)。在步骤(a)中，使聚合物溶液和/或悬浮液的已聚焦流流向液槽。聚合物溶液和/或悬浮液包括溶解和/或分散在介质中的聚合物。在步骤(b)中，使聚焦流体的聚焦流流向液槽，并达到与已聚焦流交汇。在步骤(c)中，使聚焦流和已聚焦流从相互交汇点流出以在液槽中形成微珠。在步骤(d)中，使一定体积的聚焦流体从液槽中流出以对液槽中的微珠进行浓缩。

根据本发明一种优选实施方式的内容，优选在步骤(d)中，液槽优选但不是必须得到控制以保持在基本上恒定的液位。

根据本发明一种优选实施方式的内容，优选但不是必须通过使步骤(a)中的已聚焦流、步骤(b)中的聚焦流和/或步骤(d)中的聚焦流体的相应流速平衡来保持基本上恒定的液位。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(d)中，所述体积的聚焦流体优选可以但不是必须流过一个或多个过滤器。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(d)中，过滤器优选可以但不必须使微珠优选保留在液槽中。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(d)中，过滤器优选可以但不必使基本上单分散性的一组微珠优选保留在液槽中。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(d)中，过滤器优选可以但不必须将微珠分成一个或多个微珠集合。每个集合优选可以但不必须包括相应单分散性的一组微珠。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选可以但不必须在流动聚焦主体的内腔内执行优选步骤(a)和(b)中的至少一个。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，步骤(a)和(b)优选可以但不必须都在流动聚焦主体的内腔内执行。流动聚焦主体的出口部分优选可以但不必须位于液槽的液位以下。优选在步骤(c)中，聚焦流和已聚焦流可以优选但不必须从流动聚焦主体的出口部分流出。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(b)中，优选可以但不必须由聚焦流体将已聚焦流聚焦。优选在步骤(c)中，聚焦流和已聚焦流优选可以但不必须作为单个流动流从出口部分流出。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(c)中，聚焦流优选可以但不必须在单个流动流中优选基本上围绕已聚焦流。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，所述方法优选可以但不必须还包括预备步骤，优选在步骤(a)之前在密封的液体容纳容器内提供液槽。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选步骤(a)到步骤(c)中的至少一个优选可以但不必须在液体容纳容器内执行。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在预备步骤中，液体容纳容器优选可以但不必须另外包含优选在预定压力下的一定体积的气体。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在预备步骤中，气体压力源优选可以但不必须优选经由进口阀使优选密封的液体容纳容器中的气体加压。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，所述方法优选可以但不必须还包括步骤(c.1)，优选在预备步骤之后，优选当压力超过密封的液体容纳容器的预定最大安全压力时优选经由压力安全阀释放一部分气体或液槽。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，气体优选可以但不必须包括惰性气体。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选可以但不必须预先确定预备步骤中的气体压力，优选与用于步骤(a)中的已聚焦流和步骤(b)中的聚焦流的相应流速平衡，以保持液槽处于基本上恒定的液位。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，所述方法优选可以但不必须还包括步骤(b.1)，优选在步骤(b)之后，使液槽保持在搅拌状态下。优选可以但不必须在步骤(c)使微珠固化。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(b.1)中，搅拌棒优选可以但不必须使液槽保持在搅拌状态下。搅拌棒优选可以但不必须包括电动搅拌棒或磁性搅拌棒。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，所述方法优选可以但不必须还包括步骤(d.1)，优选在步骤(d)之后，优选可以但不必须从液槽中回收基本上固化的微珠。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，所述方法优选可以但不必须还包括步骤(e)，即重新利用优选在步骤(d)中从液槽中流出的所述体积的聚焦流体中的至少一部分优选作为流动到与步骤(b)中的已聚焦流交汇的聚焦流的至少一部分。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(a)中，介质优选可以但不必须包括有机溶剂。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(a)中，聚合物优选可以但不必须基本上是疏水的。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(a)中，聚合物优选可以但不必须包括聚苯乙烯粉末和/或其衍生物。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(b)中，聚焦流体优选可以但不必须包括水。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(a)中，聚合物溶液和/悬浮液优选可以但不必须还包括溶解和/或分散在介质中的颗粒。优选在步骤(c)中，微珠中的每个优选可以但不必须结合可识别的一组颗粒。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(a)中，颗粒优选可以但不必须包括荧光团。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(a)中，颗粒优选可以但不必须包括纳米颗粒。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(a)中，颗粒优选可以但不必须包括量子点。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(a)中，颗粒优选可以但不必须包括量子点和/或磁性纳米颗粒的组合。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选在步骤(a)中，聚合物溶液和/或悬浮液优选可以但不必须具有重量百分比大约0.04(4wt％)的浓度。

根据本发明，还公开了一种根据上述方法中的任何一个形成的微珠。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，微珠优选可以但不必须包括在其表面上的一个或多个官能团。这些官能团优选可以但不必须适于可操作地与生物识别分子结合。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，可操作地与生物识别分子结合的微珠优选可以但不必须适于作为优选在多元诊断试验中并且优选用于检测一种或多种疾病的探针。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，疾病优选可以但不必须包括疟疾、HIV、肝炎B、肝炎C、登革热病毒或禽流感(H5N1)。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，可操作地与生物识别分子结合的微珠优选可以但不必须适于作为优选在多元诊断试验中并优选用于检测一种或多种基因表达因子的探针。

根据本发明，另外公开了一种用于形成一个或多个浓缩体积的微珠的系统。该系统包括液槽、聚焦流体、和包括溶解和/或分散在介质中的聚合物的聚合物溶液和/或悬浮液。该系统还包括流动聚焦装置。其包括聚合物喷嘴和聚焦喷嘴。聚合物喷嘴可操作地传送聚合物溶液和/或悬浮液的已聚焦流。聚焦喷嘴可操作地传送聚焦溶液的聚焦流。流动聚焦装置可操作地将已聚焦流和聚焦流传送到相互交汇点。流动聚焦装置可操作地使聚焦流和已聚焦流流入液槽内，以在液槽中形成微珠。所述系统还包括被形成为限定出口的液体容纳容器。该液体容纳容器可操作地包含液槽。液体容纳容器可操作地经由出口将一定体积的聚焦流体传送离开液槽，以对液槽中的微珠进行浓缩。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选可以根据相互关系分别预先确定(i)已聚焦流穿过聚合物喷嘴、(ii)聚焦流穿过聚焦喷嘴、以及(iii)聚焦流体穿过出口的操作流速，并优选保持液槽处于基本上恒定的液位。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，液体容纳容器优选可以但不必须优选在出口上包括一个或多个过滤器。所述一定体积的聚焦流体优选可以但不必须通过过滤器可操作地优选被传送离开液槽。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，过滤器优选可以但不必须可操作地使微珠优选保留在液槽中。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，过滤器优选可以但不必须可操作地使基本上单分散性的一组微珠优选保留在液槽中。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，过滤器优选可以但不必须可操作地将微珠分成一个或多个微珠集合。每个集合优选可以但不必须包括各自单分散性的一组微珠。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，流动聚焦装置优选可以但不必须还包括流动聚焦主体。该流动聚焦主体优选可以但不必须限定了内腔和出口部分。已聚焦流和聚焦流优选可以但不必须可操作地被传送到腔中相互交汇点。聚焦流和已聚焦流优选可以但不必须可操作地从流动聚焦主体的出口部分流出。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，流动聚焦主体的出口部分优选可以但不必须可操作地位于液槽的液位以下。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，已聚焦流优选可以但不必须由聚焦流体可操作地聚焦。聚焦流和已聚焦流优选可以但不必须可操作地作为单个流动流从出口部分流出。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，聚焦流优选可以但不必须在单个流动流中基本上围绕已聚焦流。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，液体容纳容器优选可以但不必须相对于外部环境可操作地得到密封。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，流动聚焦装置优选可以但不必须可操作地将已聚焦流和聚焦流传送到液体容纳容器中的相互交汇点。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，所述系统优选可以但不必须还包括优选处于预定压力下并优选可操作地包含在液体容纳容器内的一定体积的气体。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，所述系统优选可以但不必须还包括气体压力源。液体容纳容器优选可以但不必须被形成为限定进口阀。气体压力源优选可以但不必须可操作地优选经由进口阀使优选液体容纳容器中的气体加压。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，液体容纳容器优选可以但不必须被形成为限定压力安全阀。当压力超出密封的液体容纳容器的预定最大安全压力时，压力安全阀优选可以但不必须可操作地释放一部分气体或液槽。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选可以但不必须在液体容纳容器的出口上设置压力安全阀并与其处于可操作流体关系。当压力超出预定最大安全压力时，压力安全阀优选可以但不必须可操作地释放一部分液槽。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，气体优选可以但不必须包括惰性气体。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，优选预先确定(i)气体的压力，和/或(ii)已聚焦流穿过聚合物喷嘴和(iii)聚焦流穿过聚焦喷嘴的操作流速，——优选根据相互关系，优选以保持液槽处于基本上恒定的液位。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，液体容纳容器优选可以但不必须还包括搅拌棒。该搅拌棒优选可以但不必须可操作地使液槽处于搅拌状态下。液槽优选可以但不必须可操作地使微珠固化。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，搅拌棒优选可以但不必须包括电动搅拌棒或磁性搅拌棒。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，液体容纳容器优选可以但不必须被形成为限定密封孔。该密封孔优选可以但不必须选择性打开以优选通过该孔从液槽中基本上回收固化的微珠。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，所述系统优选可以但不必须还包括在出口与聚焦喷嘴之间流体连通的导管，优选以可操作地使可操作地优选经由出口被传送离开液槽的一定体积的聚焦流体的至少一部分再次循环优选作为可操作地由聚焦喷嘴传送的聚焦流的至少一部分。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，介质优选可以但不必须包括有机溶剂。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，有机溶剂优选可以但不必须包括三氯甲烷或二氯甲烷。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，聚合物优选可以但不必须基本上是疏水的。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，聚合物优选可以但不必须包括聚苯乙烯粉末和/或其衍生物。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，聚焦流体优选可以但不必须包含水。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，聚合物溶液和/或悬浮液优选可以但不必须还包括溶解和/或分散在介质中的颗粒。微珠中的每个优选可以但不必须结合可识别的一组颗粒。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，颗粒优选可以但不必须包括荧光团。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，颗粒优选可以但不必须包括纳米颗粒。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，纳米颗粒优选可以但不必须包括半导体纳米颗粒、磁性纳米颗粒、金属导体纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒、和/或荧光性纳米颗粒。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，颗粒优选可以但不必须包括量子点。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，颗粒优选可以但不必须包括量子点和磁性纳米颗粒的组合。

根据本发明的一种优选实施方式的内容，聚合物溶液和/或悬浮液优选可以但不必须具有重量百分比大约0.04(4wt％)的浓度。

根据本发明，公开了另一种用于形成一个或多个浓缩体积的微珠的系统。该系统被用于液槽、聚焦流体和/或聚合物溶液和/或悬浮液。所述聚合物溶液和/或悬浮液包括分解和/或分散在介质中的聚合物。该系统包括流动聚焦装置。其包括聚合物喷嘴和聚焦喷嘴。聚合物喷嘴可操作地传送聚合物溶液和/或悬浮液的已聚焦流。聚焦喷嘴可操作地传送聚焦溶液的聚焦流。流动聚焦装置可操作地将已聚焦流和聚焦流传送到相互交汇点。流动聚焦装置可操作地使聚焦流和已聚焦流流入液槽内，以在液槽中形成微珠。该系统还包括被形成为限定出口的液体容纳容器。该液体容纳容器可操作地包含液槽并可操作地经由出口将一定体积的聚焦流体传送离开液槽，以对液槽中的微珠进行浓缩。

从另一角度说，本发明被认为包括制造聚合物微珠的方法。本发明的方法包括以下步骤：(a)穿过聚焦喷嘴引导聚焦流体以形成聚焦流；(b)穿过聚合物喷嘴引导聚合物溶液和/或悬浮液(或“已聚焦流体”)以形成已聚焦流；(c)使聚焦流和已聚焦流在液体容纳容器内交汇——优选但不必须在容器中的液位以下——以形成微珠。优选可以但不必须通过调节容器中液体的体积来控制容器中微珠的浓度。

根据本发明一种优选实施方式的内容，已聚焦流体优选可以但不必须包括聚合物溶液和/或悬浮液。聚焦流体优选可以但不必须包括水。

根据一种优选实施方式的内容，本发明还扩展到用于制造聚合物微珠的系统。该系统包括液体容纳容器和喷嘴组件。喷嘴组件优选可以定位在容器内。喷嘴组件优选可以包括产生聚焦流的聚焦喷嘴和产生已聚焦流体流的聚合物喷嘴(或“已聚焦喷嘴”)。喷嘴优选可操作以使聚焦流与已聚焦流体流交汇，从而由已聚焦流形成微珠。

在参照下文简要描述的附图考虑以下详细描述和附加权利要求时将会更清楚地了解到本发明的其他优点、特征和/或特性，以及所述方法和系统相关要素的操作方法和/或功能，和/或制造步骤、部分和/或经济性的组合。

附图说明

从以下附图中将会更详尽了解到本发明的新颖性特征以及其他目的和优点，这些新颖特征被认为是有关本发明系统和方法的结构、组织、使用、和操作方法的特性，在所述附图中现在通过举例说明本发明目前优选的实施方式。然而，应该清楚地认识到这些附图仅仅是出于示例和描述的目的，而并不被认为是限制本发明。在附图中：

图1是根据本发明优选实施方式用于形成浓缩体积的微珠的系统的正视图；

图2是图1所示的系统的分解视图；

图3是图1所示的系统的流动聚焦装置的正剖视图，以虚线轮廓表示区域3A；

图3A是从图3截取的区域3A的放大图；以及

图4是根据本发明优选实施方式的共轭和结合微珠的示意图。

具体实施方式

现在参照图1-4，在此提出的本发明的系统和方法优选可以包括或组合使用液槽306、聚焦流体300和已聚焦流体(优选为聚合物溶液和/或悬浮液)150。

如图1所示，系统优选包括流动聚焦装置10和液体容纳容器100。流动聚焦装置10包括两个流体喷嘴——也就是已聚焦流体喷嘴(备选被称为“聚合物喷嘴”)20和聚焦喷嘴30。优选地，聚合物溶液和/或悬浮液150被供给到聚合物喷嘴20。聚焦流体300被供给到聚焦喷嘴30。流动聚焦装置10还包括流动聚焦主体40，其具有内腔46——可操作地是从聚合物喷嘴20流动的已聚焦流152和从聚焦喷嘴30流动的聚焦流302的交汇点154的位置。

聚焦流302中的聚焦流体300被引导到与聚焦主体40的内腔46中的已聚焦流(备选地被称为“聚合物流”)152接触，以使聚合物流152向流动聚焦主体40的出口部分50聚焦。

从交汇点154(在图3A中最清楚地看见)，已聚焦流152和聚焦流302作为单个流动流402流动穿过出口部分(或“小孔”)50，并流出流动聚焦主体40。聚焦流体300(在聚焦流302中)和已经聚焦的聚合物流152由此作为单个流动流402从内腔46中穿过小孔50流出。在该位置，在单个流动流402中聚焦流302基本上围绕已聚焦流152。单个流动流402随后从聚焦主体40的出口部分50流出。

悬垂微滴406与单个流动流402的前缘部分404脱离，以形成由液槽306中的聚焦流体300围绕的微珠(仍然为湿的)500。

本发明的一种优选实施方式采用聚苯乙烯聚合物溶液和/或悬浮液作为已聚焦流体150，并采用水作为聚焦流体300。该优选实施方式适用于形成聚苯乙烯微珠500。

微珠500被收集在容纳液体的容器100外部的液槽306内。随后，微珠500得到固化。

在根据本发明的优选实施方式中，并在图1中最清楚地可见，流动聚焦主体40的出口部分50浸没在液槽306中。优选地，液槽306还包含聚焦流体300——也就是优选为水溶液。液槽306优选可以在微珠500的持续固化过程中保持在搅拌状态(如此外其他地方所述)下。优选在从液槽306中取出微珠500之前使其固化。

流动聚焦装置10包含在液体容纳容器100内，如图1所示。喷嘴20、30的端部位于容器100内。同样，在容器100的容积内发射流动流152、302、402。容器100在图2中更详细地示出。

容器100包括分别通过O形环215和225密封在上板210和下板220上的玻璃圆筒200。尽管大气压力优选足以推动滤液穿过过滤器235并进入滤液口230内，但可以经由压力进口阀260提供另外的压力。在图1中最清楚地看到，容器100优选可操作地相对于外部环境98得到密封。容器100可以经由气体压力源330得到加压，所述气体压力源穿过压力进口阀260供给承压气体320，优选是惰性气体(例如氮)。

压力安全阀232优选可以安装在滤液口230(备选地被称为出口230)上，以有助于控制容器100内的压力，并消除(或降低)容器100发生超出玻璃圆筒200能够承受的最大压力的任何危险。对于一些示例性玻璃圆筒200来说，最大压力通常在大约6bar(90psi)。

流体进口120、130优选分别将聚合物溶液和/或悬浮液150和聚焦流体300供给到容器100内以及喷嘴20、30内，如图1所示。流体进口120中的第一个将聚合物溶液和/或悬浮液150供给到聚合物喷嘴20，并且流体进口130中的第二个将聚焦流体300供给到聚焦喷嘴30。

选择性操作的孔250允许水导入容器100中的液槽306内。流动聚焦装置10优选浸没在液槽306中。在过程的末尾，优选可以通过孔250从容器100中取出悬浮且固化的微珠500。

优选设置磁性或电子的搅拌棒240以在固化微珠500的过程中搅拌容器100中的成分。

在图2中最清楚地看见，可以通过支柱270和螺纹旋钮275选择性组装和/或拆除容器100。然而可以采用本领域之前已知的其他组装和拆除方法代替所述方法。

根据本发明形成的微珠500的尺寸可以取决于喷嘴20、30中的流速以及所采用的聚合物的浓度。微珠500优选通过过滤器235保持(或收集)在容器100内。优选经由滤液口230从液槽306中清除大量聚焦流体300(优选为水)。过滤器类型可以根据被发现聚焦在液槽306中的微珠500的尺寸而预先确定。

过滤器235还可以被用于确保、便于或提高微珠500的单分散性的可能性。(尽管在附图中未示出，但可以想到可以采用一系列超细过滤器235将微珠500分成多个不同单分散性的集合。)在这些和其他可想到的实施方式中，存在着一个或多个过滤器235堵塞和/或需要聚焦流体300进一步净化(例如在重复利用聚焦流体300之前)的一定危险。

实施例1：为了利用在此所述的方法和系统产生6μm的聚苯乙烯珠，市场上可以买到的聚苯乙烯粉末(由加拿大安大略省Oakville的Sigma-Aldrich Canada Ltd.提供)得到溶解和/或分散到二氯甲烷内以形成4％的聚合物溶液和/或悬浮液。所得到的溶液随后利用注射泵(也就是由美国佛罗里达州的Sarasota的World Precision Instrument，Inc.提供的SP1001^TM注射泵)以1mL/h的速率与采用数字齿轮泵(由美国伊利诺斯州的Vernon Hills的Cole-Parmer Instrument Company提供)以180mL/h的速率供给的作为聚焦流体300的水一起被导入市场上可以买到的喷嘴(也就是由西班牙Seville的Ingeniatrics S.L.提供的Avant-1^TM喷嘴)内。在反应过程中，超滤容器内的喷嘴在搅拌状态下被浸没在100mL水溶液内。所采用的水溶液的体积取决于容器100的容积和喷嘴的位置。采用0.65μm尺寸的混合物纤维素酯过滤器235(由美国马萨诸塞州Billerica的Millipore Corporation提供)。在合成之后，滤液口230关闭并且通过孔250取出悬浮的微珠500。

实施例2：为了利用在此所述的方法和系统形成5μm的聚苯乙烯珠，市场上可以买到的聚苯乙烯粉末(由加拿大安大略省Oakville的Sigma-Aldrich Canada Ltd.提供)得到溶解和/或分散到二氯甲烷内以形成4％的聚合物溶液和/或悬浮液。所得到的溶液随后利用注射泵(也就是由美国佛罗里达州的Sarasota的World Precision Instrument，Inc.提供的SP1001^TM注射泵)以0.SmL/h的速率与采用数字齿轮泵(由美国伊利诺斯州的Vernon Hills的Cole-Parmer Instrument Company提供)以180mL/h的速率供给的作为聚焦流体300的水一起被导入市场上可以买到的喷嘴(也就是由西班牙Seville的Ingeniatrics S.L.提供的Avant-1^TM喷嘴)内。在反应过程中，超滤容器内的喷嘴在搅拌状态下被浸没在100mL水溶液内。所采用的水溶液的体积取决于容器100的容积和喷嘴的位置。采用0.65μm尺寸的混合物纤维素酯过滤器235(由美国马萨诸塞州Billerica的Millipore Corporation提供)。在合成之后，滤液口230关闭并且通过孔250取出悬浮的微珠500。

通过根据已聚焦溶液150和聚焦流体300的流速控制容器100内的液位310，优选可以获得平衡点。这样并部分取决于大气压力，微珠500在容器100中的液体悬浮体积一直基本上保持恒定。过量的聚焦流体300被滤出。同样，微珠500在容器100内的浓度提高。因而，优选在更小容积的液槽306中产生高浓度的微珠500，优选无需多个离心分离和/或其他离心步骤。另外，引出的液体可以重复利用并作为聚焦流体300经由导管280(在图1和2中最清楚地可见)回流。通过这种方式，根据本发明的系统和方法优选可以有助于在大规模生产微珠500时降低对大体积聚焦流体300的需要。

例如，采用目前的浓度控制的流动聚焦方法和系统在10小时周期内合成5μm的微珠——采用300mL容器同时容器内的微珠悬浮液体积保持在100mL——将产生大约0.4wt％浓度下的大约5820百万个微珠。100mL的微珠悬浮液可以通过将该体积分离成2×50mL的Falcon管并对它们进行离心而得到进一步浓缩。通过比较，在相同的10小时周期内，现有技术的合成方法会产生大致相等数量的微珠(也就是大约5820百万个微珠)，但在1.9L(1910mL)总体积中的浓度仅为0.02wt％。为了随后进行浓缩，该溶液需要采用39×50ml的Falcon管。在该实例中，本发明提供的微珠溶液在相同的10小时周期内具有大约20倍的更大浓度。期望采用更小的容器生产甚至更大浓度的珠溶液，也许达到在前合成方法的浓度的200倍。

现在参照图4，示出了包括根据本发明优选实施方式制成的微珠500的共轭800。微珠500包含一组颗粒506——更具体地，两种类型的量子点506A、506B组成的一组颗粒506——封装在微珠500内。微珠500的表面502具有与生物识别分子600可操作地结合的官能团504，所述生物识别分子600本身可操作地结合在目标分子700(例如用于传染、疾病和/或基因表达因子的标记物)上。

量子点506A、506B的可识别组506在照射之后适于基于颜色和/或强度产生一个或多个可识别的光谱信号。

在不脱离本发明精神和范围的前提下可以在根据本发明的其他实施方式的设计和制造中采用其他改进和变形，本发明仅由本申请的附加权利要求限定。

尽管已经在量子点的范围内提出了上述优选实施方式，但所述方法和系统同样可以应用于其他颗粒，包括纳米颗粒。能够与根据本发明的方法和系统结合使用的纳米颗粒的类型优选可以包括但不局限于硬质纳米颗粒、聚合物纳米颗粒、磁性纳米颗粒、金属导体纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒、荧光性纳米颗粒和磷光性纳米颗粒。

以上描述为了示例的目的提出，并不是要穷举或将本发明限制于所公开的准确形式。根据上述教导可以实现许多改变和变化并且这些是本领域技术人员显而易见的。本发明的范围不是由说明书而是由权利要求限定。