微流体设备、微流体混合装置和微流体装置的制作方法

微流体设备、微流体混合装置和微流体装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年12月23日提交的且标题为“microfluidicapparatus and methods of use thereof”的美国临时专利申请第62/953,102号的优先权，该临时专利申请通过引用以其整体并入本文。
3.通过引用并入
4.本说明书中提及的所有出版物和专利申请均通过引用以其整体并入本文，其程度如同每个单独的出版物或专利申请都被明确地和单独地指出要通过引用并入一样。
技术领域
5.本技术总体上涉及微流体系统。


背景技术：

6.目前用于制造和配制多核苷酸治疗物(polynucleotide therapeutics) 特别是mrna治疗物的可用技术经常使产品受到污染和降解。目前可获得的集中生产对于可能包括多种多核苷酸物种的治疗制剂来说可能成本太高、速度太慢、而且易受污染。开发可扩展的多核苷酸制造、生产单个患者剂量、消除接触点以限制污染、输入和过程跟踪以满足临床制造要求、以及在护理点(point-of-care)操作中的应用，可以促进这些有前途的治疗方法的使用。微流体仪器和过程可以针对这些目标提供主要优势。


技术实现要素：

7.本文所述的装置和方法可用于制造和配制含生物分子的产品，特别是用于个性化护理的治疗剂。具体而言，本文描述了用于在护理点处理治疗性多核苷酸的封闭路径方法和装置。
8.通常，本文描述了使用微流体设备配制合成物(composition)的装置和方法。具体而言，本文描述了包括使用微流体混合室(或一系列互连的微流体混合室)配制合成物的方法和装置，所述微流体混合室被配置成在相对小的占用面积(footprint)内提供高效混合。这些混合室可以在特定的流速内操作，以实现高度混合。在一些示例中，混合室可以被冷却到低于室温的温度，这增强了在这里描述的微流体混合室内的混合。
9.例如，这里描述的混合室可以被称为盒体式混合室(box mixingchamber)和/或涡旋混合室(vortex mixing chamber)。这些混合室可以是微流体装置例如微流体设备(其在本文中也可以被称为微流体路径设备) 的一部分。这些室通常可包括具有基部(例如，底部)表面的基部、和侧壁、以及封闭该室的覆盖(例如，顶部)表面。这些混合室还可以包括入口，例如混合入口，该入口从微流体设备内(或通向微流体设备内)的两个或更多个流体路径接收输入。入口在盒体式室一侧的偏离顶部和/或底部的区域附近(通常在室的第一侧的上部区域附近)向室(例如，在一些示例中，为盒体式室)馈送。入口通常与室的顶部和/或底部偏离一定深度，该深度大于入口的深度的大约1.5倍。入口也可以被称为流体交会通道
(fluidicintersectionchannel)。例如，混合入口通道可以包括在涡旋混合室的第一侧壁处通向混合室的开口。这些室还可以包括混合出口通道。混合出口通道可以包括在涡旋混合室的第二侧壁中通向混合室的开口。通常，涡旋混合室的竖直尺寸可以大于混合入口通道的竖直尺寸，并且可以大于混合出口通道的竖直尺寸。
10.本文所述的混合通道可从入口接收两种或更多种流体(例如，包含第一合成物(如mrna)的第一流体，和包含第二合成物(如递送载体)的第二流体)。流体(其可以在被驱动到混合室之前被混合)可以延伸到混合室中，并且被稍微向下引导并抵靠与入口相对的壁。这可以形成弯曲或卷曲的流体路径，在该路径中流体被引导穿过入口、向下引导并在入口的下方，以与从入口进入室的新的材料混合并组合。流体可以继续混合，最终将混合的流体从出口驱出。在一些实例中，第一混合室串联联接到一个或更多个混合室，使得相邻的混合室彼此串联地向彼此馈送。例如，一个室的出口可以向另一个室的入口馈送。如下文将描述的，这些方法和装置中的任何一种可以包括将混合室的温度控制到一定温度或温度范围(该温度或温度范围被校准以增强混合)内(在一些示例中，在约10℃和约20℃之间)，以便在本文描述的混合室中混合。提高的混合温度可以以在混合室的特定几何形状内被混合的制剂(在一些示例中是mrna和/或递送载体的序列)为基础。这个最佳温度可以通过实验和/或模拟来确定。本文所用的“递送载体(deliveryvehicle)”是指至少部分促进向靶细胞或组织(例如肿瘤等)体内、体外或离体递送多核苷酸的任何物质。将某物称为递送载体不一定意味着它也可能没有治疗效果。在一个示例中，递送载体提供附加的治疗效果。在另一个示例中，递送载体不提供附加的治疗效果。例如，递送载体可以是氨基脂质化类肽(amino-lipidatedpeptoid)递送载体，其可以至少部分包封mrna。
11.本文所述的装置和方法可以与任何合适的微流体装置(例如，微流体设备、微流体系统等)一起使用，特别是那些作为管路的一部分需要高度混合的微流体装置，以及在一些示例中，封闭(例如，闭合路径)微流体路径，在该路径中，空间可能是非常珍贵的。可以与本文所述的任何混合器和混合技术一起使用的微流体系统的示例可以在例如于2020年8月10日提交的且标题为“methodsandapparatusesformanufacturingforremovingmaterialfromatherapeuticcomposition”的16/989,833中发现，该申请要求于2019年8月9日提交的标题为“microfluidicapparatusandmethodsofusethereof”的美国临时专利申请第62/885159号以及于2019年8月9日提交的标题为“methodsandapparatusesformanufacturingtherapeuticcompositions”的美国临时专利申请第62/885170号的优先权，其各自的公开内容通过引用以其整体结合到本文中。
12.本文还描述了包括一个或更多个如上所述的混合器的微流体设备。例如，微流体设备可以包括：第一流体输入端和第二流体输入端；以及流体交会通道，其被配置为接收来自第一流体输入端和第二流体输入端的流体，其中流体交会通道在第一混合室的第一侧的上部区域通向第一混合室中，其中第一混合室具有大于流体交会通道的深度的大约1.5倍的深度；出口通道，其位于第一混合室的第二侧的上部区域上，其中出口通道的深度小于第一混合室的深度，进一步地其中出口通道的开口相对于流体交会处沿着第一混合室的第二侧的宽度偏离。
13.一种微流体设备可以包括：第一流体输入通道和第二流体输入通道，其中第一流体输入通道和第二流体输入通道会聚以形成流体交会通道，该流体交会通道具有从顶表面
延伸到第一底表面的深度、和宽度；第一混合室，其具有从顶表面延伸到第二底表面的深度、从第一侧延伸到第二侧的宽度、和长度，其中第一混合室的深度大于流体交会通道的深度，并且第一混合室的宽度大于流体交会通道的宽度，进一步地其中，第一混合室在顶表面处并靠近第一侧流体地连接到流体交会通道；和出口通道，其中出口通道在顶表面处并靠近混合室的第二侧流体地连接到第一混合室。
14.微流体设备可以包括：第一流体输入端和第二流体输入端；以及流体交会通道，其被配置为接收来自第一流体输入端和第二流体输入端的流体，其中流体交会通道在第一混合室的第一侧的上部区域通向第一混合室中，其中第一混合室具有大于流体交会通道的深度的大约1.5倍的深度；连接通道，其位于第一混合室的第二侧的上部区域上，其中连接通道的深度小于第一混合室的深度，进一步地其中，连接通道的开口相对于流体交会处沿着第一混合室的第二侧的宽度偏离，其中连接通道通向第二混合室；和从第二混合室延伸的出口通道。
15.这些微流体设备中的任何一个都可以被配置为单个混合器，其中出口通道形成混合器输出端(例如，不串联连接到另外的混合室)。出口通道可以连接到微流体设备的输出端，或者它可以提供用于进一步处理(包括用于与另一种流体组合(以及随后混合)等)的输入端。当混合室被配置为单个混合器时，出口通道不作为与第一混合室串联连接的第二混合室的唯一输入端。
16.这些微流体设备中的任何一个可以具有第一混合室的深度，该深度为流体交会通道深度的约2倍至约4倍之间。第一混合室的深度可以为流体交会通道深度的约3倍。在一些示例中，第一混合室的宽度为盒体长度的约1.5倍至约3倍之间。例如，第一混合室的宽度可以为盒体长度的约2 倍。
17.在一些实施方式中，所述第一混合室的宽度为所述第一混合室的长度的大约1.5倍至大约3倍之间。
18.在一些实施方式中，所述第一混合室的宽度为所述第一混合室的长度的大约2倍。
19.第一混合室的长度可以约为流体交会通道长度的2倍至4倍之间。在一些示例中，第一混合室的长度约为盒体长度的3倍。
20.在一些实施方式中，所述第一混合室的长度为所述流体交会通道的长度的大约3倍。
21.一般来说，本文所述的混合器可以集成到微流体路径设备中。例如，流体交会通道、第一混合室和出口通道可以全部形成在第一层内，进一步地，其中流体交会通道、第一混合室和出口通道的顶表面由第二层形成。
22.在一些实施方式中，所述流体交会通道、所述第一混合室和所述出口通道都在第一层内，并且其中所述流体交会通道、所述第一混合室和所述出口通道的顶表面为第二层的一部分。
23.一般而言，进入/离开本文所述混合室的入口和出口可以彼此隔开一定偏移量。例如，出口通道可以在混合室的第一长度处与第一混合室流体地连通，并且流体交会通道可以在混合室的第二长度处与混合室流体地连通。
24.混合室可以是具有直角拐角和/或圆角拐角的盒体。例如，第一混合室在所有或一些拐角处可以具有约在65-85μm之间的拐角半径。如这里所使用的，圆角(rounded)是指以
曲线而不是以一定角度突然平滑过渡的表面。圆角可以具有非零的曲率半径，例如，是其所连接的最短侧壁的长度的0.5倍和0.01倍。
25.本文所述的任一示例的微流体设备可被配置为提供以约0.25ml/min 至约5ml/min之间(例如，约0.25ml/min至约4ml/min之间、约0.25ml/min 至约3ml/min之间、约0.25ml/min至约2ml/min之间、约0.25ml/min 至约1.5ml/min之间等)流速和在约1psi(6.9kpa)至约30psi(206.8kpa) 之间(例如在约1psi至约25psi(约6.9kpa至约172.4kpa)之间、在约 1psi至约22.5psi(约6.9kpa至约155.1kpa)之间、在约1psi至约20psi (约6.9kpa至约137.9kpa)之间、在1psi至约10psi(约6.9kpa至约 68.9kpa)之间、在约1psi至约5psi(约6.9kpa至约34.5kpa)之间等) 下通过第一混合室的流体压力变化。
26.微流体设备可以包括可串联连接的任意数量的混合室。因此，微流体装置可以包括多个流体连接的混合室。例如，微流体路径设备可以具有第二混合室，该第二混合室具有从第二混合室的顶表面延伸到底表面的深度、从第二混合室的第一侧延伸到第二侧的宽度、和长度，其中第二混合室的深度大于出口通道的深度，并且第二混合室的宽度大于出口通道的宽度，进一步地，其中所述第二混合室在顶表面处并靠近所述第二侧流体地连接到出口通道；以及第二出口通道，其具有深度和宽度，其中第二出口通道在顶表面处并靠近第二混合室的第一侧流体地连接到第二混合室。
27.这些微流体设备中的任何一个都可以包括一个或更多个流体泵，该流体泵被配置为通过偏转微流体设备内的弹性膜的至少一部分来将流体从流体交会通道泵送到第一混合室中。例如，微流体设备可以在微流体混合器和多个混配室之间包括一个或更多个流体泵，其中流体泵被配置为通过偏转微流体设备内的弹性膜的至少一部分来将流体从流体交会通道泵送到第一混合室中。替代地或附加地，本文所述的这些装置中的任何一个(例如，这些微流体设备中的任何一个)可以使用非脉动压力源来驱动流体从流体交会通道进入一个或更多个混合室。因此，通过混合器的流可以是连续的和非脉冲式的。
28.例如，这些微流体设备中的任何一个都可以包括多个压力端口，这些压力端口被配置为偏转微流体设备中的弹性层，以驱动流体在其间通过第一混合室。
29.在一些实例中，微流体设备包括与第一流体输入端流体连通的限流器，其中限流器包括蛇形的长形流体通道。在一些示例中，出口通道与一个或更多个最终混配室流体连通。
30.通常，微流体混合器(例如，混合装置、混合系统、混合设备、微流体涡旋混合装置等)可以包括：涡旋混合室，其包括限定底表面的基部、侧壁、和封闭涡旋混合室的上表面；混合入口通道，其包括在涡旋混合室的第一侧壁处通向涡旋混合室的开口；混合出口通道，其包括在涡旋混合室的第二侧壁处通向涡旋混合室的开口，其中涡旋混合室的竖直尺寸大于混合入口通道的竖直尺寸，并且大于混合出口通道的竖直尺寸。
31.第一侧壁和第二侧壁可以位于涡旋混合室的相对的侧壁上。在一些示例中，混合入口通道和混合出口通道在沿着第一侧壁和第二侧壁的偏离的位置处连接到涡旋混合室。混合入口通道的开口的高度和混合出口通道的开口的高度可以相同。混合入口通道的开口的宽度和混合出口通道的开口的宽度可以相同。
32.混合入口通道的开口和混合出口通道的开口可以设置在相应的第一侧壁和第二壁的邻近涡旋混合室的上表面的高度处。
33.混合入口通道可以具有包括流体交会处的第一端和包括通向涡旋混合室的开口的第二端。在一些示例中，流体交会处可进一步包括第一流体输入通道和第二流体输入通道，第一流体输入通道和第二流体输入通道被配置为在流体交会处与混合入口通道相交。
34.第一流体通道和第二流体通道可以被配置为在流体交会处以小于 180度的角度彼此相交。第一流体通道和第二流体通道可以被配置成在流体交会处以大于30度的角度彼此相交。
35.在一些示例中，涡旋混合室、混合入口通道和混合出口通道可以是第一涡旋混合室、第一混合入口通道和第二混合出口通道，并且微流体装置可以进一步包括第二微流体混合装置，该第二微流体混合装置包括：第二涡旋混合室，该第二涡旋混合室包括限定底表面的基部、侧壁、和封闭第二涡旋混合室的上表面；第二混合入口通道，其包括在第二涡旋混合室的第一侧壁处通向第二涡旋混合室的开口；第二混合出口通道，其包括在第二涡旋混合室的第二侧壁处通向第二涡旋混合室的开口，其中第二涡旋混合室的竖直尺寸大于第二混合入口通道的竖直尺寸，并且大于第二混合出口通道的竖直尺寸。
36.如本文所用，混合装置可以包括混合系统或混合设备。混合装置在本文中可以等效地称为微流体混合器、或微流体混合设备、或微流体混合系统。
37.这里描述的任何微流体装置可以包括以下的一个或更多项：第二涡旋室的第一侧壁和第二侧壁是第二涡旋混合室的相对的侧壁；第二混合入口通道和第二混合出口通道，在沿着第二涡旋室的第一侧壁和第二侧壁的偏离的位置处连接到第二涡旋混合室；第二混合入口通道的开口的高度和第二混合出口通道的开口的高度相同；第二混合入口通道的开口的宽度和第二混合出口通道的开口的宽度相同；第二混合入口通道的开口和第二混合出口通道的开口设置在第二涡旋混合室的相应的第一侧壁和第二壁的邻近第二涡旋混合室的上表面的高度处；以及它们的任意组合。
38.本文所述的任何微流体装置可包括第二混合出口通道，该第二混合出口通道包括在通向第二涡旋混合室的开口处的第一端。
39.本文所述的微流体混合器可以作为形成在两层之间的微流体设备(例如微流体芯片)的一部分而被包括，并且可以包括一个或更多个泵、混合室等。例如，微流体装置可以包括：第一板和第二板；设置在第一板和第二板之间的弹性层；以及形成在第一板和第二板之间的微流体路径，其中微流体流动路径包括：多个混配室，每个混配室包括固定体积，该固定体积被配置为通过偏转至少弹性层的区域来在混合室之间驱动流体；微流体混合器，其中微流体混合器包括：第一流体输入端和第二流体输入端；以及被配置为接收来自第一流体输入端和第二流体输入端的流体的流体交会处，其中流体交会处在第一混合室的第一侧的上部区域上通向第一混合室，其中第一混合室的深度大于流体交会处的深度的大约1.5倍；在第一混合室的第二侧的上部区域上的连接通道，其中连接通道的深度小于第一混合室的深度，进一步地，其中连接通道的开口相对于流体交会处沿着第一混合室的第二侧的宽度偏离，其中连接通道在第二混合室的第一侧的上部区域通向第二混合室，进一步地，其中所述第二混合室的深度大于连接通道的深度的大约1.5倍；以及在第二混合室的第二侧的上部区域上的来自第二混合室的输出通道，其中第二混合室的第二侧与第二混合室的第一侧相对。
40.流体交会处的上表面可以被配置为与第一混合室的上表面齐平。在一些示例中，
连接通道的上表面可以被配置为与第一混合室的上表面和第二混合室的上表面齐平。在一些示例中，微流体装置还可以包括一个或更多个流体泵，该一个或更多个流体泵被配置为通过偏转弹性层的至少一部分将流体从混配室泵送到微流体混合器中。
41.这些微流体装置中的任何一个可以在微流体混合器和多个混合室之间包括一个或更多个流体泵，其中这些流体泵被配置为通过偏转弹性层的至少一部分来将流体从混配室泵送到微流体混合器中。例如，微流体装置可以包括多个微流体混合器。在一些示例中，该装置可以包括通向第一板中的多个压力端口，这些压力端口被配置为偏转弹性层以在混配室之间驱动流体并驱动流体通过微流体混合器。
42.在一些实例中，微流体装置包括与第一流体输入端流体连通的限流器，其中限流器包括蛇形的长形流体通道。输出通道可以与一个或更多个混配室流体连通。混配室可以是最终混配室和/或可以包括一对具有固定体积的混配室，每个混配室形成在第一板和第二板之间，其中弹性层的一部分将每个室分成在第二板中的流体接触侧和在第一板中的压力接收侧。
43.本文所述的包括使用本文所述的混合室中的一个或更多个进行混合的任何方法和装置可包括在较低温度(例如混合温度)混合，该较低温度通常在约1℃至约30℃之间(例如，约2℃至约20℃之间，例如，约5℃至约18℃之间，约5℃至约15℃之间等)。针对特定合成物(例如，治疗性mrna和/或递送载体)和/或针对混合室的几何形状和/或针对流体的流速(流体压力等)的增强混合温度。
44.例如，一种将治疗性mrna与递送载体配制在一起的方法可包括在约2℃至约20℃的温度在微流体混合室中混合mrna和递送载体，其中基于mrna的合成物和/或递送载体的合成物来选择温度。可以基于以下中的一项或更多项来选择温度：治疗性mrna的多核苷酸序列；递送载体的序列；递送载体的分子量、治疗性mrna的分子量、递送载体的电荷、mrna的电荷、递送载体的分子量；mrna的分子量、微流体混合室内mrna和/或递送载体的流速以及微流体混合室的尺寸。
45.在任一这些方法和设备中，混合可以包括在包括微流体混合室的微流体设备中混合。这些方法中的任何一种都可以包括相对于微流体设备的其余部分分别保持混合室的温度。在微流体混合室中的混合可以包括将 mrna和递送载体穿过第一开口传送到微流体设备的混合室中，使得 mrna和递送载体被驱动为抵靠混合室的壁并被驱动离开第一开口的平面至比第一开口的深度大一倍的深度，以形成包含治疗合成物的混合流体。
46.传送可以包括将mrna和递送载体驱动为抵靠混合室的壁并离开横向于第一开口的平面至比第一开口的深度大大约2.5倍的深度。mrna和递送载体可被驱动为抵靠混合室的壁并离开横向于第一开口的平面至第一开口的深度的约3倍或更多倍的深度。第一开口的顶部可以与混合室的顶部齐平。
47.还描述了使用本文所述的任何方法制造的治疗合成物。例如，本文描述了通过在约2至约20℃的温度在微流体混合室中混合mrna和递送载体而制成的mrna和递送载体的治疗合成物，其中基于mrna的合成物和/或递送载体的合成物来选择温度。
48.如本文所述的在微流体设备内混合的方法可以包括：将第一流体和第二流体穿过第一开口传送到微流体设备内的混合室，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并被驱动离开第一开口的平面至比第一开口的深度大一倍的深度，以形成混合流体；并
将混合流体从混合室的出口开口传送出去；其中混合室保持在约2℃至约20℃之间的温度。
49.一种在微流体设备内混合的方法可以包括：将第一流体和第二流体穿过至少一个开口传送到微流体设备内的混合室中，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并被驱动离开至少第一开口的平面；并将混合流体从混合室的出口传送出去；其中混合室被保持在约2℃至约20℃之间的温度。
50.在本文所述方法的一些示例中，该方法是在微流体设备内混合寡核苷酸和递送载体以形成聚集的纳米粒子的方法，并且可以包括：将包含寡核苷酸分子的第一流体和包含递送载体化学物质的第二流体穿过至少一个开口传送到微流体设备内的混合室，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并被驱动离开开口的平面；并将混合流体从混合室的出口开口传送出去；其中混合室被保持在约2℃至约20℃之间的温度。
51.一种在微流体设备内混合的方法可以包括：将第一流体和第二流体穿过第一开口传送到微流体设备内的混合室中，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并离开横向于第一开口的平面至比第一开口的深度大大约2.5倍的深度，以形成均匀混合的流体；以及将均匀(或几乎均匀)混合的流体从出口开口传送出混合室，其中出口开口与第一开口相对，但偏离第一开口；其中混合室被保持在约5℃至约20℃之间的温度，以均匀地混合第一流体和第二流体。
52.将第一流体和第二流体穿过第一开口传送到混合室中可以包括传送第一流体和第二流体使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并且离开横向于第一开口的平面至比第一开口的深度大大约2.5倍的深度。
53.如上所述，在一些示例中，混合室可以保持在大约5℃至大约15℃之间的温度，以均匀地混合第一流体和第二流体；在一些实例中，混合物的温度被保持在约5℃至约15℃之间(例如，近似10℃)。这些方法中的任何一种可以包括将混合流体从出口开口穿过第二开口传送到第二混合室中，使得流体被驱动为抵靠第二混合室的壁并被驱动离开第二开口的平面至比第二开口的深度大一倍的深度，以进一步混合混合的流体。例如，流体可被驱动为抵靠混合室的壁并离开横向于第一开口的平面至第一开口的深度约3倍或更多倍的深度。如上所述，第一开口的顶部可以与第一混合室的顶部齐平。在一些示例中，出口开口的横截面积等于第一开口的横截面积。混合室可以形成在微流体路径设备的第一层和第二层之间。混合室可以具有大于宽度的长度，进一步地，其中长度比第一开口的宽度大大约2倍。
54.本文还描述了如本文所述的所制成的包含mrna和递送载体(dv) 的治疗合成物，例如通过将包含mrna的第一流体和包含dv的第二流体穿过第一开口传送到微流体设备内的混合室中，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并被驱动离开第一开口的平面至比第一开口的深度大一倍的深度，以形成混合流体；并将混合流体从混合室的出口传送出去；其中混合室被保持在约2℃至约20℃之间的温度。
55.还描述了使用如本文所述形成的任何合成物的治疗方法。在某些情况下，当使用所述方法时，这些合成物可能仅被制造成期望的浓度和体积(和纯度)。例如，一种治疗疾病的方法可以包括：在微流体设备中合成一种或更多种治疗性mrna，其中一种或更多种治疗性mrna在第一流体内，并且用于一种或更多种治疗性mrna的递送载体在第二流体内；将第一流体和第二流体穿过第一开口传送到所述微流体设备内的混合室中，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并被驱动离开第一开口的平面至比第一开口的深度大一
倍的深度，以形成包含治疗合成物的混合流体；将混合流体从混合室的出口开口传送出去，其中混合室被保持在约2 至约20℃之间的温度；以及给患者施用治疗合成物。
56.混合温度(通常(但不一定)在约2℃至约20℃之间)可以基于混合器(例如盒体式混合器)的尺寸、mrna(例如治疗性mrna)的组成和/或递送载体(dv)的合成物来选择(作为增强的混合温度)。因此，本文描述的任何方法可包括校准或选择混合室的温度以设定增强混合温度；混合室的温度可以与包括混合器的微流体设备的其他部分的温度分开控制。在一些示例中，混合温度可以通过体外或体内混合建模来被校准或选择(到增强混合温度)。例如，最佳混合温度可以基于mrna合成物(例如，作为制造mrna的核苷酸的百分比或比率、mrna的长度、mrna 的浓度等的函数)来估计和/或设定。附加地或替代地，可以基于递送载体的合成物来估计最佳混合温度，例如但不限于分子量、浓度、电荷等。例如，在一些示例中，选择和/或设定增强混合温度包括基于递送载体和一种或更多种治疗性mrna选择约2℃至约20℃之间的温度。在一些示例中，最佳温度可以大于约2-20度(大于约2度、大于约5度、大于约 10度、大于约12.5度、大于约15度、大于约17.5度、大于约20度等)。例如，在一些示例中，最佳温度范围可以在约2℃和约50℃之间。在一些示例中，最佳混合温度可以部分地基于混合室的几何形状和/或在混合室中混合的材料的流体压力和/或流速来计算或估计。最佳混合温度可以指混合期间混合室可以保持的温度，以便在经过混合室之后产生更均匀的混合。
57.将第一流体和第二流体穿过第一开口传送到混合室中可以包括传送第一流体和第二流体使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并且离开横向于第一开口的平面至比第一开口的深度大大约2.5倍的深度。流体可被驱动为抵靠混合室的壁并离开横向于第一开口的平面至第一开口的深度的约3倍或更多倍的深度。在一些示例中，第一开口的顶部与混合室的顶部成齐平。出口开口的横截面积可以等于第一开口的横截面积。混合室可以形成在微流体路径设备的第一层和第二层之间。在一些示例中，混合室的长度大于宽度，例如，长度可以大于第一开口宽度约2倍。
58.一种形成治疗疾病的治疗合成物的方法可以包括：将第一流体内的一种或更多种治疗性mrna和第二流体内的用于一种或更多种治疗性 mrna的递送载体穿过第一开口传送到微流体设备内的混合室中，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并被驱动离开第一开口的平面至比第一开口的深度大一倍的深度，以形成包含治疗合成物的混合流体；在形成混合流体的同时，将混合室的温度保持在由一种或更多种治疗剂和/或递送载体确定的温度，其中温度在约2℃至约20℃之间；以及将混合流体从混合室的出口开口传送出去。
59.如上所述，这些方法中的任何一种都可以包括确定最佳混合温度。例如，保持混合室的温度可以进一步包括选择和/或设置混合室的温度至增强混合温度。增强混合温度可以通过体外混合建模和/或实验性确定体内增强混合温度来确定。在这些示例的任何一个中，选择和/或设定增强混合温度可以包括确定在不同温度体内或体外的mrna产生(例如mrna 表达)被最大化以便增强(例如增加)活性化合物的产生所处的温度。因此，增强混合温度可包括在本文所述系统中mrna表达发生混合所处的温度或温度范围。确定和/或设定增强混合温度可包括基于递送载体和一种或更多种治疗性mrna而在约2℃至约20℃之间选择温度。
60.例如，本文描述了微流体设备，包括：第一流体输入端和第二流体输入端；以及流体交会通道，其用于接收来自第一流体输入端和第二流体输入端的流体，其中流体交会通道在第一混合室的第一侧的上部区域通向第一混合室中，其中第一混合室具有长度、宽度和深度，其中第一混合室的深度大于流体交会通道的深度的大约1.5倍；出口通道，其位于第一混合室的第二侧的上部区域上，其中出口通道的深度小于第一混合室的深度，并且其中出口通道的开口相对于流体交会处沿着第一混合室的第二侧的宽度偏离。
61.一种微流体设备可以包括：第一流体输入通道和第二流体输入通道，其中第一流体输入通道和第二流体输入通道会聚到流体交会通道，该流体交会通道具有宽度和从顶表面延伸到第一底表面的深度；第一混合室，其具有从顶表面延伸到第二底表面的深度、从第一侧延伸到第二侧的宽度、和长度，其中第一混合室的深度大于流体交会通道的深度，并且第一混合室的宽度大于流体交会通道的宽度，并且其中第一混合室在顶表面处并靠近第一侧流体地连接到流体交会通道；和出口通道，其中出口通道在顶表面处并靠近第一混合室的第二侧流体地连接到第一混合室流体。
62.微流体设备可以包括：第一流体输入端和第二流体输入端；以及流体交会通道，该流体交会通道接收来自第一流体输入端和第二流体输入端的流体，其中流体交会通道在第一混合室的第一侧的上部区域通向第一混合室中，其中第一混合室具有宽度、长度和深度，其中第一混合室的深度大于流体交会通道的深度的大约1.5倍；连接通道，其位于第一混合室的第二侧的上部区域上，其中连接通道的深度小于第一混合室的深度，进一步地，其中连接通道的开口相对于流体交会处沿着第一混合室的第二侧的宽度偏离，其中连接通道通向第二混合室；和从第二混合室延伸的出口通道。
63.在任一这些微流体设备中，第一混合室的深度可以为流体交会通道深度的约2倍至约4倍之间。第一混合室的深度可以为流体交会通道深度的约3倍。第一混合室的宽度可以为盒体长度的约1.5倍至3倍之间。第一混合室的宽度可以为盒体长度的约2倍。第一混合室的长度可以为流体交会通道长度的约2倍至4倍之间。第一混合室的长度可以为盒体长度的约 3倍。
64.流体交会通道、第一混合室和出口通道可以都在第一层内，并且其中流体交会通道、第一混合室和出口通道的顶表面包括第二层。出口通道可以在混合室的第一长度处与第一混合室流体地连通，并且流体交会通道在混合室的第二长度处与混合室流体地连通。
65.第一混合室可以具有圆角拐角。第一混合室可以具有大约65-85μm 之间的拐角半径。以0.25ml/min至5ml/min的流速通过第一混合室的流体压力的变化可以在约6.9kpa至约206.8kpa之间。第一混合室的宽度可以在约150μm至约600μm之间，第一混合室的深度可以在约150μm至约500μm之间，并且第一混合室的长度可以在约500μm至约1000μm之间。
66.连接通道的宽度可在约75μm至约225μm之间，深度在约75μm至约225μm之间，并且长度在约225μm至约550μm之间。
67.这些微流体设备中的任何一个可以包括：第二混合室，该第二混合室具有从第二混合室的顶表面延伸到底表面的深度、从第二混合室的第一侧延伸到第二侧的宽度、和长度，其中第二混合室的深度大于所述出口通道的深度，并且第二混合室的宽度大于出口通道的宽度，进一步地，其中第二混合室在顶表面处并靠近第二侧流体地连接到出口通道；以及第二出口通道，其具有深度和宽度，其中第二出口通道在顶表面处并靠近第二混合室的
第一侧流体地连接到第二混合室。
68.本文所述的任何微流体设备可具有一个或更多个流体泵，以通过偏转微流体设备内的弹性膜的至少一部分来将流体从流体交会通道泵送到第一混合室中。本文所述的任何微流体设备可在多个混合室和微流体混合器之间具有一个或更多个流体泵，其中流体泵通过偏转微流体设备内的弹性膜的至少一部分将流体从流体交会通道泵送到第一混合室中。
69.微流体设备可以包括多个流体连接的混合室，包括第一混合室。
70.本文所述的任何微流体设备可以包括多个压力端口，这些压力端口被配置为偏转微流体设备中的弹性层，以驱动流体在其间通过第一混合室。本文所述的任何微流体设备可包括与第一流体输入端流体连通的限流器，其中限流器包括蛇形的长形流体通道。
71.微流体混合装置可以包括：混合室(例如，包括限定底表面的基部、侧壁、和封闭混合室的上表面)；混合入口通道(例如，包括在混合室的第一侧壁处通向混合室的开口)；混合出口通道(例如，包括在混合室的第二侧壁处通向混合室的开口)，或者这些的任意组合。混合室的竖直尺寸可以大于混合入口通道的竖直尺寸，并且可以大于混合出口通道的竖直尺寸。
72.第一侧壁和第二侧壁可以位于混合室的相对的侧壁。混合入口通道和混合出口通道可以在沿着第一侧壁和第二侧壁的偏离的位置处连接到混合室。混合入口通道的开口的高度和混合出口通道的开口的高度可以相同。混合入口通道的开口的宽度和混合出口通道的开口的宽度可以相同。
73.混合入口通道的开口和混合出口通道的开口可以设置在相应的第一侧壁和第二壁的邻近混合室上表面的高度处。混合入口通道可以具有包括流体交会处的第一端和包括通向混合室的开口的第二端。
74.流体交会处可进一步包括第一流体输入通道和第二流体输入通道，第一流体输入通道和第二流体输入通道在流体交会处与混合入口通道相交。第一流体通道和第二流体通道可以在流体交会处相对于彼此成小于约 180度的角度相交。第一流体通道和第二流体通道可以在流体交会处相对于彼此成大于约30度的角度相交。
75.混合室可以是第一混合室，混合入口通道可以是第一混合入口通道，和/或混合出口通道可以是第一混合出口通道。该微流体装置还可以包括第二微流体混合装置，该第二微流体混合装置包括：第二混合室，该第二混合室包括限定底表面的基部、侧壁、和封闭第二混合室的上表面；第二混合入口通道，该第二混合入口通道包括在第二混合室的第一侧壁处通向第二混合室的开口；第二混合出口通道，其包括在第二混合室的第二侧壁处通向第二混合室的开口，其中第二混合室的竖直尺寸大于第二混合入口通道的竖直尺寸，并且大于第二混合出口通道的竖直尺寸。
76.第二室的第一侧壁和第二侧壁可以是第二混合室的相对侧壁；第二混合入口通道和第二混合出口通道可以在沿着第二室的第一侧壁和第二侧壁的偏离的位置处连接到第二混合室；第二混合入口通道的开口的高度和第二混合出口通道的开口的高度可以相同；并且第二混合入口通道的开口的宽度和第二混合出口通道的开口的宽度可以相同。
77.第二混合出口通道包括位于通向第二混合室的开口处的第一端。
78.本文还描述了包括级联微流体混合装置的微流体装置，其中每个级联微流体混合装置可以包括：混合室(例如，包括限定底表面的基部、侧壁、和上表面)；混合入口通道(例
如，包括在混合室的第一侧壁处通向混合室的开口)；混合出口通道(例如，包括在混合室的第二侧壁处通向混合室的开口)，或者这些的任意组合。混合室的竖直尺寸可以大于混合入口通道的竖直尺寸，并且可以大于混合出口通道的竖直尺寸。此外，级联微流体混合器可以彼此串联连接，使得在串联中的在第一个微流体混合器之后的级联微流体混合器中的每一个的混合入口通道可以连接到该串联中的前一个微流体混合器的混合出口。
79.一种微流体装置可以包括：第一板和第二板；设置在第一板和第二板之间的弹性层；以及在第一板和第二板之间的微流体路径，其中微流体路径包括：多个混合室，每个混合室包括由弹性层的一部分分隔开的固定体积，其中弹性层的该部分被配置为偏转以在多个混合室的混合室之间驱动流体；第一微流体混合器，其中第一微流体混合器包括：第一流体输入端和第二流体输入端；以及流体交会处，其被配置为接收来自第一流体输入端和第二流体输入端的流体，其中流体交会处在第一混合室的第一侧的上部区域上通向第一混合室，其中第一混合室的深度大于流体交会处的深度的1.5倍；在第一混合室的第二侧的上部区域上的连接通道，其中连接通道的深度小于第一混合室的深度，进一步地，其中连接通道的开口相对于流体交会处沿着第一混合室的第二侧的宽度偏离，其中连接通道在第二混合室的第一侧的上部区域通向第二混合室，进一步地的，其中第二混合室的深度大于连接通道的深度的1.5倍；以及在第二混合室的第二侧的上部区域上的来自第二混合室的输出通道，其中第二混合室的第二侧与第二混合室的第一侧相对。
80.流体交会处的上表面可以与第一混合室的上表面基本上齐平。连接通道的上表面可以被配置为与第一混合室的上表面和第二混合室的上表面齐平。
81.本文所述的任何微流体装置可包括一个或更多个流体泵，以通过偏转弹性层的至少一部分来将流体从混配室泵送到微流体混合器中。本文所述的微流体装置可以在多个混配室和第一微流体混合器之间包括一个或更多个流体泵，其中这些流体泵通过偏转弹性层的至少一部分来将流体从混配室泵送到第一微流体混合器中。
82.微流体装置可以包括多个微流体混合器，这些微流体混合器包括第一微流体混合器和/或进入第一板中的多个压力端口，这些压力端口被配置为偏转弹性层以在混合室之间驱动流体并驱动流体通过第一微流体混合器。本文所述的任何微流体装置可包括与第一流体输入端流体连通的限流器，其中限流器包括蛇形的长形流体通道。
83.最终混配室可以包括一对具有固定体积的混配室，每个混配室被设置在第一板和第二板之间，并且其中弹性层的一部分将每个室分成在第二板中的流体接触侧和在第一板中的压力接收侧。
84.本文还描述了将治疗性mrna和递送载体配制在一起的方法，该方法包括在约2℃至约20℃的温度在微流体混合室中混合mrna和递送载体，其中至少使用mrna的合成物、递送载体的合成物或其组合来选择温度。
85.这些方法中的任何一种都可以包括使用至少以下项来选择温度：治疗性mrna的多核苷酸序列；递送载体的序列；递送载体的分子量、治疗性mrna的分子量、递送载体的电荷、mrna的电荷、递送载体的分子量；mrna的分子量、微流体混合室内该mrna和/或递送载体的流速以及微流体混合室的尺寸、或其任意组合。
86.混合可以包括在包括微流体混合室的微流体设备中混合。
87.这些方法中的任何一种都可以包括相对于微流体设备的其余部分将混合室的温
度单独地保持到约2℃至约20℃之间。在微流体混合室中的混合可以包括将mrna和递送载体穿过第一开口传送到微流体设备的混合室，使得mrna和递送载体被驱动为抵靠混合室的壁并被驱动离开第一开口的平面至比第一开口的深度大一倍的深度。本文所述的方法可包括传送，该传送包括将mrna和递送载体驱动为抵靠混合室的壁并离开横向于第一开口的平面至比第一开口的深度大大约2.5倍的深度。
88.mrna和递送载体可被驱动为抵靠混合室的壁并离开横向于第一开口的平面至第一开口的深度3倍或更多倍的深度。第一开口的顶部可以与混合室的顶部齐平。
89.本文还描述了混合方法，包括：将第一流体和第二流体穿过第一开口传送到微流体设备内的混合室中，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并被驱动离开第一开口的平面至比第一开口的深度大一倍的深度，以形成混合流体；并将混合流体从混合室的出口开口传送出去；其中混合室被保持在约2℃至约20℃之间的温度。
90.一种混合方法可以包括：将第一流体和第二流体穿过至少一个开口传送到微流体设备内的混合室，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁，并被驱动离开至少第一开口的平面；并将混合流体从混合室的出口传送出去；其中混合室被保持在2℃至20℃之间的温度。
91.本文还描述了混合方法，该方法包括：将包含寡核苷酸分子的第一流体和包含递送载体化学物质的第二流体穿过至少一个开口传送到微流体设备内的混合室中，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁，并被驱动离开开口的平面；并将混合流体从混合室的出口开口传送出去；其中混合室被保持在约2℃至约20℃之间的温度。
92.一种在微流体设备内混合的方法可以包括：将第一流体和第二流体穿过第一开口传送到微流体设备内的混合室中，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并离开横向于第一开口的平面至比第一开口的深度大大约2.5倍的深度处，以形成基本混合的流体；以及将混合的流体从混合室的出口开口传送出，其中出口开口与第一开口相对，但偏离第一开口；其中混合室的温度被保持在约5℃至约20℃之间。
93.将第一流体和第二流体穿过第一开口传送到混合室中可以包括传送第一流体和第二流体使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并且离开横向于第一开口的平面至比第一开口的深度大大约2.5倍的深度。
94.本文所述的任何方法可包括将混合室的温度保持在约5℃至约15℃之间。本文所述的方法可包括将混合流体的温度保持在约5至约15℃之间。本文所述的方法可包括将混合流体的温度保持在约10℃。本文所述的方法可包括将混合流体从出口开口穿过第二开口传送到第二混合室中，使得流体被驱动为抵靠第二混合室的壁并被驱动离开第二开口的平面至比第二开口的深度大一倍的深度，以进一步混合混合的流体。流体可被驱动为抵靠混合室的壁，并离开横向于第一开口的平面至第一开口的深度的约3倍或更多倍的深度。
95.在任一这些方法中，第一开口的顶部可以与第一混合室的顶部齐平。出口开口的横截面积可以等于第一开口的横截面积。混合室可以位于微流体设备的第一层和第二层之间。混合室的长度可以大于宽度，并且长度可以比第一开口的宽度大大约2倍。
96.本文还描述了形成合成物的方法，包括：在微流体设备中合成一种或更多种治疗性mrna，其中一种或更多种治疗性mrna在第一流体内，并且用于一种或更多种治疗性mrna的递送载体在第二流体内；将第一流体和第二流体穿过第一开口传送到微流体设备内的混
合室中，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并被驱动离开第一开口的平面至比第一开口的深度大一倍的深度，以形成混合流体，其中混合室被保持在被选择为增强对治疗性mrna和递送载体的混合的温度；以及将混合流体从混合室的出口开口传送出。与在所有其他参数(除了温度外)保持基本恒定的情况下的混合相比，温度可以被选择来增强(例如，增加)混合；如本文所述，这可导致在较低温度下混合至相同的水平或更好(例如，温度在2℃和20℃之间)。
97.例如，混合室可以保持在一温度，该温度被选定以增强对治疗性 mrna和递送载体的混合并且在2℃至20℃之间。
98.这些方法中的任何一种都可以包括选择混合室的增强混合温度。选择增强混合温度可以包括模拟体外或体内混合。选择增强混合温度可包括基于递送载体和一种或更多种治疗性mrna而在约2℃至约20℃之间选择温度。将第一流体和第二流体穿过第一开口传送到混合室中可以包括传送第一流体和第二流体使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并且离开横向于第一开口的平面至比第一开口的深度大大约2.5倍的深度。流体可被驱动为抵靠混合室的壁并离开横向于第一开口的平面至第一开口的深度的约3倍或更多倍的深度。第一开口的顶部可以与混合室的顶部齐平。出口开口的横截面积可以等于第一开口的横截面积。混合室可以位于微流体设备的第一层和第二层之间。混合室可以具有大于宽度的长度，而且该长度可以比第一开口的宽度大2倍。
99.本文还描述了形成治疗合成物的方法，该方法包括：将第一流体内的一种或更多种治疗性mrna和第二流体内的用于一种或更多种治疗性 mrna的递送载体穿过第一开口传送到微流体设备中的混合室中，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并被驱动离开第一开口的平面至比第一开口的深度大一倍的深度，以形成包含治疗合成物的混合流体；将混合室的温度保持在被确定为增强混合的增强混合温度；以及将混合流体从混合室的出口开口传送出。
100.增强混合温度可在约2℃至约20℃之间。保持可包括确定一种或更多种治疗性mrna和/或递送载体的增强混合温度。
101.本文所述的任何方法可包括通过体外或体内混合建模来确定增强混合温度。这些方法中的任何一种都可以包括通过在大约2℃和大约20℃之间选择温度来确定增强混合温度，与在约2℃和约20℃之间的其他温度的混合相比，该温度具有更强的混合。因此，增强混合温度可以是在约2℃至20℃范围内的温度，与该温度范围内的其他温度相比，在温度的混合处于或接近最大值。增强混合温度可以不是峰值(最大值)，但是可以在对应于峰值混合值的温度范围内(例如，在2度内、在1.5度内、在1度内、在0.5度内、在0.2度内、在0.2度内等)。
102.将第一流体和第二流体穿过第一开口传送到混合室可以包括传送第一流体和第二流体使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并且离开横向于第一开口的平面至比第一开口的深度大大约2.5倍的深度。流体可被驱动为抵靠混合室的壁并离开横向于第一开口的平面至第一开口的深度的约3倍或更多倍的深度。第一开口的顶部可以与混合室的顶部齐平。出口开口的横截面积可以等于第一开口的横截面积。混合室可以形成在微流体设备的第一层和第二层之间。混合室可以具有大于宽度的长度，并且该长度可以比第一开口的宽度大2倍。
103.本文还描述了混合方法，包括：将第一流体和第二流体穿过第一开口传送到微流体设备内的混合室中，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并被驱动离开第一开口的平面至比第一开口的深度大一倍的深度，以形成混合流体；以及将混合流体从混合室的出口开口传送出去。
104.本文所述的混合方法可包括将第一流体和第二流体穿过第一开口传送到混合室中，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并离开横向于第一开口的平面至比第一开口的深度大大约2.5倍的深度。
105.这里描述的任何混合方法可以是单混合室混合器，其中仅使用单个混合室(例如，盒体式混合器)，这可以实现基本上完全的混合。因此，这些单个混合室可以在微流体设备中以非常小的占用面积实现高水平的混合。混合流体可以由混合室基本混合，并且混合室可以被配置为不连接到第二混合室的单个混合器。
106.例如，一种在微流体设备内混合的方法可以包括：将第一流体和第二流体穿过第一开口传送到微流体设备内的混合室，使得第一流体和第二流体被驱动为抵靠混合室的壁并离开横向于第一开口的平面至比第一开口的深度大大约2.5倍的深度，以形成基本混合的流体；以及将混合的流体从出口开口传送出混合室，其中出口开口与第一开口相对，但是偏离第一开口，其中混合流体由混合室基本上混合，并且混合室被配置成为不连接到第二混合室的单个混合器。
107.替代地，这些方法可以被配置为通过串联两个或更多个(例如3个、 4个、5个、6个等)混合室来进行混合。例如，方法可以包括将混合流体从出口开口穿过第二开口传送到第二混合室中，使得流体被驱动为抵靠第二混合室的壁，并被驱动离开第二开口的平面至比第二开口的深度大一倍的深度，以进一步混合混合的流体。
108.流体可被驱动为抵靠混合室的壁并离开横向于第一开口的平面至第一开口的深度的约3倍或更多倍的深度。出口开口的横截面积可以等于第一开口的横截面积。混合室可以具有大于宽度的长度，并且，其中该长度大于第一开口的宽度的约2倍。混合室可以具有圆角拐角。以0.25ml/min 至5ml/min的流速通过混合室的流体压力的变化可以在约6.9kpa至约 206.8kpa之间。混合室的宽度可以在约150μm至约600μm之间，混合室的深度可以在约150μm至约500μm之间，并且混合室的长度可以在约 500μm至约1000μm之间。
109.本文所述的所有方法和装置(以任何组合)在本文中都是可以预期的，并且可以用于实现本文所述的益处。
附图说明
110.特别地，本实用新型的新颖特征在所附权利要求中陈述。通过参考以下详细描述和附图将获得对本实用新型的特征和优点的更好理解，详细描述阐述了利用了本实用新型的原理的说明性示例，在附图中：
111.图1a和图1b是根据本公开的一些示例的混合装置的示意图。
112.图2a至图2c示意性地图示了混合装置的一个示例的混合行为 (mixing behavior)。
113.图2d和图2e图示了如本文所述的混合装置的另一个示例，示出了乙醇与水的混合。
114.图2f和图2g图示了如本文所述的混合装置的另一个示例，图示了乙醇与水的混合。
115.图2h和图2i图示了如本文所述的混合装置的另一个示例，示出了乙醇与水的混合。
116.图2j图示了如本文所述的混合装置的另一个示例中的混合。
117.图3a示意性地图示了包括本文所述的混合器(例如混合装置)的装置(例如微流体装置)的一个示例。
118.图3b和图3c图示了包括本文所述的混合器的微流体装置的示例。图3c示出了图3b的混合器(混合装置)的放大视图。
119.图3d示出了微流体装置的混合器的另一个示例，该混合器的输出端与具有稀释缓冲液的连接处之间具有短的距离。图3e是在混合器的输出端和具有稀释缓冲液的连接处之间具有较长距离的装置的示例。
120.图4是根据本公开的一些示例的包括示例混合器的示例装置的选定特征的示意图。
121.图5是根据本公开的一些示例的包括示例混合器和处理部件的示例装置的示意图。
122.图6是示出在一个示例中温度(例如，冷却)对使用本文所述的混合装置进行混合的影响的曲线图。
123.图7a-7d示出了不同构造的混合装置的示例。图7a示出了单室混合装置。图7b示出了如本文所述的3个串联连接的混合器。图7c示出了如本文所述的6个串联连接的混合器的示例。图7d示出了如本文所述的 12个串联连接的混合器的示例。
124.图8是示出包括三个串联连接的混合器的混合装置的图片，示出了混合器内的沉积。
125.图9a-9b显示了具有不同尺寸的三个串联连接的混合器(“3盒体(3 box)”混合器)的混合装置的第一个示例。在图9a中，混合装置的每个混合器形成250μm
×
200μm
×
500μm的盒体。在图9b中，与图9a所示的装置相比，该混合装置的每个混合器按比例放大两倍，使得形成每个混合器的每个盒体为500μm
×
400μm
×
1000μm。
126.图9c是比较图9b所示的较大(按比例放大)的混合装置(“3盒体 l”)和图9a所示的混合装置(“3盒体”)的混合效果的曲线图。条形图显示z平均值(左边标度)而点显示多分散性指数(pdi)(右边标度)。
127.图10a示出了包括本文所述的三个串联连接的混合器的混合装置。图10b示出了类似于图10a所示的混合装置，但是拐角区域是圆角的，这可以减少，并且在某些情况下甚至消除混合器内的死区域(很少流体流动的区域)。
128.图11a和图11b示出了混合装置的一个示例，该混合装置具有以大于90度但小于180度的角度串联连接的三个混合器。图11a示出了混合装置的顶部透视图，而图11b示出了混合装置的上部(顶部)区域的剖视图。图11a和11b中相邻混合器之间的角度是135度。
129.图11c是示出混合装置(包括具有135度角(“3盒体斜角(3boxangle)”，如图11a-11b所示)的混合装置和弯曲混合装置(curved mixingapparatus)(“3盒体弯曲”，如图10a-10b所示))的不同配置的混合效果的曲线图，与例如图7b所示的具有三个串联连接的
混合器的混合装置(“3 盒体”)或例如图7a所示的具有单个混合器的混合装置(“1盒体”)进行比较。在图11c中，条形图显示了z平均值(左边标度)而点显示了多分散性指数(pdi)(右边标度)。
130.图12a示出了如本文所述的包括三个串联连接的混合器的混合装置的另一个示例。图12b示出了不包括从较窄高度通道跃变到混合器的较深盒体中的装置的示例。
131.图12c是显示通过如图12a所示的混合装置(“3盒体”)或通过图 12b所示的线性混合通道(“3盒体平面式”)多次实验后的粒子尺寸(由于混合所造成的)的图，示出了与图12b相比，图12a的混合装置中的粒子尺寸明显更小(因此混合更有效)。
132.图13是说明通过具有类似于图7b、图9a和图10a所示的三个混合器(“3盒体”混合器)的混合装置的流速的效果的曲线图，示出了与手动混合相比，更高的流速导致更小的粒子尺寸和明显更好的混合。在图13中，条形图显示体积平均值(左边标度)而点显示多分散指数(pdi) (右边标度)。示出了四个1ml/min的实例，示出了四个2ml/min的实例，示出了两个4ml/min的实例，以及一个单手混合样品。
133.图14a至图14b分别以透视图和横截面图示出了透析器(dialyzer) 的一个示例。
134.图15是类似于图14a-14b所示的透析器的边缘区域的一个示例的截面图。
135.图16图示了本文所述的透析器的一个示例，示出了通过设备的示例性流速(速度)。
136.图17a至图17c是通过如本文所示的透析器装置的另一示例的流速的图示，示出了通过设备的流速。
137.图18是如本文所述的浓缩器(concentrator)的示例。
138.图19示意性地示出了本文所述的微流体路径设备的示例，包括混合 (使用一个或更多个涡旋混合室)、透析和浓缩。
139.图20是根据本公开的一些实施例的包括微流体混合器(例如，盒体式混合器)、配制部件和浓缩器的微流体装置的压力特性的示意图。
具体实施方式
140.一般来说，这里描述的是装置(例如，系统、设备等)和用于处理流体混合物的方法，包括但不限于治疗性多核苷酸。具体而言，本文描述的是混合装置，与先前描述的微流体混合器相比，该混合装置可以使用更少的微流体空间在微流体装置中更快更有效地混合材料。本文所述的任何混合装置可包括一个或更多个混合器，其可被称为盒体式混合器或涡旋混合器；其可以串联连接并且可以作为微流体装置的一部分被包括。例如，这些装置和方法中的任何一种都可以用作闭合路径微流体装置和方法的一部分，该装置和方法可以被配置成最小化并且在某些情况下甚至消除人工处理。闭合路径设备和方法可以提供基本无菌的环境，并且可以形成用于从初始输入(例如，样板)到输出(复合治疗)处理的无菌路径。如本文所用的，术语“基本上”可以指大部分或大体上全部/大体上完全(例如，大于90％，大于95％，大于97.5％，大于99％，大于99.5％，大于99.9％等)，并且可包括全部或完全。例如，“基本上混合”可以指大部分或完全混合的混合物，即混合至均匀。输入到装置中的材料(核苷酸和任何化学成分)可以是无菌的，并且可以输入到系统中，而实际上不需要任何人为作用。本文所述的混合装置可以允许这些合成物的完全和彻底混合，以使用微流体装置
形成和/或混合合成物。
141.因此，本文所述的混合方法和装置可用于以高的再生性在快速循环时间内产生治疗剂。因此，本文所述的混合方法和装置可允许微流体装置在单个集成装置中提供对一种或更多种治疗合成物(包括但不限于治疗性多核苷酸)的合成、纯化和复合。这些处理步骤的全部或一些可以在未中断的流体处理路径中执行，该路径可以被配置为一个或一系列可消耗的微流体设备，其也可以被称为微流体路径芯片、微流体路径板、处理芯片、生物芯片或处理板。这可以允许在护理点(例如医院、诊所、药房等)合成 (包括复合)针对患者的治疗剂。
142.在装置的操作过程中，流体路径可以保持不中断，并且可以通过非接触监测(例如，光学监测)来基本消除污染，非接触监测包括流体流量测量、混合监测等；和通过利用来自流体室和通道的相对侧上的可偏转膜而施加的压力来操纵精确的微流体量(计量、混合等)。
143.这些装置和方法可以被配置用于在护理点使用。例如，本文所述的方法和装置可以被配置用于制造定制的治疗合成物，所述治疗合成物包括一种或更多种治疗多核苷酸(例如，mrna、微rna、dna等)。
144.因此，本文所述的方法和装置可提供可扩展的多核苷酸制造、单个患者剂量的生产、消除接触点以限制污染、满足临床制造要求的输入和过程跟踪、以及在治疗的护理点操作中使用。本文所述的微流体仪器和过程可以提供主要的优势。
145.通常，本文描述的装置可以是微流体装置。在一些实例中，这些微流体装置可以包括用于处理生物分子产品(例如但不限于治疗性多核苷酸) 的闭合路径微流体装置，其可以包括混合和配制(例如，与选定的媒介物或载体结合)生物分子产品。这些装置可以被配置成在一个或更多个微流体设备上操作。微流体装置可以包括一个或更多个微流体设备(例如混配芯片、配制芯片等)。
146.这里描述的混合装置出乎意料地有效，并且可以沿着微流体流动路径实施。这些混合装置可以是微流体流体路径设备的一部分，该微流体流体路径设备位于由可偏转膜分开的一对材料层之中或之间。包括了混合装置的流体路径可以形成在可偏转膜的一侧上，例如，通过在膜的一侧上形成第一层或多层，并且膜可以形成混合装置的顶部；膜的相对侧上的板可以是平的。在一些示例中，可偏转膜的相对侧上的板可以被切除，并且可以形成与混合器相对的室，该室可以连接到压力通道，以允许膜偏转到混合器中和/或上室中，例如用于驱动流体。
147.本文所述的混合装置可以包括一个或更多个单独的混合器，这些混合器可以串联布置并通过具有较小高度和/或宽度的通道连接。混合器可以被称为混合部件、盒体式混合器或涡旋混合器。本文更详细地描述了这些混合器的示例。因此，包括一个或更多个混合器的混合装置可以统称为“微流体混合装置”、“盒体式混合装置”或“涡旋混合装置”，或者简称为“混合装置”。本文所述的混合器可以在涡旋混合室(例如，“盒体”或一系列流体连接的盒体)内采用涡旋混合，以有效地混合非均匀的流体材料的进入流或脉冲，从而在沿着微流体流动路径的非常小的距离上获得更均匀混合的流体混合物。这可以在广泛的流体混合物中实现。待混合的一种或更多种流体可以进一步包括粒子，例如纳米粒子包封的药物物质或类似物。如下文详细讨论的，还可以在被引入的用于混合的流体内掺入各种比例的成分
来获得有效的混合。在本文所述的混合装置的一些示例中，流体被认为在混合装置的室内形成涡旋，使得流体流动的方向可以以圆形涡旋模式折回自身。如下文提供的流体模型所示。因此，这些混合装置可以被称为涡旋混合器或涡旋混合室。应当理解，将它们称为本文所述的混合和混合装置是指涡旋混合或涡旋混合室，并不意图将这些方法和装置限制于特定的操作理论。
148.图1a示出了微流体混合装置100，其具有两个流体入口通道103和 105，这两个入口通道103和105彼此偏离，并且被配置成输送可以组合在一起的一种或更多种物质(例如，生物分子产品、缓冲剂、载体(carriers)、辅助成分)。虽然显示了两个入口通道，但是三个或更多个(4个、5个、 6个等)可以被使用，并且可以会聚在同一混合器上。待混合的流体可以在正压下通过入口通道。该压力可以是恒定的、可变的、递增的、递减的和/或脉动的。混合装置被配置为沿着输入端和输出端之间的微流体流动路径设置，其中混合和配制的生物分子产品可以从微流体流动路径和装置输出。微流体装置可以具有第一(或上)板和第二(或下)板。微流体流动路径和微流体部件(混合器、泵等)可以形成在第一(或上)板和第二 (或下)板之间，并且可以以任何合适的方式加工、模制或制造。微流体流动路径可以沿着流动路径具有一个或更多个宽度，并且可以具有一个或多个竖直尺寸。通常，限定微流体路径的上表面在整个装置的微流体流动路径中可以处于同一水平面上。
149.在图1a中，微流体混合装置接收来自两个流体通道103、105的流体，这两个流体通道可以各自具有例如在约50μm至约500μm之间(例如，在约50μm至约400μm之间、在约50μm至约300μm之间、在约50μm 至约200μm之间、约170μm、约150μm、约110μm、约100μm、约80μm、约60μm、约50μm等)的宽度。通道可以具有相同的宽度(和/或横截面直径)或者可以具有不同的宽度(和/或横截面直径)。通道103、105可具有在约20μm和约200μm之间的竖直尺寸(例如，约200μm、约175μm、约150μm、约125μm、约100μm、约75μm、约60μm、约50μm、约40μm 或其间的任何值)。两个通道103、105在流体交会处109相交，以将两股流体合并在一起。这些通道以角度107相交。角度107可以小于约180 度(例如，在5度和179度之间、在10度和160度之间、在15度和145 度之间、在30度和120度之间等)。在一些示例中，角度107可以是约 30度或更大(例如，角度107可以是约35度、约40度、约50度、约60 度、约75度、约90度、约100度、约120度、约145度、约160度或其间的任何值)。
150.合并通道(不把流体交会处考虑在内)可具有例如在约50μm至约 200μm之间(例如，在约50μm至约180μm之间、在约50μm至约140μm 之间、在约50μm至约130μm之间、在约50μm至约120μm之间、约110μm、约100μm、约80μm、约60μm或约50μm等)的宽度。合并的通道是混合入口通道，并且可以具有与入口竖直尺寸中的一个或更多个(例如，全部)相匹配的竖直尺寸，例如，约100μm、约75μm、约60μm、约50μm、约40μm或其间的任何值。混合入口通道具有包括流体交会处的第一端和包括通向涡旋混合室的开口的第二端。混合入口通道进入涡旋混合室115，其中通道具有穿过涡旋混合室115的侧壁进入涡旋混合室115的混合入口开口111。
151.增加涡旋混合室115的竖直尺寸121，使得其大于混合入口通道开口 111的竖直尺寸119，并且在一些示例中大于混合出口通道的开口113的竖直尺寸123，导致出人意料的增强混合。图1b显示了微流体混合单元 130的一个示例。涡旋混合室的一个示例为混合室115和入口通道开口两者提供了共同的上表面，从而迫使进入的流体朝向下表面竖直下落。另
外，涡旋混合室115可以被构造成使得流体在混合出口通道的出口开口113 处离开涡旋混合室115。出口开口可以被构造成类似于进入混合室的开口 111，例如，在该示例中，开口113的竖直尺寸小于涡旋混合室115的竖直尺寸，并且可以共享与涡旋混合室相同的上表面；出口的高度和/或横截面积可以与入口开口111的高度和/或横截面积相同。为了离开涡旋混合室115，流体被迫向上以及横向移动；入口开口111和出口开口113还设置在涡旋混合室115的相对侧上(且在图1b中，为设置在相对壁上)。在一些示例中，开口111、113竖直穿过涡旋混合室115的侧壁设置，使得开口111、113的上限(例如，限定混合入口通道和混合出口通道的上表面)与涡旋混合室115的上表面处于相同的竖直尺寸。另外，开口111、 113设置在涡旋混合室115的相对侧壁上，彼此水平偏离。当流体从混合出口通道的开口111移动到开口113时，流体被迫围绕盒体的水平轴线形成涡旋并强烈地混合。通常，出口开口偏离入口开口，使得流体将从与入口相对的室的侧壁偏转，并作为混合的一部分朝向底表面“向下”偏转。
152.一般来说，涡旋混合室115具有：限定底表面的基部、一个或更多个侧壁、以及封闭涡旋混合室的上表面。涡旋室可以具有矩形、椭圆形、圆形、六边形等形状；侧壁可以是弯曲的(例如，具有曲率半径127，该曲率半径127是其所连接的最短的侧壁的长度的0.5倍到0.01倍之间)。如上所述，混合入口通道和混合出口通道各自分别在涡旋混合室的第一侧壁和第二侧壁处通向涡旋混合室。可以选择涡旋混合室115、120和混合入口通道/混合出口通道的尺寸，以便针对特定的总流速或流速范围提供有效的混合。
153.在一些实例中，混合入口通道和/或混合出口通道可各自具有在约 50μm至约200μm之间(例如，在约50μm至170μm之间、约170μm、约110μm、约100μm、约80μm、约60μm、约50μm等)的宽度。混合入口通道和/或混合出口通道可各自具有约75μm、约60μm、约50μm、约40μm或其间任意值的竖直尺寸。在一些示例中，混合入口通道和混合出口通道可以具有彼此相同的宽度和高度。
154.混合组件可以包括连结在一起的多个涡旋混合室，使得后一个涡旋混合室的入口连结到前一个涡旋混合室的出口，如图1a所示；连接通道132 可以连接在每个涡旋混合室之间。微流体涡旋混合单元可以具有相同的形状和/或尺寸，或者可以是不同的形状和/或尺寸。
155.在一些示例中，微流体涡旋混合单元130可以具有在约250μm至约 1100μm之间(例如，约300μm、约350μm、约400μm、约500μm、约 600μm、约1000μm、约1100μm或其间的任何长度)的长度。涡旋混合室可具有约175μm至约600μm之间(例如，约200μm、约250μm、约 275μm、约400μm、约500μm、约600μm或其间的任何宽度)的宽度。在一些实例中，室在竖直维度上的高度可在约125μm至约500μm之间(例如，约125μm、约150μm、约170μm、约200μm、约250μm、约300μm、约400μm、约500μm或其间的任何高度)。如上所述，在一些示例中，涡旋混合室的拐角可以是圆形的，并且拐角可以具有从约50μm到约90μm、或者约50μm、约60μm、约75μm、约80μm、约90μm或者其间的任何半径的曲率半径127。涡旋混合室和混合入口/出口通道的尺寸可以选择成允许直接加工且使流体压力的变化(δp)最小化，同时在小距离内最大化混合。对微流体芯片表面积的有效利用也包括在设计考虑之中。例如，混合/尺寸选择因素可以包括涡旋混合室高度，涡旋混合室高度是混合入口/出口通道的高度的约2倍至约5倍之间(例如，约2倍、3倍、4倍、 5倍、约2倍至约4倍之间等)。在一些示例中，涡旋混合室高度约是混合
入口/出口通道高度的3倍。涡旋混合室的侧壁的长度可以是混合入口/ 出口通道的宽度的约两倍或更多倍(例如，约2倍、约3倍、约4倍、约 2倍至约5倍之间、约2倍至约4倍之间等)。
156.通常，这里提供的混合室的尺寸规格是示例性的；例如，上面提供的尺寸可以用于流速在约0.1至10ml/min之间(例如，在约0.2ml/min至约 5ml/min之间、在约0.5ml/min至约4ml/min之间等)的混合器。本文所述的尺寸可以按比例增大或减小，以提供更大或更小的流速(例如，在不同的尺寸值下)，以便针对特定的施加压力(例如，在约6.99kpa至约 206.8kpa之间)实现相同的涡流(例如，等效混合)。因此，本文提供的尺寸可以被缩放(例如，这些结构的缩放)，以便允许不同的流速。
157.例如，微流体混合装置可以包括混合入口通道、微流体涡旋混合室和混合出口通道，其中，混合入口通道和混合出口通道具有约100μm的宽度和距离混合入口/出口通道的基部约50μm的竖直尺寸；涡旋混合室的长度为350μm，宽度为250μm，高度为150μm，在室的圆角拐角处的曲率半径约为75μm。因此，混合入口开口111沿着350μm长的侧壁与沿着相对的350μm长的侧壁的混合出口开口113水平地偏离多达约150μm。
158.在另一个示例中，微流体混合装置可以包括混合入口通道、微流体涡旋混合单元和混合出口通道，其中混合入口通道和混合出口通道可以具有约150μm的宽度和距离混合入口/出口通道的基部约50μm的竖直尺寸；涡旋混合室的长度为500μm，宽度为250μm，高度为150μm，在室的圆拐角处的曲率半径约为75μm。因此，混合入口开口111沿着500μm长的侧壁与沿着相对的500μm长的侧壁的混合出口开口113水平地偏离多达约200μm。
159.如上所述，涡旋混合单元130可以沿着微流体流动路径与第二(或更多)涡旋混合单元成对设置，类似于图1a所示的一对涡旋混合单元。第二涡旋混合单元可以类似于第一涡旋混合单元被配置。也就是说，涡旋混合室115和120可以具有彼此相同的尺寸，以提供如上所述的类似的涡旋和混合特性。例如，相应的混合入口通道和出口通道的相互关系可以如下：第一涡旋混合单元的第一混合出口通道可以具有第一端和第二端，第一端包括通向第一涡流混合室115的开口113，第二端包括第二混合入口通道，该第二混合入口通道包括通向第二涡旋混合单元的第二涡旋混合室120 的开口131。第二混合出口通道，例如第二涡旋混合单元的第二混合出口通道，沿着微流体路径在通向第二涡旋混合室120的开口133处具有第一端，且在混合装置的出口117处具有第二端。该两个微流体涡旋混合单元对可以被设计成最小化压降(δp)，并且对于具有长度为350μm、宽度为250μm、高度为150μm的涡旋室的较小的混合单元对，如上所述，在 0.5ml/min流速下的每对的δp为约10.3kpa(例如，在约6.9kpa和约 206.8kpa之间、在约6.9kpa和约172.4kpa之间、在约6.9kpa和约106.0kpa 之间、在约6.9kpa和约103.4kpa之间、在约6.9kpa和约68.9kpa之间、在约6.9kpa至约34.5kpa之间等)。具有较大尺寸(其中室长500μm，宽 250μm，深150μm)的一对涡旋混合单元在1ml/min的流速下具有约2.4psi (16.5kpa)的δp。
160.在一些示例中，如图3a所示，沿着微流体流动路径可以包括第三或第四微流体涡旋混合单元，以提供两级混合装置。第一链接式混合单元组 330是第一级；然后，该混合产物可以在第二级与第二组混合单元331结合。附加的微流体涡旋混合单元可以像上述微流体涡旋混合单元那样被配置。通常，每个单独的涡旋混合单元可以具有相同的特征和尺寸，或者不同的尺寸。在图3a中，第一级330包括可以如图所示连接的四个混合单元(例如两个混合单元对)。例如，第二混合出口通道的第二端与第三混合入口通道以及通向第三涡旋混
合室的开口是连续的。第三混合出口通道可以具有第一端和第二端，第一端包括通向第三涡旋混合室的开口，第二端可以是第四混合入口通道和通向第四涡旋室的开口。第四混合出口通道可以具有第一端和第二端，第一端可以是通向第四涡旋混合室的开口，第二端可以是微流体混合装置的输出端。
161.现在回到图2a-2c，图2a示出了微流体混合装置200(微流体混合装置200类似于图1a的混合装置100，具有一对微流体涡旋混合单元130) 的流动轨迹模型，并且展示了微流体混合装置的混合能力(通过混合分数示出了等量的乙醇(箭头255)和水(箭头257)的混合)。箭头的色调表示混合分数。图2a中为第一入口203处引入的乙醇和第二入口205处引入的水的1∶1混合的透视流动模型。由箭头所示的沿着微流体流动路径的乙醇与水的体积分数表示了涡旋混合器中的实际混合。入口203被标记以表示100％的体积乙醇分数，而第二入口205被标记以显示不存在乙醇。如区域204所示，在流体交汇处209，流在没有太多混合的情况下层流移动，区域204示出了能区别开的且未混合的乙醇和水的流。然而，由白色椭圆形圈出的区域206显示了当流体流向下倾泻到涡旋混合室215(涡旋混合室215可以类似于普通微流体涡旋混合单元130的115、120)中时乙醇浓度的突然变化，其中流的含水边缘现在的乙醇分数为0.1667/v)。当该流到达混合出口开口区域208时，该流现在包含几乎等值的乙醇体积分数，并且剩下的位于区域212内的流(箭头259)的乙醇混合比(v/v) 为0.5000。图2b示出了类似的实验的图示，示出了沿着微流体路径的第一和第二涡旋混合单元(215，220)两者内的侧视图，这两个单元都类似于普通微流体涡旋混合单元130的115，120。图2b的侧视图更清楚地示出了流体被迫流入以便离开涡旋混合室215的涡旋运动。在涡旋混合室 215的混合出口通道的开口211处，1∶1的乙醇∶水(v/v)的流可以显示为基本上混合到大约0.4167至0.5833乙醇/水(v/v)之间。在该示例中，在214处有一个小区域，其中仍存在高至0.667的体积分数，但是在区域216的大部分中，0.4167至0.5833的乙醇/水(v/v)比率占主导地位。第二涡旋混合单元226可用于涡旋混合室220内的最终混合，以在该对微流体涡旋混合单元的第二输出端217处产生完全混合的乙醇/水。在涡旋混合室内，室的布置允许这样的混合，在该混合中，流朝向下朝向室的底部，如图2b所示。如下文将更详细描述的，增强的混合温度可以通过校准几何形状(特别是室的深度)和流速来确定，从而允许在单个涡旋混合室中几乎完全混合。
162.图2c中示出了另一个流动模型示例，示出了1∶10的乙醇(在入口203处输入的)与水(在入口205处输入的)的比例。色调表示乙醇与水的分数(单位刻度)。区域218示出了乙醇/水的并排流，其中当该流开始向下倾泻到涡旋混合室215中时，乙醇的体积分数已经降低到0.7500至 0.4167之间。区域220示出了具有在0.1667至0.2500之间的略微升高的乙醇体积分数的一部分流，但是在离开第二涡旋混合室220的点处，乙醇 263的体积分数已经完全平衡，并且在217处从微流体混合装置输出。所示的混合入口开口、混合出口开口、涡旋混合室的布置提供了一种混合装置，该混合装置对正混合的流体的比例基本上不敏感，因为两个入口通道中的1∶1比例和1∶10比例的流体在217处离开混合装置时都达到均衡的混合物。
163.图2d-2j示出了其它涡旋混合装置的示例，示出了涡旋混合室的构造中的示例在示例性压力和流速下对总混合的影响。
164.例如，图2d-2e示出了包括一系列涡旋混合室的装置的示例，其中每个通道入口
211为100μm宽、50μm深。深度是从顶表面(例如，顶板) 测量的，并且涡旋混合室近似为方形(具有圆化的侧面)，长度为250μm，宽度为250μm，深度为100μm。因此，在该示例中，涡旋混合室的深度是入口深度的2倍，其中入口开口和室具有共同的上表面，使得从入口开口到涡旋混合室的顶部(或底部，取决于参考系)的最大落差约等于入口的深度。在这种情况下，如带色的箭头所示，对于1∶10的乙醇∶水的混合，在相继的第二涡旋混合室226(被串联地连接)之后，混合还未完成。图2e示出了该同一示例的压降(示出了六个顺序连接的涡旋混合室)。第三混合室基本上完成混合。水205供应通道和乙醇203供应通道中的每一个的压力从约20.3lbf/in2下降，在每个连续的涡旋混合室之间下降约 0.76lbf/in2。
165.图2f和2g示出了包括一系列涡旋混合室的装置的另一个示例，其中每个通道入口211也是(如图2d-2e中那样)100μm宽、50μm深。该示例中的涡旋混合室近似为矩形(具有圆角侧面)，长度为350μm，宽度为250μm，深度为100μm。因此，这个示例具有长度为上面图2d和图 2e所示的涡旋混合室的1.4倍但是在其他方面尺寸类似的涡旋混合室。在图2f和图2g中，涡旋混合室的深度也是入口深度的2倍，其中入口开口和室具有共同的上表面，使得从入口开口到涡旋混合室的顶部(或底部，取决于参考系)的最大落差约等于入口的深度。1∶10的乙醇∶水(用带色箭头表示)的混合轮廓几乎与图2d和2e的示例相同。图2g示出了该同一示例的压降(还示出了六个顺序连接的涡旋混合室)。离开第二混合室后，混合基本完成。水205供应通道和乙醇203供应通道中的每一个的压力从20.19lbf/in2(例如，20.19lbf/in2和20.19lbf/in2)下降，在每个连续的涡旋混合室之间下降约0.75lbf/in2。
166.图2h和图2i示出了包括一系列涡旋混合室的装置的示例，其中每个通道入口211也是(如图2d-2g中那样)100μm宽、50μm深。该示例中的涡旋混合室近似为矩形(具有圆角侧面)，长度为500μm，宽度为 250μm，深度为100μm。因此，这个示例具有长度为上面图2d和2e所示的涡旋混合室的2倍但在其他方面尺寸类似的涡旋混合室。在图2h和 2i中，涡旋混合室的深度也是入口深度的2倍，其中入口开口和室具有共同的上表面，使得从入口开口到涡旋混合室的顶部(或底部，取决于参考系)的最大落差约等于入口深度。1∶10的乙醇∶水(用带色箭头表示) 的混合轮廓几乎与图2d和2e的示例相同。图2i示出了该同一示例的压降(还示出了六个顺序连接的涡旋混合室)。离开第二混合室后，混合基本完成。水205供应通道和乙醇203供应通道中的每一个的压力从约20 lbf/in2(例如，20.33lbf/in2和20.37lbf/in
2)
下降，在每个连续的涡旋混合室之间下降约0.75lbf/in2。
167.图2j示出了包括一系列涡旋混合室的装置的示例，其中每个通道入口211再次(如图2d-2i中所示的那样)为100μm宽、50μm深。本例中的涡旋混合室近似为矩形(具有圆角侧面)，但其深度是通道入口开口的近3倍。在图2j中，涡旋混合室具有350μm的长度、250μm的宽度和 150μm的深度。因此，这个示例具有涡旋混合室，涡旋混合室与图2f-2g 所示的涡旋混合室具有类似的形状，但是比图2f-2g所示的大50％的深度。因此，在图2j中，涡旋混合室的深度是入口深度的3倍，其中入口开口和室具有共同的上表面，使得从入口开口到涡旋混合室的顶部(或底部，取决于参考系)的最大落差约是入口深度的2倍。1∶10的乙醇∶水 (用带色箭头表示)的混合轮廓表明，在这个示例中，在这些压力和流速下的混合是非常有效的，在第一个涡旋混合室后显示出几乎完全的混合，如表示乙醇的体积分数的箭头所示。涡旋混合室之间的压降约与图2d-2i 所示的相同。因此，在这些压力和流速下，从入口到涡旋混合室的相对压降似乎与混合效率密切相关，例如与室长度相比。在图2j的混合模型中，涡
旋和完全混合是在一级中实现的。
168.这里描述的任何涡旋混合室可以是微流体混合装置的一部分；微流体混合装置可以包括一个或多个涡旋混合室。微流体混合装置可以作为微流体设备的一部分来实现。例如，在图3a-3e和图4中示出了用作用于混合和配制生物分子产品的微流体装置的一部分的微流体混合装置。如上所述，微流体装置可以由第一板和第二板形成，并且微流体流动路径可以形成在一个或两个板的部分中。在图3a中，微流体装置300可以包括设置在第一板和第二板之间的弹性层。该装置还包括两个混合区域330、331 并且被配置为混合来自三个不同输入端303、305、335的材料。类似于上述混合装置，第一流体被引入到第一流体输入端303，且第二流体被引入到第二流体输入端305，第一流体和第二流体在流体交会处309处相交，流体交会处309可以被构造成类似于流体交会处109。流体可被配置为在入口阀332的辅助下(例如，在可施加正压或负压的情况下)在大于大气压的压力下被驱动。合并的流继续进入四个涡旋混合室330，沿着微流体流动路径按顺序布置。混合装置330的每个单独的涡旋混合室可以被构造成类似于上述微流体涡旋混合单元130，并且可以具有如上所述的任何尺寸。两级混合装置可以被配置为通过来自最后一个微流体涡旋混合室(串联中的第四个)的单个输出端来输出混合的流体。
169.装置300还被配置为混合第三流体成分。在从第一级混合装置330 输出混合流体之后，输出通道变成第三流体入口333并与第四流体入口 335相交，在第二流体交会处319引入第三流体成分，如上所述。然后，合并的流体流被输入到第二混合级331的涡旋混合室中，该涡旋混合室沿着微流体流动路径按序设置。该第二级331的涡旋混合室中的每个可以被配置成类似于上述任何微流体涡旋混合室。在第一级混合路径或第二级混合路径中使用单个涡旋混合室可以实现完全混合，然而在一些示例中，附加的混合室可以允许进一步混合，并且可以在例如流速方面提供缓冲。穿过涡旋混合室的混合流体可以在单一通道中从混合路径(例如，从第二级) 输出，并且可以沿着微流体流动路径继续行进，以在微流体装置的其他区域中进一步处理。
170.图3a中的微流体路径装置300还包括真空帽334，真空帽334可以保持在负压下，以通过将气体抽吸穿过覆盖在流体路径上的膜(如果气体可渗透的话)来从液体(流体)管线中移除气体。例如，聚二甲基硅氧烷 (pdms)弹性体膜具有足够的气体渗透性以允许移除气体。对于该示例中所示的级联混合装置，有三个流体驱动室，该三个流体驱动室被配置为将第一、第二和第三流体成分中的每一个驱动到相应的入口通道中。每个流体驱动室具有固定的体积，并且形成在第一板和第二板之间。设置在第一板和第二板之间的弹性层的一部分将每个流体驱动室分成位于第二板中的流体接触侧和位于第一板中的压力接收侧。压力接收侧可被加压以驱动流体通过室并进入混合装置330、331。流体驱动室各自包括：流体端口(来自微流体流动路径)，该流体端口经由第二板中的相应的流体通道与相应的第一流体驱动室和第二流体驱动室中的每个流体驱动室的流体接触侧流体地连接；以及压力端口，该压力端口延伸穿过第一板并进入第二板中，该压力端口经由延伸穿过第二板并沿着第一板延伸的相应的压力通道与流体驱动室的压力接收侧流体地连接。流体驱动室的流体接触侧的体积可以通过从相应的压力端口施加压力或真空而被调节。流体驱动室的流体端口可以进一步包括限流器336。在一些示例中，限流器可以包括蛇形的长形的流体通道。
171.一般而言，本文所述的方法和装置可包括使用可以从外部贮存器供应的多种流体
(例如，流体中的材料，包括mrna、缓冲液、盐、递送载体等)。这些方法和装置中的任何一种都可以包括一个或更多个真空帽结构和阀，以将所有流体推进到起点而没有气泡，然后以受控的方式释放流体，使得混合结果在混合时间内稳定。如上所述，真空帽可以被配置为减少或去除流体中的气泡。这里描述的装置和方法还可以包括连接到一个或更多个废物收集区域的阀。在一些示例中，如果需要保持整体输出的质量，最初的产物可以被发送到废物输出端。
172.微流体混合装置300可以进一步包括第四流体驱动室，该第四流体驱动室可以沿着微流体流动路径设置在在混合装置之后。在图3a中，可以包括真空帽338。虽然示出了两个级联的混合器，但是另外的混合器也可以作为流体通道的一部分被包括。以这种方式，形成基于纳米粒子的治疗剂的步骤可以被分解成沿着级联布置以非常及时和受控的方式完成的步骤。例如，在第一混合器中，多核苷酸(例如水中的mrna)可以与递送载体分子(delivery vehicle molecule)或乙醇中的分子混合形成复合纳米粒子。第二个混合器可用于添加稀释剂，例如用于ph调节的柠檬酸盐基缓冲溶液。如果使用了更多的混合器，可以包括附加的步骤。例如，可能希望向在第一混合步骤中形成的纳米粒子添加表面层，以增强纳米粒子的生物活性。这可以通过在第二混合结构中将第一混合器的输出流体股流与包含所需外涂层材料的溶液组合来实现。然后可以在第三混合器中与 ph调节缓冲溶液组合。在上游混合器结构中产生多核苷酸和水的混合物也可能是有用的，其中多核苷酸和递送载体分子被组合。这样，在纳米粒子形成步骤之前，可以用水均匀地稀释在mrna生产过程中通常产生的较浓的多核苷酸。类似地，乙醇和递送载体分子的上游混合可以在组合了多核苷酸溶液和递送载体溶液的混合器之前进行。
173.图3b和图3c示出了配置为连续混合器的微流体装置的示例。在图 3b中，微流体装置350包括多个并行布置的混合器。如上所述，微流体装置可以包括两个或更多个板，该两个或更多个板由可偏转的膜分开，其中室和通道形成于板的上表面和/或下表面中，这些室和通道可以由膜分开。在这个示例中，该装置可以被配置为接收多种试剂，例如，可以直接从微流体装置(例如，“芯片”)外部的试剂容器(例如小瓶、试管，未示出)中泵出的mrna、递送载体、稀释剂等。混合器可用于混合试剂，以从微流体装置中分配出来，例如，分配到收集容器(未示出)中。微流体设备可以包括用于耦合到一个或更多个压力管线352的端口，压力管线352可以用于选择性地施加压力(例如，正和/或负气压)以控制一个或更多个阀(例如，允许芯片上/芯片外的试剂流动)。试剂可以在试剂容器内被加压，如果允许试剂流动的阀被打开，则将试剂驱动到微流体装置上。
174.图3c示出了图3b的装置300的区域d的放大视图。在该示例中，混合器369可以被配置为如本文所述的单个混合器。示出了用于三种试剂中的每个的三个输入端，并且包括mrna输入端355、递送载体输入端 357和稀释剂输入端359。阀363可以通过选择性地施加正压和/或负压(例如，通过控制器)来打开和/或关闭，以允许流体流动。在图3c所示的示例中，每种试剂还联接到真空帽361，该真空帽361可用于在流体进入混合器369之前从流体中去除空气(例如气泡)。例如，真空帽可以施加负压以通过允许空气通过但不允许流体通过的膜抽吸空气。
175.在图3c中，混合器369包括第一流体输入端365和第二流体输入端 367，第一流体输入端365和第二流体输入端367在输入到混合器369中的流体交会通道处相遇。在这个示
例中，如上所述，mrna试剂在混合器中与递送载体混合。混合器的输出端与稀释缓冲液的输入端371相交，正好在微流体设备(“芯片”)的输出端354的上游。
176.在这个示例中，当大量材料从芯片外容器到达时，混合器可以连续或几乎连续地操作，并且来自芯片的输出端可以存储在芯片外存储容器中。因此，在这个示例中，可以通过施加空气压力直接驱动流体通过混合器。在一些情况下，这可用于更小体积或更离散(包括计量的)体积的材料，通过使微流体设备的板之间的膜损坏，流体可被驱动通过通道和/或混合器。
177.图3c所示的示例可以被配置为防止混合器内的材料堵塞或沉积，这将在下面参考图8进行更详细的描述。例如，图3d和图3e示出了类似于图3b和图3c所示的微流体装置的示例，其中在混合室中混合后，将稀释缓冲液添加(使用混合器混合或不混合)到试剂(例如，mrna和递送载体)的混合溶液中。在图3d中，混合器369、369’、369”的输出通道373在与稀释缓冲液输入端371相交之前仅延伸非常短的距离(例如，小于约100μm、小于约150μm、小于约200μm、小于约400μm、小于约500μm等)。相反，在图3e中，微流体装置被配置成使得三个串联布置的混合器369、369’、369”的输出通道373’较长，例如大于约600μm、大于约700μm、大于约800μm、大于约900μm、大于约1000μm等。
178.其中输出通道短于例如500μm(约400μm、约300μm等)的装置通常比其他设计更紧凑，同时仍然提供增强的混合。此外，当与稀释缓冲液在离输入端很短的距离内混合时，可能会导致较少的材料沉积。替代地或附加地，缩短第一混合器369”和第二混合器369’之间(或第二混合器和第三混合器369之间)的距离也可以减少或消除沉积。例如，本文所述的混合装置可包括串联布置的混合室之间小于约500μm(例如，小于约 400μm、小于约300μm、小于约200μm、小于约100μm)。在一些示例中，这些装置可以包括在混合装置的输出端处或附近的稀释缓冲液输入。
179.图4示出了另一个微流体设备的一部分的示例，该装置400上也有压降，包括类似于装置300构造的混合子组件433。第一流体成分可以在输入端403’引入微流体设备。在该示例中，流体流在23.28lbf/in2(160.5kpa) 的压力下开始，并穿过限流器434和真空帽435，在20.15lbf/in2(138.9kpa) 的压力下到达第一流体入口403。第二流体成分在输入端405’在23.30 lbf/in2(160.6kpa)的压力下引入，流动通过其相应的限流器和流体驱动室，在20.17lbf/in2(139.0kpa)的压力下进入第二流体入口405。两种流体在相等的压力下交会，并在第一涡旋混合室中混合，并可进入混合子组件433的随后的顺序布置的室中，直到在输出端417排出，例如在16.73 lbf/in2(115.3kpa)下。混合物然后可以进入级联混合装置的第二级445，以在第二流体交会处与第三流体成分相交。在该示例中，第三流体成分在输入端407处被输入到微流体路径装置400中(例如，在23.30lbf/in2(160.6 kpa)的压力下)，并穿过限流器457，在16.73lbf/in2(115.3kpa)的压力下到达第四流体入口435，该压力与从第三流体入口417到达的流体压力相等。合并的流穿过混合子组件的第二级的最后一对涡旋混合室，并在 14.36lbf/in2(99.0kpa)下进入438。压力可在438内进一步降低，并且流体可在输出端414输出，例如压力为7.60lbf/in2(52.4kpa)。在一些示例中，该混合子组件可以与附加的处理部件流体直列式地流体地连接，或者流体地连接在同一微流体设备(微流体路径装置)上，或者流体地连接在单独的微流体设备上。
180.通常，这里描述的混频器可以级联在一起。级联混合器可以提供附加的混合，并且
可以在增加的流速下实现高度混合。例如，本文所述的任何微流体装置可以包括多个级联的微流体涡旋混合装置，其中每个微流体涡旋混合装置包括：涡旋混合室，其包括限定底部表面的基部、侧壁和封闭涡旋混合室的上表面；混合入口通道，其包括在涡旋混合室的第一侧壁处通向涡旋混合室的开口；混合出口通道，其包括在涡旋混合室的第二侧壁处通向涡旋混合室的开口，其中涡旋混合室的竖直尺寸大于混合入口通道的竖直尺寸并且大于混合出口通道的竖直尺寸；此外，其中多个微流体涡旋混合器串联连接，使得在串联中的在第一微流体涡旋混合器之后的微流体涡旋混合器中的每一个的混合入口通道连接到该串联中的前一个微流体涡旋混合器的混合出口。
181.例如，图5示出了配置为微流体路径配制装置500的微流体设备，其包括类似于图4所示的级联混合子组件510。该混合子组件510可以包括串联配置的多个涡旋混合室。设备500还包括泵520和550以及流体驱动室530、540、560(其可以充当混配室)。
182.温度
183.在本文所述的任何混合装置中，申请人惊奇地发现，对于一些材料(例如，在水溶液中的mrna、递送载体(例如在乙醇中))来说，在低于室温的温度下混合是有益的，例如，低于约25℃(如，20℃或更低、18℃或更低、15℃或更低、12.5℃或更低、10℃或更低、8℃或更低、7℃或更低等)，例如，在20℃和5℃之间，约10℃，等。
184.本文所述的任何微流体路径装置可以作为包括温度控制(包括微流体设备的混合部分(混合子组件)的温度控制)的系统的一部分来操作。因此，包括一个或更多个涡旋混合室的混合子组件在混合子组件的操作过程中可被冷却至例如在20℃和5℃之间(如在约18℃和5℃之间、在约15℃和5℃之间、在约15℃和8℃之间等)的温度。
185.在一些示例中，包括混合室的整个微流体设备可以被调节到混合温度。可替代地，如本文所述，仅微流体设备的一部分可以被温度控制。例如，仅仅混合室可以被温度控制到混合温度，微流体装置的其他部分可以被温度控制到一个或更多个不同的温度。在一些示例中，微流体设备(或其任何子区域，例如混合室)可以仅在混合时被温度控制到混合温度；在其他时候，它们可以保持在另一个温度。
186.图6是图示温度对使用本文所述的混合装置混合的影响的曲线图。在图6中，示出了使用类似于以上在图1a-1b中示出的混合装置的混合(对应于“8/28盒体”混合)，并与未混合的(“只有细胞”)和手工混合的(“8/28 手动”)样品进行比较。样品包括用荧光剂转染的细胞，以允许量化混合的功效；更大的荧光信号表示更高程度的混合效率，以校正的生物发光 (rlu)来测量。手动混合的试剂(“8/28手动标准”、“8/28手动等分1”和“8/28手动等分2”)的校正生物发光与上述混合装置在21℃下混合的试剂(例如，“8/28盒体21c 1”、“8/28盒体21c 2”、“8/28盒体21c 3”和“8/28盒体21c 4”)大致相同。令人惊讶的是，在较低温度(例如10℃) 下混合的那些显示出高得多的生物发光度(与“8/28盒体实验7 10c”和“8/28盒体实验8 10c”相比)。在图6中，在较低温度(例如10℃)下用相同的混合装置混合的那些，与相同的混合装置或在21℃下用手混合的那些相比，具有几乎两倍的生物发光。对于所示的试剂组合，在较高温度(例如40℃和60℃)下，生物发光与在21℃下的生物发光大致相同。
187.混合温度可以手动或自动设定。在一些实例中，混合温度通常但不排他地在约20℃至约5℃之间，可以基于正被混合的mrna(例如，治疗性mrna)和/或递送载体来确定。例如，如上所述，可以使用mrna和递送载体的组合来确定增强的混合温度。增强的混合温度可
以根据经验(例如，实验)和/或通过计算例如，基于mrna和/或递送载体的尺寸、分子量、顺序等来确定。
188.如上所述，本文所述的混合装置可以是微流体装置(例如，微流体设备)的一部分，并且可以包括第一流体输入端和第二流体输入端、被配置为接收来自第一流体输入端和第二流体输入端的流体的流体交会通道，其中流体交会通道在第一混合室的第一侧的上部区域上通向第一混合室。第一混合室的深度可以大于流体交会通道深度的大约1.5倍。该设备还可以包括出口通道，出口通道位于第一混合室的第二侧的上部区域上，其中出口通道的深度小于第一混合室的深度，并且其中出口通道的开口相对于流体交会处沿着第一混合室的第二侧的宽度偏移。
189.在一些示例中，多个混合器(例如，多个混合室)可以被包括作为微流体混合装置的一部分，并且可以串联连接。例如，图7a-7d示出了具有一个(图7a)、三个(图7b)、六个(图7c)和十二个(图7d)混合室的混合装置的示例。如上所述，令人惊讶的是，利用单个混合室可以实现几乎均匀的混合(例如，参见图2a-2e)。在一些情况下，特别是当混合物包括悬浮在正被混合的流体中的粒子时，可以使用多于一个，例如两个或三个混合室来实现完全或接近完全的混合。这在下面进行了说明，并且特别令人惊讶的是，即使当使用相对高的流速和低的压力(例如，压力在约6.9kpa至约206.8kpa之间，且流速在1ml/min至约10ml/min之间) 时，仍然给予混合装置相对小的尺寸(例如，占用面积)。本文所述的混合装置从输入端到输出端可具有约2mm或更小的总长度(例如，约1.75 mm或更小、约1.7mm或更小、约1.6mm或更小、约1.5mm或更小、约1.4mm或更小、约1.2mm或更小、约1mm或更小、约0.8mm或更小、约0.7mm或更小等)。即使这些相对较短的长度也可以实现几乎均匀的混合。
190.本文所述的所有设备和方法提供了优于手动混合的混合，包括在包含粒子(这些粒子否则可能会聚集)的混合物中提供更均匀以及更小的最终粒子尺寸。然而，具有粒子的混合物可能对微流体混合提出特殊的挑战。例如，微流体混合器的重复和/或连续使用可能导致粒子沉积在微流体混合装置的通道内。图8图示了这个潜在的问题。在图8中，示出了混合装置的图像。混合装置包括如本文所述的三个串联的混合器(混合室)，例如，具有约250/200/500μm的宽度/深度/长度。在该图示中，混合装置用于连续操作，混合包括材料(例如，mrna和有或没有mrna的递送载体的分子，例如氨基脂质化类肽递送载体的分子)的流体以形成治疗剂(例如，包在递送载体中的mrna)，但是随着时间的推移导致材料807在混合装置内沉积。在操作中，这种沉积可能导致堵塞。本文所述的装置和方法可被配置成减少或防止材料的堵塞和/或沉积。
191.例如，在一些示例中，混合室的数量可能是有限的。因此，在某些情况下，可以使用3个或更少的混合室。如上所述和所示，在一些示例中，两个混合室可以串联地联接，用于在混合装置中进行混合。在一些示例中，三个混合室可以串联地联接，用于在混合装置中进行混合。可替代地，在一些示例中，可以仅包括单个混合室。与其他混合器相比，这些配置具有占用面积小得多的附加好处。
192.在一些示例中，混合装置的室和/或通道的尺寸可以成比例地增加。较大的混合室可以减少粒子在通道内的沉积。例如，在一些示例中，混合室的尺寸可以具有在约225μm至约600μm之间(例如，在约250μm至约600μm之间、在约300μm至约550μm之间等)的宽度，在约175μm 至约425μm之间(例如，在约200μm至约400μm之间，在约300μm至约425μm之间等)的深
度，在约450μm至约1050μm之间(例如，在约 500μm至约1000μm之间等)的长度。例如，混合室可以具有约 500/400/1000μm的宽度/深度/长度。类似地，连接通道可以具有在约75μm 至大约225μm之间(例如，在大约100μm至大约200μm之间等)的宽度，在大约75μm至大约225μm之间(例如，在大约100μm至大约200μm 之间等)的深度，在大约225μm至大约525μm之间(例如，在大约250μm 至大约500μm之间等)的长度。
193.图9a和图9b示出了相似但相对于彼此缩放的混合装置的示例。图 9a的混合装置示出了具有第一组尺寸(例如，混合室宽度/深度/长度约为250/200/500μm，且连接通道宽度/深度/长度约为100/100/250μm)的混合室905和连接通道903。在图9b中，相同的形状按倍数2放大(例如， 2倍)，使得混合室和连接通道具有两倍的宽度、深度和长度(例如，混合室具有大约500/400/1000μm的宽度/深度/长度，且连接通道具有大约 200/200/500μm的宽度/深度/长度)。
194.如图9c所示，混合装置在较小尺寸(例如，图9a)和较大尺寸(例如，图9b)两者下的总体混合效率相当；对两者的平均粒子尺寸和粒子分散性都进行了检测。分散性是对混合物中分子或粒子大小不均匀性的一种量度。如果物体具有相同的大小、形状或质量，则物体的集合被称为均匀的。尺寸、形状和质量分布不一致的物体样本称为不均匀。多分散性指数(pdi)是分子量分布宽度的量度，因此是粒度分布的指标。pdi越大，分子量分布越宽。聚合物的pdi值按重均分子量与数均分子量之比计算。分散性(例如pdi)可以通过光散射测量来测量，例如动态光散射，和/ 或直接测量，例如通过质谱，使用基质辅助激光解吸/电离(matrix-assistedlaser desorption/ionization，maldi)或电喷雾电离串联质谱(electrosprayionization with tandem mass spectrometry,esi-ms)。多分散性指数是无量纲的，并且被按比例缩放，使得小于0.05的值很少在高单分散性标准之外被看到。大于0.7的值可表明样品具有非常宽的尺寸分布，且因此尺寸是不均匀的。z-平均尺寸或z-平均均值可在动态光散射中用作参数(也称为累积量平均值)，以提供适用于悬浮液中的粒子或溶液中的分子的流体动力学参数。
195.如图9c所示，较小(图9a)和较大(图9b)混合装置的pdi极度相似；然而，与较大的混合装置相比，在较小的混合装置中，z平均值稍小。
196.这里描述的任何混合装置都可以具有圆角的或弯曲的拐角和/或边缘。例如，图10a示出了类似于上面所示的混合装置(例如，图7b、9a等) 的混合装置，并且图10b示出了在混合装置的底部和/或顶部上具有圆角边缘1015和/或拐角的混合装置的示例。圆角(例如，圆角的、弯曲的等) 边缘/拐角可防止混合器中的可能沉积粒子的死区或停滞区域。此外，如上所述，圆角边缘还可以增强混合室内的混合(因为流体可能会被驱动碰到壁上而在室内旋转，从而增强混合)。在一些实例中，从混合室通向出口的(例如，通向连接通道的)开口可以包括斜坡或漏斗形状，其中开口的直径(或宽度和深度)可以是斜坡的、漏斗形状的等，以在混合室和通道之间提供更平缓的过渡。
197.如上所述，这里描述的任何装置可以被配置成使得混合器相对于彼此成一个角度。在一些示例中，该角度大约为90度(如图7b-7d所示)，其中混合室垂直于连接通道布置。图11a-11b示出了混合装置的另一个示例，其中当从顶部观察时，混合室和连接通道之间的角度约为135度(见图11b)。因此，在一些实例中，混合室和连接通道之间的角度(可称为盒体角或混合室角)可在90度和180度之间(例如约100度、约110度、约120度、约130度、约135
度、约140度、约150度、约160度等)。将该角度增加到90度以上可以减少沉积和/或可以增加流速(对于较低的压力来说)。相反，在某些情况下，优选将角度减小到小于90度，这可以提高混合效率。
198.如图11c所示，在成角度的和弯曲的(例如，135度对90度的角度) 之间，z-平均值(例如，粒子尺寸)或pdi没有显著变化。如图11c所示，通常，一级混合器(例如，仅具有单个混合室的混合器)可以充分地进行混合，甚至与粒子混合。经发现，与尺寸相似的三级设备相比，一级混合器的最终粒子尺寸和pdi值与其相当，或者在某些情况下甚至更好。因此，可以使用高度紧凑的一级装置，并且可以导致更少的流动限制。
199.在一些实例中，本文所述的混合装置可随着时间的推移产生显著较少的沉积。例如，其中侧壁和/或底部和/或顶部是弯曲的设备可导致每次和 /或每流速下小于25％的沉积(例如，小于20％、小于15％、小于10％、小于5％等)。
200.如上所述，可以控制流速。流速也可能影响混合。一般来说，通过这些装置的更快的流速可以导致更小的粒子尺寸，这可以反映增强的混合。这在图13中示出。在图13中，多种相似的微流体混合装置的实例在同一微流体设备基底(例如，“芯片”)上检查，以提供对1ml/min(1-4)、2ml/min (1-4)和4ml/min(1-2)的并行重复(parallel repeats)。流速可以根据粒子尺寸和/或微流体设备的尺寸进行调节。在图13中，体积平均值(单位纳米)和pdi都是十分相当的，并且显示出随着流速的增加，粒子尺寸减小。
201.如上所述，从混合室的输入端中的较小开口跃变(step)”或过渡到混合室并在输出(或连接)通道中恢复到小的直径可以增强混合。然而，在一些示例中，如图12b所示，混合装置可以在输入端、输出端和混合室之间具有相同的高度。图12a示出了混合装置的另一个示例，该混合装置包括三个串联连接的混合器，类似于图7b。为了比较，图12b示出了不包括从较窄高度通道跃变到混合器的较深的盒体的步骤的装置的示例。通常，如图12c所示，这些混合器可能不会产生其他示例所示的高水平的混合。图12c是显示通过图12a所示的混合装置(“3盒体”)或通过图12b所示的线性混合通道(“3盒体平面式”)多次实验后的粒子尺寸(由于混合所导致的)的图，示出了与图12b相比，图12a的混合装置粒子尺寸明显更小(且因此混合更有效)。
202.可选的示例
203.本文还描述了微流体装置的另外的实例。这些装置可包括如本文所述的混合器，其具有一种或更多种另外的和可选的微流体成分。例如，混合器的出口通道可以与以下中的一个或更多个流体连通：一对最终混配室，透析室或蒸发室。微流体路径设备(例如，微流体芯片)可以包括微流体透析室和/或微流体浓缩器。透析室和/或浓缩器可以是非常紧凑和高效的，并且可以以高的效率和准确性在微流体装置的边界上或内部操作。本文描述的混合方法和装置可以允许微流体装置在单个集成装置中还提供一种或更多种治疗组合物(包括但不限于治疗性多核苷酸)的纯化、透析和浓缩。
204.例如，微流控路径设备可以包括：第一板和第二板；形成在第一板中的具有固定体积的流体接触室；形成在第二板中的具有固定体积的透析缓冲室；其中，流体接触室通过设置在第一板和第二板之间的透析膜与透析缓冲室分开；以及穿过所述第一板的多个压力端口；并且其中所述流体接触室包括分隔流体接触室的多个通道。
205.微流体透析室可具有：形成在第一板中的流体接触室；形成在第二板中的透析缓
冲室，其中流体接触室通过设置在第一板和第二板之间的透析膜与透析缓冲室分开；以及穿过第一板的多个压力端口；并且其中所述流体接触室包括分隔流体接触室的多个通道.
206.这些微流体透析室设备中的任何一个都可以包括进入流体接触室的入口和从流体接触室出来的出口，其中，入口位于流体接触室的长度的相对侧和宽度的相对侧上。入口可以与流体接触室的一侧偏离流体接触室的宽度的大约15％至大约35％之间。这些透析装置中的任何一个都可以包括夹在第一板和第二板之间的弹性膜。透析膜的周边可以被弹性膜密封。
207.例如，微流控路径设备可以包括：第一板和第二板；形成在第一板中的具有固定体积的流体接触室；形成在第二板中的具有固定体积的浓缩室。其中，流体接触室通过设置在第一板和第二板之间的疏水膜与浓缩室分开；和穿过第一板的多个压力端口；以及多个可单独寻址的隔膜驱动泵，其由压力端口控制，并配置为驱动流体通过流体接触室和驱动干燥空气通过浓缩室。
208.微流体路径设备可以包括：混合器；透析子组件；和浓缩器子组件；其中混合器透析子组件和浓缩器形成在第一板和第二板之间。
209.透析器可以形成为微流体路径设备的一部分，并且可以包括通过透析膜与第二室分开的第一室；所述第一室和/或第二室可以分成通道。第一通道被配置成使要透析的流体通过，且第二通道被配置成使透析溶液通过。透析溶液可以沿逆流方向(例如，与流过第一通道的流体的方向相反)通过第二通道。
210.在一些示例中，透析器形成在微流体路径设备的第一板和第二板(例如，第一层和第二层)之间。第一通道可以形成在第一板中，并且第二通道可以形成在第二板中。透析膜可以密封在第一板和第二板之间。在一些示例中，弹性膜可被夹在第一板和第二板之间，透析膜可以跨过弹性膜中的开口夹在第一板和第二板之间，并且可以被弹性膜密封(例如，围绕其周边)。透析器的第一室可包括在第一室的一端上的入口和在第一室的相对端上的出口。入口和出口可偏离第一室的侧边缘，例如，在与第一侧边缘相距15-45％之间的室宽度的位置处，其中宽度形成在侧边缘之间。类似地，出口可以在室的相对侧上(由室的大部分长度分隔开)，并且与第二侧(与第一侧边缘相对)偏离一定的量，该量与入口偏离第一侧边缘的量相同或近似相同(例如，在室宽度的15％至45％之间)。
211.替代地，在一些示例中，弹性膜不用于密封透析膜。因此，可以通过第一板与第二板的接合来牢固地保持透析膜。在一些示例中，可以例如在存在的第一和第二板的下方或上方包括附加的膜(例如，第三板)和/或弹性膜。
212.如上所述，透析器的第一室和/或第二室可分成多个通道。在一些示例中，通道可以是平行的并且可以以直线延伸。在一些示例中，通道呈弯曲或之字形线延伸。通道可以具有均匀的横截面直径，或者它们可以具有不同的直径和/或可以具有相同的横截面直径。
213.14a示出本文所述的透析器的示例的透视图。在图14a中，透析器是微流体设备的子区域(或透析器模块)，包括第一板1401、第二板1403 和夹在第一和第二板之间的弹性膜1405。穿过弹性膜(不可见)的开口可由透析膜1407跨过。透析膜1407将透析器的第一室与第二室分开，并且所示的每个室被分成延伸第一室和第二室长度的多个平行通道
214.图14b是通过与图14a所示的类似的透析器截取的横截面的示例。在图14b中，透析器包括第一室1411、第二室1413和第一室和第二室之间的透析膜1407。进入第二室的入口
1422与从第一室出来的出口1423 相同(图14b中第二室出口和第一室入口不可见)。每个室中的通道可以由形成室的板形成。在一些示例中，通道仅在一侧(例如，第一室侧)上。在一些示例中，通道在两侧上并且可以彼此相对或可以彼此偏离。
215.图15是透析器(诸如图14a至图14b中所示的示例)的边缘区域的示例，示出了上室和下室以及透析膜之间的密封。在图15中，第一板1501 包括第一室1511。第一室被分成连接的通道。第二板1503固定到第一板的底部，并且包括第二室1505，第二室1505也被分成通道。第一板和/ 或第二板中的通道分隔件1509、1519形成接触点，该接触点将透析膜1515 压接在其间。
216.在透析器的边缘处，弹性膜1521可以夹在第一板和第二板之间。如图15所示，弹性膜(例如，硅酮膜等)的边缘也可以固定(例如，密封) 第一板和第二板之间的透析器膜。
217.在操作中，微流体路径设备的透析器部分可包括位于设备的样品处理侧上的入口，用于将待透析的溶液驱动(通过施加压力)到透析器的第一室中。在图16中，示出了第一室，其被多个平行通道分隔。在该示例中，入口1601位于通道的顶部公共区域中，待透析的流体可从该顶部区域流向出口1603。在该示例中，入口和出口在室的宽度的相对侧上并且在长度的相对侧上。色调表示从入口到出口通过室的流速(速度z，以cm/s 为单位)。就这种入口和出口的布置而言，流速是不均匀的，从色调图可以看出，穿过更多外围通道区域的流速较慢。
218.图17a示出了这样的示例，在该示例中，入口1701和出口1703在宽度和长度的相对侧上在室的端部处在公共的区域中从室的长边稍微往内定位(例如，在室的宽度的15％至35％之间，例如，进入宽度中大约四分之一的长度)。所产生的流速(由热图键(heat map key)图17b所示) 明显更均匀，在最靠近入口和出口的通道中具有稍快的区域。在图 17a-17c的示例中，最大流速可以为例如约-1.1cm/sec，而最小流速可以为例如约-0.9cm/sec。图17c示出了上部公共区域1707，上部公共区域 1707流入延伸透析器的第一室的长度的通道中；该区域可以具有局部流速较高区域1711、1709。在此示例中，入口和出口之间的压力可能下降，例如在约14.92psi(102.87kpa)和14.70psi(101.35kpa)之间，差值为0.22psi(1.52kpa)，流量为0.5ml/min。
219.在使用中，透析器可用于透析含有治疗物质的溶液，例如，从溶液中去除不需要的物质。当溶液流过第一室时，透析溶液可以以与第二室相同或相反的方向流动，第二室与第一室相对。第二室可具有与上述第一室基本相同的结构。
220.本文还描述了浓缩器。浓缩器可以具有与上述透析器相同的结构，但是膜可以是允许水蒸气通过(允许通过其进行蒸发)的膜(疏水膜)，使得空气可以在流体经过第一室时时跨过膜流入第二室内，从而蒸发并浓缩溶液。
221.在一些示例中，浓缩器被配置为具有穿过第一流体经过室并且在某些情况下穿过第二室(气体(例如，空气)经过该第二室)的一个或更多个路径(通道)。图18示出了浓缩器设备(例如，用于微流体路径设备的浓缩器子组件)的一个示例。在图18中，浓缩器包括从第一室中的入口1801 到出口1803的长形通道。允许水蒸气通过的膜(图18中未示出)在第一室和第二室之间延伸。气体可以穿过第二个室以除去水，从而在其通过第一个室时使溶液浓缩。蒸发率可能与穿过浓缩器的流速有关。在图18中，色调图显示了穿过浓缩器的第一室的速度(cm/s)。
222.在使用中，浓缩器可以是高效的，并且可以将来自微流体路径设备的制造剂型的治疗剂浓缩到允许稀释成可注射剂型的浓度范围内(例如，在 2ml至0.1ml之间)。
223.图18中所示的示例浓缩器为25.4mm乘25.4mm的正方形。膜是孔径为0.22μm、厚度为37μm的sterlite ptfe膜，。在图18中，输入流速约为0.5ml/min。透析膜的输送速度为0.483ml/min，并且所得的输出流速为约0.019ml/min，1.1ml/hr。在此示例中，对于在约4.321cm/s和0.160cm/s 之间的速度，入口和出口之间的压降可以为，例如，入口处为14.96psi (103.15kpa)且出口处为14.70psi(101.35kpa)(1.8kpa的增量)。
224.如上所述，本文所述的任何微流体路径设备可包括一个或更多个透析器和/或一个或更多个浓缩器(透析器子组件和/或浓缩器子组件)。图19 示意性地示出了微流体路径设备，其包括：一系列混合器1903，例如，用于混合形成在微流体路径设备上或添加到微流体路径设备中的治疗剂 (例如，治疗性rna)，包括用于添加递送载体；以及串联在混合器和浓缩器1907之间的透析器1905。如上面参考图4所述，可以插入第一输入端1911，第二输入端1913和第三输端入1915。在组合/混合、透析和浓缩之后，最终的产品可以从浓缩器输出1931，并且可以被使用或存储或进一步处理。以这种方式，可以使用单个连续流动微流体设备来完成纳米粒子治疗剂的产生(包括透析和浓缩成最终可注射形式)而不会在配制过程中产生材料的中间存储。
225.图20示出了示例性微流体路径设备(例如图19中示意性地示出的设备)上的压力和位置之间的关系的一个示例，在图20中，输入压力(v1-v4) 的流动阻力和压力可以由系统调节和/或监控，以通过调节浓缩器来控制最终浓度。
226.当特征或元件在本文被提及为在另一特征或元件“上”时，它可以是直接在其他特征或元件上，或也可以存在中间特征或元件。相反，当特征或元件被提及为“直接在”另一特征或元件“上”时，没有中间特征或元件存在。还将理解，当特征或元件被提及为“连接”、“附接”或“联接”到另一特征或元件时，它可以直接连接、附接或联接到其他特征或元件，或可存在中间特征或元件。相反，当特征或元件被提及为“直接连接”、“直接附接”或“直接联接”到另一特征或元件时，没有中间特征或元件存在。虽然针对一个示例进行了描述或示出，但是这样描述或示出的特征和元件可以应用于其他示例。本领域技术人员还将认识到，对“邻近”另一特征设置的结构或特征的参考可具有与相邻特征重叠或在相邻特征下方的部分。
227.本文使用的术语仅用于描述特定示例的目的，并且不意图限制本实用新型。例如，除上下文明确说明之外，如本文所用的，单数形式“a(一)”、“an(一)”和“the(该)”旨在还包括复数形式。应当进一步理解，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”当在本说明书中使用时，指定了所陈述的特征、步骤、操作、元素和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、步骤、操作、元素、部件和/或其组。如本文所用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一项或更多项的任意组合和所有组合，并且可缩写为“/”。
228.空间相关的术语，诸如“在...下面(under)”、“在...下方(below)”、“下部(lower)”、“在...之上(over)”、“上部(upper)”等可在本文中使用，以便于描述附图所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。将理解的是，空间相关的术语旨在包括除了附图中描绘的定向之外的使用或操作中的设备的不同的定向。例如，如果附图中的设备被倒置，则被描述为“在其它元件或特征下面”、“在其它元件或特征之下(beneath)”的元件将被定向成“在其它元件或特征之上”。因此，示例性术语“在...下面”可涵盖在...之上和
在...之下两种定向。该设备可以以其它方式定向(旋转90度或以其他定向)，并且本文使用的空间相对描述词被相应地解释。类似地，除另外特别说明之外，术语“向上(upwardly)”、“向下(downwardly)”、“竖直(vertical)”、“水平(horizontal)”等在本文中仅用于说明的目的。
229.虽然术语“第一”和“第二”在本文中可以用于描述各种特征/元件 (包括步骤)，但是这些特征/元件不应该受这些术语的限制，除非上下文另有说明。这些术语可以用于区分一个特征/元件与另一个特征/元件区。因此，在不脱离本实用新型的教导的情况下，下面讨论的第一特征/元件可以被称为第二特征/元件，并且同理，下面讨论的第二特征/元件可以被称为第一特征/元件。
230.在本说明书和所附权利要求书中，除非上下文另有要求，术语“包括 (comprise)”及其诸如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”的示例意味着可以在方法和制品中共同使用各种部件(例如，合成物以及装置，包括设备和方法)。例如，术语“包括(comprising)”将被理解为暗示包含任何所述的元件或步骤，但不排除任何其它元件或步骤。
231.如本文在说明书和权利要求书中所使用的，包括在示例中所使用的，并且除非另有明确说明，所有数字可被读作仿佛前面有“约(about)”或“大约(approximately)”的词语，即使该术语没有明确出现。在所有情况下，当使用短语“约”或“大约”时，可能会用到实际值(例如，量、距离等)。可以在描述幅度和/或位置时使用短语“约”或“大约”，来指示所描述的值和/或位置在值和/或位置的合理预期范围内。例如，数值可以具有为所陈述的值(或值的范围)的+/-0.1％、所陈述的值(或值的范围)的+/-1％、所陈述的值(或值的范围)的+/-2％、所陈述的值(或值的范围)的+/-5％、所陈述的值(或值的范围)的+/-10％等的值。本文给出的任何数值还应当理解为包括约或大约于该值，除非上下文另有说明。例如，如果值“10”被公开，则“约10”也被公开。本文列举的任何数值范围旨在包括包含在其中的所有子范围。还应当理解，当一个值被公开时，也公开了“小于或等于”该值、“大于或等于该值”以及值之间的可能范围，如本领域技术人员适当地理解的。例如，如果公开了值“x”，则也公开了“小于或等于x”以及“大于或等于x”(例如，其中x是数值)。还应当理解，在整个申请中，以多种不同的格式提供数据，并且该数据表示数据点的任何组合的端点和起始点以及范围。例如，如果公开了特定数据点“10”和特定数据点“15”，则应当理解，大于、大于或等于、小于、小于或等于、和等于10和15以及在10和15之间被认为是公开的。还应当理解，还公开了两个特定单元之间的每个单元。例如，如果公开了 10和15，则也公开了11、12、13以及14。
232.虽然上面描述了各种说明性示例，但是在不脱离权利要求所描述的本实用新型的范围的情况下，可以对各种示例进行任何改变。例如，在替代示例中，通常可以改变执行各种所描述的方法步骤的顺序，并且在其他替代示例中，可以一起跳过一个或更多个方法步骤。各种设备和系统示例的可选特征可以被包括在一些示例中而不被包括在其他实施例中。因此，前面的描述主要被提供用于示例性目的，并且不应被解释为限制在权利要求中所阐述的本实用新型的范围。
233.本文所包括的示例和说明通过说明而非限制的方式示出其中可以实践主题的具体示例。如所提到的，可以利用和从其导出其他示例，使得可以做出结构和逻辑替换和改变而不脱离本公开的范围。仅为了方便，本发明性主题的这样的示例可在本文中单独地或共
同地由术语“实用新型”来提及，并且不旨在将本技术的范围主动地限制为任何单个实用新型或发明概念，如果实际上多于一个被公开的话。因此，虽然本文已经说明和描述了特定示例，但是被计划为实现相同目的的任何布置可以替代所示的特定示例。本公开旨在覆盖各种示例的任何和所有修改或示例。在阅读以上描述后，以上示例的组合以及本文未具体描述的其他示例对于本领域的技术人员来说将是明显的。