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KR101607925B1 - Device for preparing Double Emulsion with multiple innermost drops enveloped by ultrathin shell, and Double Emulsion thereof - Google Patents

Device for preparing Double Emulsion with multiple innermost drops enveloped by ultrathin shell, and Double Emulsion thereof Download PDF

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KR101607925B1
KR101607925B1 KR1020140045434A KR20140045434A KR101607925B1 KR 101607925 B1 KR101607925 B1 KR 101607925B1 KR 1020140045434 A KR1020140045434 A KR 1020140045434A KR 20140045434 A KR20140045434 A KR 20140045434A KR 101607925 B1 KR101607925 B1 KR 101607925B1
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capillary
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김신현
이상석
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한국과학기술원
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Abstract

본 발명은 자신의 초박막을 구비하는 복수개의 내부 액적들이 서로 접촉하여 형성된 이중액적을 제조하는 장치 및 이에 의한 이중액적에 관한 것이다.
본 발명은 각각 자신의 박막을 가지는 복수개의 내부 액적을 가지는 이중액적을 제공한다. 자신의 박막을 가지는 멀티 코어 이중 액적은 약, 화장품, 세제, 영양소과 같은 다수개의 개별 성분들을 혼합에 의한 오염/변성없이 전달할 수 있다. 본 발명에서는 광 가교 가능하고 생체접합성의 고분자들을 박막 형성물질로 사용하여 생체내 응용을 위한 마이크로 캡슐로 사용할 수 있다. 또한, 내부 액적에 서로 다른 박막 재료를 사용하여 내부 액적에 함유된 물질을 순차적으로 방출할 수 있다. 더 나아가, 내부 액적에 비해 부피비가 매우 작은 박막으로 인해 액적들의 비구형 껍질은 액적의 파괴없이 내부 액적들 사이에 합체가 가능하므로 본 발명의 이중액적은 마이크로리액터 뿐만 아니라 반응의 생성물을 캡슐화하는 마이크로막으로도 사용될 수 있다.
The present invention relates to an apparatus for manufacturing a double droplet in which a plurality of inner droplets having their own ultra thin films are in contact with each other, and to a dual droplet therefor.
The present invention provides a double droplet having a plurality of inner droplets each having its own thin film. A multicore, double-droplet with its own thin film can deliver a number of individual components such as drugs, cosmetics, detergents, and nutrients without contamination / denaturation by mixing. In the present invention, microcapsules for in vivo application can be used by using photo-crosslinkable and bioadhesive polymers as a thin film forming material. In addition, the materials contained in the inner droplet can be sequentially discharged using different thin film materials for the inner droplet. Further, since the non-spherical shell of the droplets can be incorporated between the inner droplets without breaking the droplet due to the thin film having a volume ratio smaller than that of the inner droplet, the micro droplets of the present invention as well as the micro- It can also be used as a membrane.

Figure R1020140045434
Figure R1020140045434

Description

복수개의 내부 액적을 구비하는 이중액적을 제조하는 장치 및 이에 의한 이중액적{Device for preparing Double Emulsion with multiple innermost drops enveloped by ultrathin shell, and Double Emulsion thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for producing a double droplet having a plurality of internal droplets,

본 발명은 복수개의 내부 액적을 구비하는 이중액적을 제조하는 장치 및 이에 의한 이중액적에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자신의 초박막을 구비하는 복수개의 내부 액적들이 서로 접촉하여 형성된 이중액적을 제조하는 장치 및 이에 의한 이중액적에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for manufacturing a dual droplet having a plurality of internal droplets and a dual droplet therefor, and more particularly, to a dual droplet having a plurality of internal droplets, Device and a dual droplet therefrom.

이중액적(double emulsion droplet)이란 액적 내부에 또 다른 액적을 함유하는 것을 말한다. 이는 물 액적 내부에 오일 액적이 있는 경우(W/O/W)와 오일 액적 내부에 물 액적이 있는 경우(O/W/O)로 나뉜다. 이러한 이중 액적은 일반적인 유화장치를 이용하는 경우 그 크기와 내부 액적의 숫자를 조절하기가 매우 어려웠으나, 최근 미세유체소자를 이용하여 매우 정교하게 그 크기와 내부 액적의 숫자 조절이 가능하게 되었다. A double emulsion droplet is one that contains another droplet inside the droplet. This is divided into the case where the oil droplet exists in the water droplet (W / O / W) and the case where there is a water droplet inside the oil droplet (O / W / O). It is very difficult to control the size and the number of internal droplets when using the conventional emulsification apparatus. However, recently, it has become possible to control the size and the number of the internal droplet very finely using the microfluidic device.

최근에 독립적인 복수의 내부 액적들을 상호간 오염없이 하나의 막으로 형성하는 기술들이 공개되었다(Kim, S. H.; Shim, J. W.; Yang, S. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2011,50, 1171 외). 또한, 한국등록특허 10-965839호에는 복수개의 내부 액적들을 가지는 이중액적이 개시되어 있다. 도 1은 상기 한국등록특허에서 생성되는 복수개의 내부액적을 구비하는 이중액적을 나타낸다. 도 1을 포함한 선행연구들은 내부액적을 안전하게 캡슐화하기 위해 중간상(막)과 내부액적의 부피비가 0.5 이상인데, 결과적으로 에멀젼의 낮은 안정성과 두꺼운 캡슐 멤브레인(막)을 가지게 된다. 이러한 이유로 선행 연구들의 캡슐은 코어-쉘 구조의 파괴나 캡슐 내부의 낮은 탑재율을 보여주는 문제가 있었다.In recent years, techniques have been disclosed for forming independent pluralities of internal droplets into one film without mutual contamination (Kim, SH; Shim, JW; Yang, SM Angew. Chem., Int. . Korean Patent No. 10-965839 discloses a dual droplet having a plurality of internal droplets. FIG. 1 shows a double droplet having a plurality of internal droplets generated in the Korean patent. Previous studies, including FIG. 1, have shown that the volume ratio of the mesophase and internal droplet is greater than 0.5 to safely encapsulate the internal droplet, resulting in a low stability of the emulsion and a thick capsule membrane. For this reason, the capsules of previous studies have had problems showing the destruction of the core-shell structure or the low loading rate inside the capsule.

본 발명은 복수개의 내부액적 각각에 자신의 박막을 제공하는 장치를 제공하는 것이다.The present invention provides an apparatus for providing a thin film of each of a plurality of inner droplets.

본 발명은 종래 기술에 비해 막의 두께를 현저히 감소시켜 내부 액적에 함유될 수 있는 탑재율을 높이는 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an apparatus for increasing the loading rate that can be contained in an internal droplet by significantly reducing the thickness of the membrane compared to the prior art.

본 발명은 복수개의 내부 액적들의 방출 순서 및 방출량을 제어할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an apparatus capable of controlling the order and amount of discharge of a plurality of internal droplets.

본 발명은 복수개의 내부 액적들을 이용한 미세반응기를 제공하는 것이다.The present invention provides a micro-reactor using a plurality of internal droplets.

하나의 양상에서 본 발명은 In one aspect,

복수개의 독립된 채널들을 구비하고, 채널의 끝 부분에 오리피스가 형성된 주입 모세관 ; 상기 주입 모세관과 동축으로 배열되고, 상기 주입 모세관의 오리피스보다 직경이 큰 오리피스를 구비하여 생성된 이중 액적을 모으는 수집 모세관 ; 및 상기 주입모세관과 수집 모세관을 둘러싸고 지지하며, 상기 주입모세관의 외면과는 소정 간격의 공간이 형성되어 상기 공간을 통해 유체를 주입하는 외곽모세관을 포함하고, 상기 복수개의 채널 중 어느 하나 이상의 입구에는 상기 입구측 채널의 직경보다 작은 직경의 미세관이 형성되는 이중액적 제조방치에 관계한다.An injection capillary having a plurality of independent channels and having an orifice formed at an end of the channel; A collection capillary arranged coaxially with the injection capillary and having an orifice larger in diameter than the orifice of the injection capillary to collect the resulting double droplet; And an outer capillary that surrounds and supports the injection capillary and the collection capillary and has a space formed at a predetermined distance from the outer surface of the injection capillary to inject fluid through the space, And a micro tube having a diameter smaller than the diameter of the inlet side channel is formed.

다른 하나의 양상에서 본 발명은 복수 개의 내부 액적 ; 상기 복수 개의 내부 액적들 각각을 둘러싸는 박막 ; 및 복수개의 내부액적들 사이에 형성된 접촉계면을 포함하는 이중액적에 관계한다.In another aspect, the present invention provides a liquid ejection head comprising: a plurality of inner droplets; A thin film surrounding each of the plurality of inner droplets; And a contact interface formed between the plurality of inner droplets.

본 발명의 장치는 각각 자신의 박막을 가지는 복수개의 내부 액적을 가지는 이중액적을 제공한다. 자신의 박막을 가지는 멀티 코어 이중 액적은 약, 화장품, 세제, 영양소과 같은 다수개의 개별 성분들을 혼합에 의한 오염/변성없이 전달할 수 있다. 본 발명에서는 광 가교 가능하고 생체접합성의 고분자들을 박막 형성물질로 사용하여 생체내 응용을 위한 마이크로 캡슐로 사용할 수 있다. 또한, 내부 액적에 서로 다른 박막 재료를 사용하여 내부 액적에 함유된 물질을 순차적으로 방출할 수 있다. 더 나아가, 내부 액적에 비해 부피비가 매우 작은 박막으로 인해 액적들의 비구형 껍질은 액적의 파괴없이 내부 액적들 사이에 합체가 가능하므로 본 발명의 이중액적은 마이크로리액터 뿐만 아니라 반응의 생성물을 캡슐화는 마이크로막으로도 사용될 수 있다.The apparatus of the present invention provides a double droplet having a plurality of inner droplets each having its own thin film. A multicore, double-droplet with its own thin film can deliver a number of individual components such as drugs, cosmetics, detergents, and nutrients without contamination / denaturation by mixing. In the present invention, microcapsules for in vivo application can be used by using photo-crosslinkable and bioadhesive polymers as a thin film forming material. In addition, the materials contained in the inner droplet can be sequentially discharged using different thin film materials for the inner droplet. Further, since the non-spherical shell of the droplets can be incorporated between the inner droplets without breaking the droplet due to the thin film having a volume ratio smaller than that of the inner droplet, the micro-reactor of the present invention as well as the micro- It can also be used as a membrane.

도 1은 종래 공지된 복수개의 내부액적을 구비하는 이중액적을 나타낸다.
도 2은 본 발명의 일구현예에 의한 이중액적 제조장치를 나타낸다.
도 3a는 도 1의 장치의 입구측 정면도이고, 도 3b는 채널이 3개, 도 3c는 채널이 4개인 경우의 입구측 정면도를 나타낸다.
도 4는 유체가 각 채널을 통해 흐르는 것을 보여주는 개략도이다.
도 5는 두 개의 채널을 구비하는 주입모세관을 사용하는 경우에 생성되는 이중액적을 나타낸다.
도 6은 세 개 내지 네 개의 채널을 구비하는 주입 모세관을 사용하는 경우에 생성되는 이중액적을 나타낸다.
도 7은 상기 주입모세관이 두 개의 채널을 구비하고, 하나의 채널에 는 친수성 유체 및 친유성 유체를 동시에 주입하고, 다른 채널에는 친유성 유체만을 주입하는 경우의 모식도이다.
도 8은 두 개의 친수성 유체, 두 개의 친유성 유체 및 하나의 연속상 유체의 주입량을 각각 300, 200, 6000㎕/h로 하였을 경우 이중액적이 생성되는 것을 보여주는 광학 현미경 이미지와 생성된 이중액적을 나타내는 공초점 현미경 이미지이다.
도 9는 실시예 2의 주입 유량에 따른 이중액적 생성 이미지를 나타낸 것이다.
도 10a은 실시예 3에서 생성된 캡슐화된 이중액적의 광학 현미경 이미지이고, 도 10의 b~e는 이중액적을 촬영한 공초점 이미지이고, 도 10의 f, g는 접촉계면을 촬영한 SEM 이미지이다.
도 11는 복수개의 내부 액적들이 단일 액적으로 합체되는 것을 보여준다.
도 12는 실시예 5에서 생성되는 이중 액적과 이미지를 보여준다.
도 13은 실시예 6에서 생성되는 이중액적을 촬영한 광학 현미경 이미지이다.
도 14의 a~c는 실시예 6에서 생성되는 이중액적을 촬영한 광학 현미경 이미지이다.
Figure 1 shows a double droplet having a plurality of conventionally known internal droplets.
2 shows an apparatus for manufacturing a double droplet according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 (a) is an entrance front view of the apparatus of Fig. 1, Fig. 3 (b) shows an inlet-side front view when three channels and Fig. 3 (c) shows four channels.
Figure 4 is a schematic diagram showing fluid flowing through each channel.
Figure 5 shows the resulting double droplets when using an injection capillary with two channels.
Figure 6 shows a double droplet produced when using an injection capillary having three to four channels.
7 is a schematic view of the case where the injection capillary has two channels, a hydrophilic fluid and a lipophilic fluid are simultaneously injected into one channel, and only a lipophilic fluid is injected into another channel.
Figure 8 shows an optical microscope image showing the formation of a double droplet when the doses of two hydrophilic fluids, two lipophilic fluids and one continuous fluid are 300, 200, and 6000 l / h, respectively, and the resulting double droplet Focus is on the microscope image.
Fig. 9 shows a dual droplet generation image according to the injection flow rate of the second embodiment.
10A is an optical microscope image of an encapsulated double droplet generated in Example 3, Figs. 10B to 10E are confocal images of a double droplet, and f and g in Fig. 10 are SEM images to be.
Figure 11 shows a plurality of internal droplets merged into a single droplet.
12 shows a double droplet and an image produced in Example 5. Fig.
13 is an optical microscope image of a double droplet produced in Example 6. Fig.
Figs. 14 (a) to 14 (c) are optical microscope images obtained by photographing the double droplets generated in Example 6. Fig.

본 발명은 복수개의 내부 액적을 가지는 이중액적을 제공하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 구현예를 상세히 설명한다.The present invention provides an apparatus and method for providing a dual droplet having a plurality of inner droplets. Embodiments of the present invention will be described in detail.

도 2은 본 발명의 일구현예에 의한 이중액적 제조장치를 나타낸다. 도 2를 참고하면, 본 발명의 이중액적 제조장치는 주입 모세관(10), 수집모세관(20) 및 외곽모세관(30)을 포함한다. 2 shows an apparatus for manufacturing a double droplet according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the dual droplet production apparatus of the present invention includes an injection capillary 10, a collection capillary 20, and an outer capillary 30.

상기 주입 모세관(10)은 복수개의 독립된 채널들(11, 12, 13, 14)을 구비할 수 있다. The injection capillary 10 may have a plurality of independent channels 11, 12, 13, 14.

상기 주입모세관에는 2~8개, 바람직하게는 2~4개의 독립된 채널을 구비할 수 있다.The injection capillary may have 2 to 8, preferably 2 to 4 independent channels.

상기 주입모세관은 원통형 모세관으로서 내부에 서로 구분되고 평행하게 형성된 복수개의 채널이 형성된다.The injection capillary tube is a cylindrical capillary tube, and a plurality of channels are formed inside the tube capillary tube.

도 3a는 도 2의 장치의 입구측 정면도이다. 도 3b는 채널이 3개, 도 3c는 채널이 4개인 경우의 입구측 정면도를 나타낸다. 도 4는 도 3에서 내부모세관이 하나 이상 형성된 것을 보여준다. Figure 3a is an inlet side front view of the apparatus of Figure 2; FIG. 3B shows an inlet-side front view in the case where three channels and FIG. 3C shows four channels. FIG. 4 shows one or more internal capillaries formed in FIG.

도 2 내지 도 4를 참고하면, 상기 복수개의 독립된 채널들은 상기 주입 모세관 내부에서 서로 평행하게 위치한다. Referring to Figures 2 to 4, the plurality of independent channels are positioned parallel to one another within the injection capillary.

상기 복수개의 독립된 채널(11, 12, 13, 14)들 사이에 경계벽(40)이 형성되어 채널을 흐르는 각 유체들이 서로 혼합되지 않는다. A boundary wall (40) is formed between the plurality of independent channels (11, 12, 13, 14) so that the fluids flowing in the channels are not mixed with each other.

상기 주입 모세관(10)의 각 채널의 끝에는 오리피스가 형성된다.An orifice is formed at the end of each channel of the injection capillary 10.

상기 주입모세관(10)의 직경은 0.1~5 mm, 바람직하게는 0.5~2mm일 수 있으며, 상기 오리피스의 직경은 5~500㎛, 바람직하게는 20~200㎛일수 있다. The diameter of the injection capillary 10 may be 0.1 to 5 mm, preferably 0.5 to 2 mm, and the diameter of the orifice may be 5 to 500 μm, preferably 20 to 200 μm.

상기 복수개의 채널 중 어느 하나 이상의 입구에는 상기 입구측 채널의 직경보다 작은 직경의 내부 모세관(15, 16, 17, 18)이 하나 이상 형성된다. 상기 내부 모세관은 상기 복수개의 채널 전부에 형성되거나 바람직하게는 2 개 이상의 채널 입구측에 형성될 수 있다. 또한, 상기 내부 모세관이 복수개의 채널 중 어느 하나의 채널 입구측에 형성될 수 있다. 상기 내부 모세관은 하나 이상, 바람직하게는 1~8개, 바람직하게는 1~4개, 더욱 바람직하게는 1~2개 일 수 있다.At least one of the plurality of channels has at least one inner capillary tube (15, 16, 17, 18) having a diameter smaller than the diameter of the inlet channel. The inner capillary may be formed on all of the plurality of channels or preferably on two or more channel inlet sides. In addition, the inner capillary may be formed at a channel inlet side of any one of a plurality of channels. The internal capillary may be one or more, preferably 1 to 8, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2.

상기 내부 모세관은 채널 입구측에 형성되는 미세관일 수 있다. 상기 내부 모세관은 주입 모세관의 내벽과 상기 경계벽에 접촉하거나 접촉하지 않게 위치할 수 있다. 상기 내부 모세관의 직경이 10~500㎛, 바람직하게는 50~200㎛일수 있다.The inner capillary may be a microtubule formed on a channel inlet side. The inner capillary may be positioned in contact with or not in contact with the inner wall of the injection capillary and the barrier wall. The diameter of the inner capillary may be 10 to 500 탆, preferably 50 to 200 탆.

상기 주입 모세관(10)의 내벽과 상기 경계벽(40)은 소수성을 나타낼 수 있다. The inner wall of the injection capillary tube 10 and the partition wall 40 may exhibit hydrophobicity.

본 발명에서는 각 채널에 친수성 유체와 친유성 유체를 동시에 주입할 수 있는데, 이 경우, 상기 채널의 중심부에는 단속성의 친수성 유체가 흐르고, 상기 채널 내측 외곽부에는 상기 친유성 유체가 상기 채널의 내벽을 따라 상기 친수성 유체를 둘러싸며 흐른다.In the present invention, a hydrophilic fluid and an oleophilic fluid may be simultaneously injected into each channel. In this case, an intermittent hydrophilic fluid flows through the center of the channel, and the lipophilic fluid penetrates the inner wall of the channel And flows around the hydrophilic fluid.

좀 더 구체적으로, 본 발명에서는 상기 내부 모세관과 상기 내부 모세관과 주입모세관의 내벽 사이 공간(A) 중 어느 한 편에는 친수성 유체가 주입되고, 다른 한편에는 친유성 유체가 주입될 수 있는데, 어떠한 경우라도 상기 채널의 중심부에는 단속성의 친수성 유체가 흐르고, 상기 채널 내측 외곽부에는 상기 친유성 유체가 상기 채널의 내벽을 따라 상기 친수성 유체를 둘러싸며 흐를 수 있다. 예를 들면, 상기 친수성 유체가 상기 내부 모세관으로, 상기 친유성 유체가 상기 내부 모세관과 주입모세관의 내벽 사이 공간(A)을 통해 주입될 수 있으며, 또는 상기 친유성 유체가 상기 내부 모세관으로, 상기 친수성 유체가 상기 내부 모세관과 주입모세관의 내벽 사이 공간(A)을 통해 주입될 수 있다.More specifically, in the present invention, a hydrophilic fluid may be injected into the inner capillary, a space A between the inner capillary and the inner capillary of the injection capillary, and a lipophilic fluid may be injected into the inner capillary. An intermittent hydrophilic fluid flows through the center of the channel and the lipophilic fluid surrounds and flows around the hydrophilic fluid along the inner wall of the channel. For example, the hydrophilic fluid may be injected into the inner capillary, the lipophilic fluid may be injected through the space (A) between the inner capillary and the inner capillary inner wall, or the lipophilic fluid may be injected into the inner capillary, A hydrophilic fluid can be injected through the space A between the inner capillary and the inner wall of the injection capillary.

한편, 상기 내부 모세관이 두 개 이상인 경우, 어느 하나 이상에는 친수성 유체가 주입되고, 다른 어느 하나 이상에는 친유성 유체가 주입되면, 어떠한 경우라도 상기 채널의 중심부에는 단속성의 친수성 유체가 흐르고, 상기 채널 내측 외곽부에는 상기 친유성 유체가 상기 채널의 내벽을 따라 상기 친수성 유체를 둘러싸며 흐를 수 있다.If the inner capillary tube has two or more inner capillaries, a hydrophilic fluid is injected into one or more of the inner capillaries, and a lipophilic fluid is injected into at least one of the inner capillaries. In any case, the intermittent hydrophilic fluid flows in the center of the channel, The lipophilic fluid may surround and flow the hydrophilic fluid along the inner wall of the channel.

즉, 본 발명은 친수성 유체와 친유성 유체를 어떠한 방식으로도 동시에 주입되면 소수성 내벽의 특성에 의해 자동으로 친수성 유체가 채널의 중심부로, 친유성 유체가 채널의 내벽으로 흘러가게 된다. That is, when the hydrophilic fluid and the lipophilic fluid are injected at the same time in the present invention, the hydrophilic fluid automatically flows to the center of the channel and the lipophilic fluid flows to the inner wall of the channel due to the characteristics of the hydrophobic inner wall.

상기 채널에 주입되는 친수성 유체는 물에 용해되는 약물, 화장료, 영양물질 또는 고분자 단량체를 포함할 수 있다. 상기 친수성 유체에는 PVA (polyvinyl alcohol)와 같은 수용성 계면활성제가 포함되어 계면을 안정화시킬 수 있다. The hydrophilic fluid injected into the channel may comprise a drug, a cosmetic, a nutrient or a polymeric monomer soluble in water. The hydrophilic fluid may contain a water-soluble surfactant such as PVA (polyvinyl alcohol) to stabilize the interface.

친유성 유체는 오일성분을 함유하는 공지된 유체를 사용할 수 있으며, 중합이 가능한 단량체 및 유기용매에 용해된 고분자 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 개시제를 함유하는 ETPTA(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate), EGPEA (Ethylene glycol phenyl ether acrylate),또는 HDDA(1,6-Hexanediol diacrylate)와 같은 중합 가능한 단량체와 PLA(poly(lactic acid)), PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid), PCL(poly(ε-carprolactone)), PS(poly styrene), PMMA(poly(methyl methacrylate)) 또는 Ethyl cellulose가 용해된 유기용매를 포함할 수 있다.The lipophilic fluid may use a known fluid containing an oil component, and may include polymerizable monomers and polymeric materials dissolved in an organic solvent, for example, ethoxylated trimethylolpropane triacrylate (ETPTA) containing an initiator, Polymerizable monomers such as EGPEA (ethylene glycol phenyl ether acrylate) or HDDA (1,6-hexanediol diacrylate), PLA (poly (lactic acid)), PLGA (poly (lactic-co- glycolic acid) ε-carprolactone), PS (poly styrene), PMMA (poly (methyl methacrylate)) or Ethyl cellulose.

도 5는 유체가 각 채널을 통해 흐르는 것을 보여주는 개략도이다. 도 5의 두 개의 채널에는 각각 다른 친수성 유체(W1, W2)와 친유성 유체(O1, O2)를 사용할 수 있다. Figure 5 is a schematic diagram showing fluid flowing through each channel. 5, hydrophilic fluids W1 and W2 and lipophilic fluids O1 and O2 may be used for the two channels.

상기 친수성 유체(W1, W2)는 소수성인 채널의 내벽과 접촉하지 않으면서 채널의 중심 영역으로 흐른다. 상기 친수성 유체(W1, W2)는 단속성의 유체 흐름을 보인다.The hydrophilic fluids W1 and W2 flow into the central region of the channel without contacting the inner wall of the hydrophobic channel. The hydrophilic fluids W1 and W2 exhibit intermittent fluid flow.

상기 친유성 유체(O1, O2)는 채널 내벽을 따라 흐르면서 상기 친수성 유체를 둘러싸며 이동한다.The lipophilic fluids (O1, O2) flow around the channel inner wall and move around the hydrophilic fluid.

상기 복수개의 채널 전부에 상기 친수성 유체 및 친유성 유체가 동시에 주입될 수 있다. The hydrophilic fluid and the lipophilic fluid may be simultaneously injected into all of the plurality of channels.

상기 복수개의 채널 중 어느 하나 이상의 채널에는 상기 친수성 유체 및 친유성 유체가 동시에 주입되고, 상기 복수개의 채널 중 어느 하나 이상의 채널에는 친유성 유체만이 주입될 수 있다. 이 경우 하나의 채널에는 친유성 유체만이 주입되므로 이중액적의 쉘 두께가 증가될 수 있다.The hydrophilic fluid and the lipophilic fluid may be simultaneously injected into any one of the plurality of channels, and only one lipophilic fluid may be injected into any one of the plurality of channels. In this case, only a lipophilic fluid is injected into one channel, so that the shell thickness of the double droplet can be increased.

상기 주입모세관의 외면과 외곽 모세관 사이의 공간(B)을 통해 제 2 친수성 유체가 주입되어 연속상을 형성할 수 있다. 제 2 친수성 유체는 바람직하게는 계면활성제가 포함된 물(water)일 수 있다.A second hydrophilic fluid may be injected through the space (B) between the outer surface of the injection capillary and the outer capillary to form a continuous phase. The second hydrophilic fluid may be water, preferably comprising a surfactant.

상기 수집 모세관(20)은 상기 주입 모세관(10)과 동축으로 배열되고, 상기 주입 모세관의 오리피스와 비슷한 직경을 갖거나 큰 직경을 갖는 오리피스를 구비하여 하류측으로 갈수록 관의 직경이 커진다. 상기 수집 모세관(20)은 원통형 유리관으로 제조할 수 있으며, 생성된 이중액적을 수집하여 배출한다.The collection capillary 20 is arranged coaxially with the injection capillary 10 and has an orifice having a diameter similar to the diameter of the orifice of the injection capillary or having a large diameter, and the diameter of the tube increases toward the downstream side. The collection capillary 20 can be made of a cylindrical glass tube and collects and discharges the generated double droplets.

상기 외곽모세관(30)은 상기 주입모세관(10)과 수집 모세관(20)을 둘러싸고 지지하며, 상기 주입모세관의 입구측 외면과는 소정 간격의 공간이 형성되어 상기 공간(B)을 통해 유체를 주입할 수 있다. 도 3과 같이 공간 B를 통해서는 연속상인 물을 주입한다. 상기 외곽 모세관은 소정 두께를 갖는 판상의 사각 구조일 수 있다.The outer capillary tube 30 surrounds and supports the injection capillary tube 10 and the collection capillary tube 20. A space is formed at a predetermined distance from the inlet-side outer surface of the injection capillary tube 30 to inject fluid through the space B, can do. As shown in Fig. 3, the continuous phase water is injected through the space B. The outer capillary tube may have a plate-like rectangular shape having a predetermined thickness.

도 6은 두 개의 채널을 구비하는 주입모세관을 사용하는 경우에 생성되는 이중액적을 나타내고, 도 7에는 세 개 내지 네 개의 채널을 구비하는 주입 모세관을 사용하는 경우에 생성되는 이중액적을 나타낸다. FIG. 6 shows a double droplet generated when using an injection capillary having two channels, and FIG. 7 shows a double droplet generated when using an injection capillary having three to four channels.

도 6을 참고하면, 생성되는 이중액적(200)은 복수 개의 내부 액적(210, 220) ; 상기 복수 개의 내부 액적들 각각을 둘러싸는 박막(230, 240) ; 및 복수개의 내부액적들 사이에 형성된 접촉계면(250)을 포함한다.Referring to FIG. 6, the resulting double droplet 200 includes a plurality of inner droplets 210, 220; A thin film (230, 240) surrounding each of the plurality of inner droplets; And a contact interface 250 formed between the plurality of inner droplets.

상기 이중액적(200)은 비구형의 덤벨 형상을 나타낸다. 상기 이중액적(200)의 상기 접촉계면과 내부 액적들 사이 공간에 친유성 유체가 채워져 연결부(A)를 형성한다. 상기 연결부(A)는 이중액적의 구조적 안정성을 높인다. 도 6을 참고하면, 상기 주입 모세관의 채널이 3개인 경우는 이중액적은 세 개의 내부액적을 포함하고, 채널이 4개인 경우는 4개의 내부 액적을 포함한다. 상기 복수 개의 내부액적을 구비하는 이중액적의 구조는 내부 액적들간의 계면에너지를 최소화할 수 있는 구조로 그 형상을 유지한다. 4 개의 내부 액적들은 비구형의 사면체 구조의 이중액적을 형성한다.The dual droplet 200 exhibits a non-spherical dumbbell shape. A lipophilic fluid is filled in the space between the contact interface of the double droplet (200) and the internal droplets to form a connection (A). The connecting portion (A) enhances the structural stability of the double droplet. Referring to FIG. 6, when the injection capillary has three channels, the double droplet includes three internal droplets, and when four channels include four internal droplets. The dual droplet structure having the plurality of inner droplets maintains its shape with a structure capable of minimizing the interfacial energy between the inner droplets. The four inner droplets form a non-spherical tetrahedral double droplet.

도 6을 다시 참고하면, 상기 이중액적을 둘러싸는 막은 초박막의 두께를 가진다. 다만, 도 1의 종래 복수개의 내부 액적을 구비하는 이중액적은 이중액적 전체를 둘러싸는 막을 별도로 구비하고 있으나, 본 발명의 경우에는 각 내부 액적을 둘러싸는 박막이 이중액적의 막을 형성한다. 즉, 본 발명에서는 액적을 둘러싸는 박막 230, 240과 연결부(A)가 상기 이중액적(200)의 박막을 형상한다. 따라서, 본 발명의 이중액적은 도 1과 달리 이중액적 전체를 포괄하는 두꺼운 별도의 막을 구비하지 않으므로 초박막으로 제조가 될 수 있다. Referring again to FIG. 6, the film surrounding the double droplet has an ultra-thin film thickness. However, in the case of the present invention, a thin film surrounding each inner droplet forms a double droplet film. However, in the present invention, a thin film surrounding each of the inner droplets forms a double droplet film. That is, in the present invention, the thin films 230 and 240 surrounding the droplet and the connecting portion A form a thin film of the double droplet 200. Therefore, unlike FIG. 1, the double droplet of the present invention does not have a separate thick film covering the entire double droplet, and thus can be manufactured as an ultra thin film.

상기 내부 액적을 둘러싸는 중간막(박막, 친유성 유체로 형성됨)과 내부 액적(친수성 유체로 형성됨)의 부피비가 0.05~0.08일 수 있다.The volume ratio of the interlayer (formed of a thin film, lipophilic fluid) and the internal droplet (formed of a hydrophilic fluid) surrounding the internal droplet may be 0.05 to 0.08.

상기 내부 액적의 직경과 박막의 두께가 1 : 0.002~0.04, 바람직하게는 1 : 0.004~0.015의 범위를 가질 수 있다.The diameter of the internal droplet and the thickness of the thin film may be in the range of 1: 0.002 to 0.04, preferably 1: 0.004 to 0.015.

상기 내부 액적은 친수성의 약물, 화장료, 영양물질 또는 고분자 단량체를 포함할 수 있다.The inner liquid may include a hydrophilic drug, a cosmetic, a nutrient or a polymeric monomer.

상기 박막은 광경화성의 ETPTA, EGPEA, HDDA와 유기용매에 녹는 고분자 또는 친유성 오일인 PLA, PLGA, PCL, PS, PMMA, 또는 ethyl cellulose 를 포함할 수 있다.The thin film may include photo-curable ETPTA, EGPEA, HDDA and organic solvent-soluble polymer or lipophilic oil PLA, PLGA, PCL, PS, PMMA, or ethyl cellulose.

상기 이중액적은 내부 액적들 각각을 둘러싸는 박막 형성물질의 종류를 달리할 수 있는데, 이 경우, 각 박막의 분해 속도가 서로 달라 내부액적들이 박막의 분해 순서에 따라 순차로 함유물질을 방출할 수 있다.In this case, since the decomposition rates of the respective thin films are different from each other, the internal droplets may sequentially emit the contained material in accordance with the decomposition sequence of the thin film, have.

상기 이중액적은 상기 복수 개의 내부 액적들 각각을 둘러싸는 박막의 두께가 서로 다를 수 있는데, 이 경우, 각 박막이 완전 분해되는 시간이 서로 달라 박막의 분해에 따라 순차로 함유물질을 방출할 수 있다.The thickness of the thin film surrounding each of the plurality of inner droplets may be different from each other. In this case, the time required for complete decomposition of the thin films is different from each other, .

상기 박막은 계면활성제를 포함하여 도 6 및 도 7의 이중액적 구조를 장시간 유지할 수 있다.The thin film may contain a surfactant to maintain the double droplet structure of Figs. 6 and 7 for a long time.

상기 접촉계면은 상기 박막을 형성하는 친유성 물질로 형성될 수 있다.The contact interface may be formed of an oleophilic material forming the thin film.

상기 이중액적은 소정 시간 후에 복수개의 내부 액적이 하나의 내부 액적으로 합체될 수 있다.The double droplet may be incorporated into one internal droplet after a predetermined time.

상기 이중액적은 상기 합체에 의해 각각의 내부 액적에 함유된 반응물들의 반응에 의한 생성물(product)을 함유할 수 있다.The double droplet may contain a product by reaction of the reactants contained in each inner droplet by the coalescence.

도 8은 주입 모세관의 복수개 채널 중 하나에만 내부 모세관이 형성된 장치의 개략도 및 입구측 정면도이다. 도 8을 참고하면, 두 개의 채널 중 어느 하나에만 내부 모세관이 형성되는데, 내부 모세관이 형성된 채널에만 친수성 유체와 친유성 유체를 동시에 주입하고, 나머지 채널에는 친유성 유체만을 주입할 수 있다. Figure 8 is a schematic and an inlet front view of an apparatus in which an inner capillary is formed only in one of a plurality of channels of an inlet capillary. 8, an inner capillary is formed in only one of the two channels. Only hydrophilic and lipophilic fluids can be simultaneously injected into the channel having the inner capillary, and lipophilic fluids can be injected into the remaining channels.

도 8을 참고하면, 주입되는 상기 친유성 유체의 종류가 서로 다른 경우, 생성되는 이중액적은 하나의 액적과 이를 둘러싸는 구분되는 두 개의 서로 다른 박막을 구비한다. Referring to FIG. 8, when the kind of the lipophilic fluid to be injected is different, the generated double droplet has one droplet and two different thin films which are separated to surround the droplet.

또한, 후술하는 실시예를 참고하면, 3개 이상의 채널 중에 친유성 유체만을 주입하는 채널이 하나 이상인 경우 상대적으로 증가된 친유성 오일에 의해 박막의 두께를 증가시킬 수 있다. 또한, 친유성 유체의 유량을 증가시켜 박막의 두께를 증가시킬 수 있다.Also, referring to Examples described later, when there are one or more channels injecting only lipophilic fluid into three or more channels, the thickness of the thin film can be increased by a relatively increased lipophilic oil. In addition, the flow rate of the lipophilic fluid can be increased to increase the thickness of the thin film.

이하 본 발명을 다음의 실시 예에 의해 좀더 상세하게 설명하겠으나, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 범위를 한정하는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.

실시예Example 1 One

도 2의 장치를 사용하여 두 개의 내부 액적을 가지는 이중액적을 제조하였다. 10%의 PVA 수용액에 다른 색을 나타내는 염료(sulforhodamine B의 적색 염료, fluorescein의 녹색 염료 사용)를 각각 혼합하여 각각의 채널에 미세관을 통해 주입하였으며, 각 채널의 A 공간으로 ETPTA 단량체, 8%의 PGPR 계면활성제를 함유하는 케로센 용액, 20%의 PLA를 함유하는 클로로포름 용액 중 하나를 각각 주입하였다. B공간으로 10wt%의 PVA 수용액을 주입하여 연속상을 형성하였다. The apparatus of FIG. 2 was used to prepare a double droplet having two internal droplets. In the 10% PVA solution, dyes (red dye of sulforhodamine B and green dye of fluorescein) were mixed and injected through microtubules into each channel. ETPTA monomer, 8% Of a kerosene solution containing a PGPR surfactant, and a chloroform solution containing 20% of PLA, respectively. A continuous phase was formed by injecting 10 wt% of PVA aqueous solution into the B space.

도 9는 두 개의 친수성 유체, 두 개의 친유성 유체 및 하나의 연속상 유체의 주입량을 각각 300, 200, 6000㎕/h로 하였을 경우 이중액적이 생성되는 것을 보여주는 광학 현미경 이미지와 생성된 이중액적을 나타내는 공초점 현미경 이미지이다(도 9의 b, c). 도 9를 참고하면, 두 개의 액적이 접촉하여 하나의 이중액적이 생성되었음을 확인할 수 있다.
9 shows an optical microscope image showing that a double droplet is generated when the doses of two hydrophilic fluids, two lipophilic fluids and one continuous fluid are 300, 200, and 6000 l / h, respectively, and a generated double droplet Is a confocal microscope image (Fig. 9 (b), (c)). Referring to FIG. 9, it can be seen that two droplets contact and a single droplet is generated.

실시예Example 2 2

주입되는 각 유체의 유량을 하기와 같이 달리한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 실시하였다. The procedure of Example 1 was repeated except that the flow rate of each fluid to be injected was changed as follows.

도 2의 장치에서 한쪽 채널에 친수성 유체(Qi1), 친유성 유체(Qm1), 다른 채널에 친수성 유체(Qi2), 친유성 유체(Qm2)의 유량을 각각 (a)300, 200, 300, 200㎕/h, (b) 200, 150, 300, 200㎕/h, (c) 100, 75, 300, 200㎕/h, (d) 50, 35, 300, 200㎕/h으로 흘려주었다.(A) 300, 200, 300, and 200 (a) flow rates of the hydrophilic fluid Qi1, the lipophilic fluid Qm1, the hydrophilic fluid Qi2, and the lipophilic fluid Qm2 in one channel, H, (b) 200, 150, 300 and 200 μl / h, (c) 100, 75, 300 and 200 μl / h, and (d) 50, 35, 300 and 200 μl / h, respectively.

실시예 2의 주입 유량에 따른 이중액적 생성 이미지를 도 10의 a~d에 나타내었으며, 주입유량 a, b, c, d에 따른 내부 액적의 상대 직경을 도 10의 e에 점선으로 표시하였으며, 커브는 수학식 1로 도시한 것이다.10A to 10D, the relative diameters of the internal droplets according to the injection flow rates a, b, c, and d are indicated by dotted lines in FIG. 10, The curve is shown in Equation (1).

도 10을 참고하면, 각 채널에 동일한 유량을 공급하면 대칭의 내부 액적이 형성되지만, 주입되는 유량의 비 즉, (Qi1 + Qm1)/(Qi2 + Qm2)값이 1에서 0.7, 0.35로 감소되면 b, c와 같이, 비대칭 덤벨이 이중액적이 생성된다. 상기 비가 0.17보다 더 감소시키면, 10d처럼, 다른 형상의 비대칭 이중액적이 교대로 생성된다.
Referring to FIG. 10, when the same flow rate is supplied to each channel, a symmetric internal droplet is formed. However, when the ratio of the flow rate to be injected, that is, (Qi1 + Qm1) / (Qi2 + Qm2) is decreased from 1 to 0.7 and 0.35 b, c, an asymmetric dumbbell is generated as a double droplet. If the ratio is reduced further than 0.17, asymmetric double droplets of different shapes are alternately generated, such as 10d.

실시예Example 3 3

Nile red의 적색 염료와 500nm의 실리카 입자들을 함유하는 ETPTA 단량체를 중간상인 친유성 유체로 하나의 채널에 주입하고, Coumarin 540의 녹색 염료와 200nm의 실리카 입자들을 함유하는 ETPTA 단량체를 중간상인 친유성 유체로 하여 다른 채널에 주입하였으며, 각 채널에 주입되는 친수성 유체에는 염료을 혼합하지 않았다. 상기 장치에서 생성되는 이중액적을 수집 용기에서 10초 동안 UV 조사하여 이중구조의 마이크로 캡슐을 제조하였다. 그 외 조건은 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
The ETPTA monomer containing the red dye of Nile red and the silica particles of 500 nm was injected into a channel as a lipophilic fluid in intermediate phase and the ETPTA monomer containing Coumarin 540 green dye and 200 nm silica particles was mixed with the intermediate lipophilic fluid , And the hydrophilic fluid injected into each channel was not mixed with the dye. The double droplets generated in the apparatus were irradiated with UV for 10 seconds in a collecting container to prepare microcapsules having a dual structure. The other conditions were the same as in Example 1.

도 11a은 실시예 3에서 생성된 캡슐화된 이중액적의 광학 현미경 이미지를 나타낸다. 도 11의 b~e는 이중액적을 촬영한 공초점 이미지이고, 도 11의 f, g는 접촉계면을 촬영한 SEM 이미지이다. 11A shows an optical microscope image of the encapsulated double droplet generated in Example 3. Fig. 11B to 11E are confocal images obtained by photographing a double droplet, and f and g in FIG. 11 are SEM images of the contact interface.

도 11을 참조하면, 광중합으로 인해 안정적 구조의 이중액적을 생성할 수 있으며, 도 11의 b~e를 참고하면, 두 개의 구분되는 녹색과 적색의 박막으로 둘러싸여 있음을 알 수 있으며, 즉, 이중 액적이 별도의 쉘을 구비하는 것이 아니라 각각의 내부 액적을 둘러싸는 박막이 이중액적의 쉘을 구성하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 상기 내부액적의 직경 또는 부피에 비해 상기 박막의 부피나 두께가 매우 작거나 얇음을 시각적으로도 알 수 있다.Referring to FIG. 11, it can be seen that a double droplet of a stable structure can be generated due to photopolymerization, and referring to FIGS. 11 to 11, it can be seen that it is surrounded by two separated green and red thin films, It can be seen that the droplet does not have a separate shell but the thin film surrounding each internal droplet constitutes a double droplet shell. In addition, it can be visually recognized that the volume or thickness of the thin film is very small or thin compared to the diameter or volume of the internal droplet.

도 11의 f, g를 참고하면, 접촉계면에서 500nm, 200nm 실리카 입자들이 서로 분리되어 위치하므로 상기 내부액적들은 서로 구분되는 자신의 박막을 구비하고 이들이 접촉되는 접촉계면에서도 두 개의 박막이 구분되어 존재함을 알 수 있다.
Referring to FIGS. 11F and 11G, since 500 nm and 200 nm silica particles are separated from each other at the contact interface, the internal droplets have their own thin films separated from each other, and two thin films are separated even at the contact interface .

실시예Example 4 4

친유성 유체로 20wt%의 PLA를 함유하는 클로로포름를 두 개의 채널에 공간을 통해 각각 주입하고, 10%의 PVA 수용액에 다른 색을 나타내는 염료(sulforhodamine B의 적색 염료, fluorescein의 녹색 염료 사용)를 각각 혼합하여 각각의 채널에 미세관을 통해 주입하였다. 생성된 이중액적에 광중합지 않고 수분동안 방치하였다. 나머지 조건은 실시예 1과 같이 수행하였다.Chloroform containing 20 wt% of PLA as a lipophilic fluid was injected into each of the two channels through a space, and a dye (sulforhodamine B red dye, fluorescein green dye used) was mixed with 10% PVA aqueous solution And injected into each channel via microtubules. The resulting double droplets were allowed to stand for several minutes without being light-cured. The other conditions were the same as in Example 1.

도 12는 복수개의 내부 액적들이 단일 액적으로 합체되는 것을 보여준다. Figure 12 shows a plurality of internal droplets merged into a single droplet.

도 12의 a는 생성된 복수개의 내부액적을 구비한 이중액적이 합체 과정을 통해 단일 액적으로 변화는 것을 보여준다. 도 12의 b는 생성된 이중액적이 합체되는 것을 시간별로 촬영한 광학 현미경 사진이다. 도 12의 c, d는 각각 합체 전후의 단분산된 이중액적을 나타내는 이미지이다. FIG. 12A shows that the droplet is changed into a single droplet through the double droplet merging process with the plurality of inner droplets generated. Fig. 12 (b) is an optical microscope photograph taken by time showing that the generated double droplets are incorporated. 12C and 12D are images showing monodispersed double droplets before and after the coalescence, respectively.

도 12를 참고하면, 계면활성제나 광중합이 없는 경우 생성된 복수개의 내부 액적들은 수분이내에 합체되어 구형의 이중액적으로 변화한다. 내부액적들의 녹색과 적색의 이미지는 합체 훙 이들의 혼합색으로 표시된다. 또한, 이러한 복수개의 내부 액적의 합체에도 이중액적은 파괴되지 않고 안정적 형상을 유지할 수 있다.
Referring to FIG. 12, a plurality of internal droplets generated in the absence of a surfactant or photopolymerization are combined into a spherical double droplet within a few minutes. The green and red images of the internal droplets are represented by the mixed colors of the combined droplets. Also, even when such a plurality of internal droplets are combined, the double droplet can be maintained in a stable shape without being broken.

실시예Example 5 5

Nile red의 적색 염료와 500nm의 실리카 입자들을 함유하는 ETPTA 단량체(Qm1)와 Coumarin 540의 녹색 염료와 200nm의 실리카 입자들을 함유하는 ETPTA 단량체(Qm2)를 중간상인 친유성 유체로 하여 채널에 각각 주입하였으며, 다만, 친수성 유체(10%의 PVA 수용액)(Qi2)는 채널 한쪽에만 주입하였다. Qi2, Qm1, Qm2를 각각 300, 30, 200㎕/h 유량으로 주입하고 연속상 유체는 실시예 1과 같이 6000㎕/h로 주입하였다. 생성된 이중액적을 광중합하였다.
ETPTA monomer (Qm1) containing Nile red red dye and silica particles of 500nm, green dye of Coumarin 540 and ETPTA monomer (Qm2) containing silica particles of 200nm were injected into the channel as lipophilic fluid, , But a hydrophilic fluid (10% PVA aqueous solution) (Qi2) was injected into only one side of the channel. Qi2, Qm1 and Qm2 were injected at a flow rate of 300, 30 and 200 μl / h, respectively, and the continuous phase fluid was injected at 6000 μl / h as in Example 1. The resulting double droplets were photopolymerized.

도 13은 실시예 5의 이중 액적 생성을 보여준다. 도 13의 a, b는 이중액적 생성을 위한 모식도 및 이중 액적이 생성되는 것을 촬영한 광학 현미경 이미지이다. 도 13의 c는 광중합된 이중액적을 나타내고, 도 13의 d는 서로 다른 색깔을 갖는 반구의 박막(멤브레인)을 보여주는 이미지이다. 도 13의 e, f는 구분되는 막의 경계와 그 단면을 촬형한 SEM 이미지이다. 13 shows the production of the double droplet of Example 5. Fig. 13A and 13B are a schematic diagram for generating a double droplet and an optical microscope image showing that a double droplet is generated. FIG. 13C shows a photopolymerized double droplet, and FIG. 13D is an image showing a hemispherical membrane (membrane) having different colors. Figs. 13 (e) and 13 (f) are SEM images obtained by imaging the boundaries of the separated films and their cross sections.

도 13을 참고하면, 본 발명에서는 액적의 표면을 두 개의 구분되는 박막으로 형성할 수 있다.
Referring to FIG. 13, in the present invention, the surface of the droplet can be formed into two separate thin films.

실시예Example 6 6

도 3의 c와 같이 4개의 채널을 구비하는 장치에 유체를 주입하였다. 친수성 유체는 모두 10%의 PVA 수용액을 사용하고, 다만, 각 채널에 주입되는 친수성 유체에는 서로 다른 염료를 주입하여 내부 액적을 형광색으로 구분하였다. 친유성 유체로는 ETPTA 단량체를 모든 채널에 동일하게 주입하였다. As shown in FIG. 3C, the fluid is injected into the apparatus having four channels. All the hydrophilic fluids use 10% PVA aqueous solution. However, the hydrophilic fluid injected into each channel is injected with different dye to divide the internal droplet into a fluorescent color. As the lipophilic fluid, ETPTA monomers were injected equally into all channels.

도 14의 a~c는 실시예 6에서 생성되는 이중액적을 촬영한 광학 현미경 이미지이다. 도 14의 a는 4개의 채널중에 3개의 채널에 각각 친수성 유체와 친유성 유체를 주입한 것이고, 도 14b는 4개의 채널 중에 3개의 채널에 각각 친수성 유체와 친유성 유체를 주입하고, 나머지 하나의 채널에는 친유성 유체만 주입한 것이고, 도 14의 c는 4개의 채널 모두에 각각 친수성 유체와 친유성 유체를 주입한 경우이다.Figs. 14 (a) to 14 (c) are optical microscope images obtained by photographing the double droplets generated in Example 6. Fig. FIG. 14 (a) shows hydrophilic fluid and lipophilic fluid injected into three channels out of the four channels, FIG. 14 (b) shows that hydrophilic fluid and lipophilic fluid are respectively injected into three channels out of the four channels, And only the lipophilic fluid is injected into the channel, and FIG. 14C shows the case where hydrophilic fluid and lipophilic fluid are injected into all four channels.

도 14의 b와 같이, 하나의 채널에는 오일만을 흘려줌으로써 상대적으로 두꺼운 쉘을 가지는 삼각구조 내지 사면체 구조의 이중액적을 생성할 수 있다. 도 14의 c와 같이 4 개의 구분되는 내부 액적이 하나의 이중 액적 안으로 결합된다. As shown in FIG. 14 (b), a single droplet of triangular or tetrahedral structure having a relatively thick shell can be produced by flowing only oil to one channel. As shown in FIG. 14C, four divided inner droplets are combined into one double droplet.

도 14의 d~f는 실시예 6에서 생성되는 이중액적을 나타내는 공초점 이미지이다. 도 14의 d~f와 도 14를 참고하면, 본 발명의 이중액적은 적색, 녹색, 이들의 혼합색으로 표시되는 액적들이 삼각구조 내지 사면체 구조로 형성된다. 각 채널의 친유성 유체가 액적들끼리 직접 접촉하는 막아주기 때문에 에멀젼 동안 코어-쉘 구조를 유지할 수 있으며, 각 채널에서 연속상으로 적하되면서 4개의 평행 흐름이 판상 다이아몬드 구조로 되지만 상기 구조는 이들의 계면 에너지를 최소화하기 위해 사면체 형상으로 급속히 전환되는 것으로 보인다. 도 14 및 도 7을 참고하면, 본 발명의 이중액적이 4개의 내부액적이 서로 접촉하여 하나의 거동을 보이는 이중액적으로 생성되며, 상기 이중액적을 둘러싸고 있는 박막은 내부액적을 둘러싸고 있는 각각의 박막이 연결되어 형성된다.
14f to 14f are confocal images showing the double droplets generated in Example 6. Fig. Referring to Figs. 14 to 14 and 14, the droplets represented by red, green, and mixed colors of the double droplet of the present invention are formed into a triangular structure or a tetrahedral structure. Since the lipophilic fluid of each channel blocks the direct contact between the droplets, the core-shell structure can be maintained during the emulsion, and the four parallel flows into the plate-like diamond structure while being dripped into the continuous phase in each channel, It seems to be rapidly converted into a tetrahedral shape to minimize interfacial energy. 14 and 7, the dual droplet of the present invention is produced as a double droplet in which four internal droplets come into contact with each other and exhibit a single behavior, and the thin film surrounding the double droplet is formed of each thin film Respectively.

이상에서, 본 발명의 바람직한 구현예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위가 이들로 제한되는 것은 아니다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

10 : 주입모세관 11, 12, 13, 14 : 채널
15, 16, 17, 18 : 내부 모세관 20 : 수집 모세관
30 : 외곽모세관 40 : 경계벽
A, B : 유체 주입 공간
10: injection capillary 11, 12, 13, 14: channel
15, 16, 17, 18: inner capillary 20: collection capillary
30: outer capillary tube 40:
A, B: Fluid injection space

Claims (12)

복수개의 독립된 채널들을 구비하고, 채널의 끝 부분에 오리피스가 형성된 주입 모세관 ; 상기 주입 모세관과 동축으로 배열되고, 상기 주입 모세관의 오리피스와 유사하거나 직경이 큰 오리피스를 구비하여 생성된 이중 액적을 모으는 수집 모세관 ; 및 상기 주입모세관과 수집 모세관을 둘러싸고 지지하며, 상기 주입모세관의 외면과는 소정 간격의 공간이 형성되어 상기 공간을 통해 유체를 주입하는 외곽모세관을 포함하는 이중액적 제조장치로서,
상기 복수개의 채널 중 어느 하나의 이상의 입구에는 상기 입구측 채널의 직경보다 작은 직경의 내부 모세관이 하나 이상 형성되고,
상기 복수개의 독립된 채널들은 상기 주입 모세관 내부에서 서로 평행하게 위치하고, 상기 복수개의 독립된 채널들 사이에는 경계벽이 형성되어 상기 유체들이 서로 혼합되지 않으며, 상기 주입 모세관의 내벽과 상기 경계벽은 소수성을 나타내고,
상기 하나 이상의 채널에 친수성 유체 및 친유성 유체가 동시에 주입되면, 상기 채널 중심부로는 상기 친수성 유체가 단속적으로 흐르고, 상기 채널 내벽으로는 상기 친유성 유체가 상기 친수성 유체를 둘러싸며 흐르고,
상기 장치는 각 채널별로 형성된 내부액적들이 채널에 끝에 형성된 오리피스에서 서로 접촉하여 복수개의 내부액적을 함유한 이중액적을 형성하는 것을 특징으로 하는 이중액적 제조장치.
An injection capillary having a plurality of independent channels and having an orifice formed at an end of the channel; A collection capillary arranged coaxially with the injection capillary and having an orifice similar to or larger than the orifice of the injection capillary to collect the resulting double droplet; And an outer capillary tube surrounding and supporting the injection capillary tube and the capillary tube, the outer capillary tube having a space formed between the injection capillary tube and the outer surface of the capillary tube,
Wherein at least one of the plurality of channels has at least one inner capillary tube having a diameter smaller than the diameter of the inlet-side channel,
Wherein the plurality of independent channels are positioned parallel to each other in the injection capillary, a boundary wall is formed between the plurality of independent channels so that the fluids are not mixed with each other, the inner wall of the injection capillary and the partition wall exhibit hydrophobicity,
Wherein when the hydrophilic fluid and the lipophilic fluid are simultaneously injected into the at least one channel, the hydrophilic fluid flows intermittently to the channel center portion, the lipophilic fluid surrounds the hydrophilic fluid and flows into the channel inner wall,
Wherein the inner droplets formed in each channel are in contact with each other in an orifice formed at the end of each channel to form a double droplet containing a plurality of inner droplets.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 내부 모세관은 1~4개인 것을 특징으로 하는 이중액적 제조장치.The apparatus of claim 1, wherein the inner capillary tube has 1 to 4 inner capillaries. 제 1항에 있어서, 상기 주입모세관은 2~8개의 독립된 채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 이중액적 제조장치.The apparatus of claim 1, wherein the injection capillary comprises two to eight independent channels. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 내부 모세관과 상기 내부 모세관과 주입모세관의 내벽 사이 공간(A) 중 어느 한 편에는 친수성 유체가 주입되고, 다른 한편에는 친유성 유체가 주입되어 상기 채널의 중심부에는 단속성의 친수성 유체가 흐르고, 상기 채널 내측 외곽부에는 상기 친유성 유체가 상기 채널의 내벽을 따라 상기 친수성 유체를 둘러싸며 흐르는 것을 특징으로 하는 이중액적 제조장치.2. The method according to claim 1, wherein a hydrophilic fluid is injected into one of the inner capillary, the inner capillary and the inner wall of the injection capillary (A), and a lipophilic fluid is injected into the other capillary, Wherein a hydrophilic fluid flows and the lipophilic fluid surrounds the hydrophilic fluid along the inner wall of the channel in the channel inner periphery. 제 1항에 있어서, 상기 내부 모세관이 두 개 이상인 경우, 어느 하나 이상에는 친수성 유체가 주입되고, 다른 어느 하나 이상에는 친유성 유체가 주입되어 상기 채널의 중심부에는 단속성의 친수성 유체가 흐르고, 상기 채널 내측 외곽부에는 상기 친유성 유체가 상기 채널의 내벽을 따라 상기 친수성 유체를 둘러싸며 흐르는 것을 특징으로 하는 이중액적 제조장치.2. The method of claim 1, wherein when the inner capillaries are two or more, a hydrophilic fluid is injected into one or more of the inner capillaries, and a lipophilic fluid is injected into at least one of the inner capillaries, Wherein the lipophilic fluid surrounds the hydrophilic fluid along the inner wall of the channel and flows through the inner periphery. 제 1항에 있어서, 상기 복수개의 채널 전부에 상기 친수성 유체 및 친유성 유체가 동시에 주입되는 것을 특징으로 하는 이중액적 제조장치.The dual droplet producing apparatus of claim 1, wherein the hydrophilic fluid and the lipophilic fluid are simultaneously injected into the plurality of channels. 제 1항에 있어서, 상기 복수개의 채널 중 어느 하나 이상의 채널에는 상기 친수성 유체 및 친유성 유체가 동시에 주입되고, 상기 복수개의 채널 중 어느 하나 이상의 채널에는 친유성 유체만이 주입되는 것을 특징으로 하는 이중액적 제조장치.The method of claim 1, wherein the hydrophilic fluid and the lipophilic fluid are simultaneously injected into at least one of the plurality of channels, and only the lipophilic fluid is injected into at least one of the plurality of channels. Droplet manufacturing apparatus. 제 1항에 있어서, 상기 주입모세관의 외면과 외곽 모세관 사이의 공간을 통해 제 2 친수성 유체가 주입되어 연속상을 형성하는 것을 특징으로 하는 이중액적 제조장치.2. The apparatus of claim 1, wherein a second hydrophilic fluid is injected through the space between the outer surface of the injection capillary and the outer capillary to form a continuous phase. 제 1항에 있어서, 상기 채널의 입구측 직경은 0.1~5mm고, 상기 내부 모세관의 직경은 10~500㎛인 것을 특징으로 하는 이중액적 제조장치.

The apparatus of claim 1, wherein the inlet side diameter of the channel is 0.1 to 5 mm, and the diameter of the inner capillary is 10 to 500 μm.

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