[實用新型]用于產生連續濃度梯度和輸出獨立濃度的微流控芯片

有效

• 申請號: 201120253535.1
• 申請日: 2011-07-18
• 公開（公告）號: CN202290071U
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 李卓榮;易長青;肖來龍;岳振峰;沈金燦
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;深圳市檢驗檢疫科學研究院
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;C12M1/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域

本實用新型涉及微流控技術領域，具體涉及一種用于產生連續濃度梯度和輸出獨立濃度的微流控芯片。?

背景技術

化合物的濃度是所有化學和生物反應中的重要參數。一般而言，要測定化合物作用于一個生物體系的有效濃度時，需要制備一系列遞升或遞降的濃度，并對每個濃度進行測試。由于遞升或遞降的濃度均以串行形式產生，且最高與最低濃度往往相差幾個數量級，因此化合物濃度梯度的制備對化學和生物實驗影響非常大。?

微流控芯片能實現濃度梯度的并行生成，且具有自動化和高重復性等性質，所以一直備受關注。以微流控芯技術產生濃度梯度的代表結構有T型微流管。該結構有兩個進樣和一個出樣口，化合物與緩沖液在T型管交叉點接觸后沿出樣管下游以擴散作用混合，由于出樣管的管徑不變，因此T型管的擴散距離不變。?

在對現有技術的研究和實踐過程中，本實用新型的發明人發現，在低流速的條件下，T型管所產生的濃度梯度只集中在僅僅數百微米內，難以有效地利用。提升流速雖然有助于增寬T型管的濃度梯度，但對于脆弱的生物細胞而言，提升流速所增加的剪切力對細胞活性有不良影響。因此以T型微流管進行的細胞實驗通量也一般較低。由于溶液的高效擴散混和使得寬的濃度梯度很難獲得，而形成特定的濃度梯度在很多生物和化學研究過程中具有極其重要的作用。?

實用新型內容

本實用新型實施例提供種用于產生連續濃度梯度和輸出獨立濃度的微流控芯片。?

一種用于產生連續濃度梯度和輸出獨立濃度的微流控芯片，包括：二個進?樣微流管道，一個微流池和若干個輸出獨立濃度的微流管道；所述進樣微流管道和輸出濃度的微流管道均直接與微流池相連接。?

可選的，所述的微流控芯片中的微流池的橫切面可以是等腰三角形；可選的，所述的二個進樣微流管道直接與等腰三角形樣品池的底邊相連接；所述的輸出濃度的微流管道直接與等腰三角形樣品池的兩個側邊相連接。?

在本實用新型提供的微流控芯片中，由于微流池的橫切面是一等腰三角形且二個進樣管從三角形的底部進樣，增大了溶質擴散的距離，而這距離是由等腰三角形的底部至頂部逐漸減少，因而在低流速情況下也能降低混合效率，使整個微流池的兩等邊都維持著一定的濃度差，有效地增加濃度梯度的覆蓋率。本微流控芯片的微流池兩側邊與輸出獨立濃度的多支管相接可進一步增加濃度梯度的覆蓋率，因為一部份的水流經支管離開微流池時把一部份溶質一并帶走，能增加微流池中濃度梯度與起始濃度之間的差距，是一種基于對流運輸達到生成更寬的濃度梯度的設置。而傳統T形微流管道只有一個既短且不變的擴散距離，在低流速下溶質僅能夠在數百微米內混合，即使T形管道的下流管道長度增加也無法獲得更寬的濃度梯度。?

本實用新型的有益效果是：微流控芯片的三角形結構有利于減小擴散混和效率，使得在低流速下也能夠獲得很寬的濃度梯度。微流池兩側邊接上的支管能通過對流運輸進一步擴寬濃度梯度。由于三角形微流池的面積有限，獲得的連續性濃度梯度較難被充分利用，支管能從微流池中引出連續性濃度并混合成多個獨立濃度，隨著支管的延伸運輸至芯片其他區域，更有效地利用生成的濃度梯度。本微流控芯片還具有制作簡單、微型化、操作方便且不須依賴主動式器件產生濃度梯度等優點。?

本實用新型提供的微流控芯片可以與現有的用于細胞固定的微流控芯片整合，通過固定神經細胞瘤細胞，以實現高通量麻痹性貝類毒素的檢測。?

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的微流控芯片中等腰三角形微流池及出入口的位置圖；?

圖2是本實用新型實施例提供的微流控芯片中產生的濃度梯度經過支管后?形成獨立濃度的實驗數據；?

圖3是在于圖2相同實驗條件下利用軟件Fluent?6.0生成的數學模擬圖。?

具體實施方式

本實用新型實施例提供一種用于產生連續濃度梯度和輸出獨立濃度的微流控芯片，以下進行詳細說明。?

理論上，三角形微流管的兩側邊能產生無限個連續性濃度，實際上可用的獨立濃度數目則受三角形的幾何尺度所限。要進一步提升獨立濃度的數目可以增大等腰三角形結構和/或縮小輸出微流管的寬度。本實用新型實施例以八個輸出管道為例，進一步闡述本實用新型內容。?