[發明專利]微流控芯片

有效

• 申請號: 201210491224.8
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103834559A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 陳立桅;甘明哲
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于微流控領域，特別是涉及一種微流控芯片。

背景技術

通過微生物篩選獲得高性能菌株，是提高工業微生物生產水平的重要環節。傳統的微生物篩選主要是在搖瓶中進行的，包括微生物懸浮培養和培養液檢測兩個主要步驟。通過將每個菌株接入搖瓶中進行懸浮培養，繼而對搖瓶中的培養液進行物質檢測，從而確定菌株的性能，從中挑選出優良的菌株。每批篩選往往需用數十上百個搖瓶進行試驗。即便如此，搖瓶篩選數量仍遠低于待篩選的菌株數量，這直接導致了篩選過程勞動強度大，篩選效率低。另外，篩選過程還會消耗大量的培養基及其他試劑；需要占用較大的培養和操作空間等等。

應用微流控芯片進行微生物懸浮培養和培養液檢測，可以有效避免產生上述問題。微流控技術是上世紀九十年代在分析化學領域發展起來的，它以微管道網絡微結構特征，通過微加工技術將微管道、微泵、微閥、微儲液器、微檢測元件等功能元器件像集成電路一樣，集成在芯片材料上。微流控技術具有極高的效率，由于結構微小，很容易在芯片上一次集成數十上百個微生物培養檢測單元，篩選效率得以提高；培養液及其他藥品的消耗也可大幅減少，從而降低篩選成本；微流控芯片的體積小，可以減少培養箱的使用量，降低微生物培養的所需空間和設備限制；微流控芯片可以進行批量加工生產及預處理（如清洗、滅菌等），成為一次性試驗耗材，這樣不僅可以降低芯片的制造成本，可以減少試驗準備的工序，最終降低篩選工作的勞動強度。

參圖1所示，現有技術中，微流控芯片，包括層疊設置的培養層、彈性隔膜層和驅動層，彈性隔膜層位于培養層和驅動層之間，培養層上分布有多個液流管道11，液流管道11之間連通有液體注入通道12。驅動層上設有驅動溝道13，驅動溝道13為叉指狀氣動微閥，用以實現相鄰液流管道11之間的分隔。在該技術中，驅動層與培養層之間的疊合需要在水平面兩個維度上精確定位。叉指狀氣動微閥理想的定位是：橫向上，相鄰兩根叉指狀微閥分別位于液流管道11的兩側，緊密排列但不與液流管道11重疊，縱向上，叉指狀氣動微閥要與液體注入通道12交叉，同時叉指長度盡量短，減少占用芯片面積，提高集成度。然而，由于在芯片加工制作過程中，芯片兩層在水平面兩個維度上對準疊合會存在誤差。為了防止加工產生的誤差影響芯片使用，需要增加叉指狀氣動微閥的間距和叉指長度，這必然增加了微閥占用的芯片面積，降低了芯片的集成度。另外，當兩層芯片圖形由于基材收縮率不同而發生輕微的差異時，即便是在某個區域能夠精確對準，兩層圖形間的尺寸偏差也會隨對準點距離增加而增大，導致各反應腔的體積不一致，影響檢測準確性，甚至于部分單元完全無法用于檢測。

有鑒于此，有必要提供一種新型的微流控芯片。

發明內容

本發明的目的提供一種微流控芯片，不僅可以實現液流管道之間的分隔，而且各層間組裝的精度要求更低，液流管道之間的距離可以安排的更緊湊。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種微流控芯片，包括層疊設置的培養層、彈性隔膜層和驅動層，所述彈性隔膜層位于所述培養層和驅動層之間，其中，所述培養層上分布有液流管道和液體注入通道，該液體注入通道連通于所述液流管道，所述驅動層上分布有驅動溝道，該驅動溝道為直線型溝道且分別與所述液流管道和液體注入通道形成交叉，以同時控制所述液流管道和液體注入通道的導通和截止。

作為本發明的進一步改進，所述液體注入通道呈Z形。

作為本發明的進一步改進，所述驅動溝道與所述液體注入通道形成至少兩次交叉。

與現有技術相比，本發明通過驅動溝道分別與液流管道以及液體注入通道形成交叉，不僅可以實現液流管道間分隔的功能，而且由于驅動溝道為直線型，各層間組裝的精度要求更低，上下層疊合僅需要在一個維度上保持平行，無需在水平面兩個維度上精確對準層疊，降低了芯片制作難度，有助于提高液流管道的數量。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1所示為現有技術中微流控芯片的結構示意圖；

圖2所示為本發明最佳實施例中微流控芯片的結構示意圖（1個液流管道）；

圖3所示為本發明最佳實施例中微流控芯片的結構示意圖（多個液流管道）；

圖4所示為本發明第二實施例中微流控芯片的結構示意圖；