[發明專利]一種實現肝腸循環藥物篩選的微流控芯片

無效

• 申請號: 201410191283.2
• 申請日: 2014-05-07
• 公開（公告）號: CN103981094A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 羅勇;孫麗君;趙偉杰;林炳承;田中群
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞;梅洪玉

技術領域

本發明屬于生物化學、分析化學、機械加工以及藥物篩選領域，涉及了一種實現肝腸循環藥物篩選的微流控芯片。

背景技術

微流控芯片是一種以在微米尺度空間對流體進行操控為主要特征的科學技術，具有將生物、化學等實驗室的基本功能微縮到一個幾平方厘米芯片上的能力。因此，理論上講，微流控芯片可以應用于任何涉及流體的學科，其中最直接的應當是化學、生物學和醫學，與此同時，它的第二波影響力已經滲透到了一些傳統觀念中不大涉及流體的學科，譬如光學和信息學。所有這些學科正直接面向社會各個行業的實際需求，已經涉及的領域包括疾病診斷、藥物篩選、環境檢測、食品安全、司法鑒定、體育競技以及反恐、航天等事關人類生存質量的方方面面。

我們提供了一種微流控芯片，可以用于肝腸循環藥物的篩選。肝腸循環是藥物在肝臟中經膽汁排入腸腔，在腸腔內又被重吸收，經門靜脈返回肝臟的現象，是人體內藥物代謝過程的一個重要環節，起到延長藥物在體內作用時間的重要作用。因此，篩選肝腸循環的藥物在藥物使用方面顯得尤其重要。

目前，常用的篩選肝腸循環的藥物的方法為臨床前動物實驗和藥物臨床測試法，動物和臨床實驗花費巨大，試驗的結果并不普適于人體，而一旦實驗導致動物或人實驗個體的傷害，還會遇到動物權、人權、倫理等諸多問題。

發明內容

為了克服現有篩選肝腸循環的藥物的方法涉及到的耗時耗力耗財和道德倫理問題，本發明提供了一種可以用于篩選肝腸循環藥物的微流控芯片。

本發明的技術方案：

將不同微結構設計的芯片單元、聚碳酸酯膜和三種細胞組合到一塊芯片上，實現肝腸循環過程，用于藥物篩選。一種實現肝腸循環藥物篩選的微流控芯片，該微流控芯片由四個基本單元構成，每個基本單元都有一個流體入口、一個流體出口和一個細胞培養池。其中，基本單元Ⅰ、基本單元Ⅱ和基本單元Ⅲ的細胞培養池為直徑5mm的圓形，基本單元Ⅳ的細胞培養池有微型柱狀圍欄。該微流控芯片從上到下排列順序為：基本單元Ⅰ、結腸癌細胞的薄膜、血管內皮細胞的薄膜、基本單元Ⅱ、基本單元Ⅲ、血管內皮細胞的薄膜、基本單元Ⅳ、肝細胞的薄膜、芯片。

其中制作微流控芯片單元的方法：

(1)利用光刻技術，在微流控芯片的基片如硅片、光學玻璃等材料上圖形化，基本工藝過程包括：預處理、涂SU-8光刻膠、前烘、曝光、顯影及堅膜等。

(2)利用模塑法，在得到的模具上固化PDMS高聚物得到具有不同微結構的微流控芯片單元。

(3)利用空心管切割法，在得到的PDMS芯片單元上打孔，包括流體入口、出口以及細胞培養池。

(4)各芯片單元和薄膜組裝好后，用兩層亞克力板夾緊整個PDMS芯片，用螺絲和螺母固定。

(5)插入用于流體流動的管路，利用蠕動泵使流體循環于其中。一種可以用于篩選肝腸循環藥物的微流控芯片搭建完成。

本發明的本微流控芯片構建采用了多層芯片單元集成，復雜流體控制，多種微結構設計，實現了肝腸循環藥物篩選的微型化、集成化和快速高通量。

附圖說明

圖1是微流控肝腸循環芯片示意圖。

圖2是微流控芯片基本單元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的微結構示意圖。

圖3是微流控芯片基本單元Ⅳ的微結構示意圖。

圖4是藥物濃度隨時間變化的藥時曲線圖。

圖中：1為流體循環，利用蠕動泵將肝排泄產生的膽汁中的藥物隨流體循環

到最上層，以實現腸的重吸收過程，從而形成完整的藥物肝腸循環過程；

為實時檢測站。

具體實施方式

下面結合附圖和技術方案具體說明本發明的具體實施方式。

實施例

(1)選擇光學玻璃作為微流控芯片的基片，將基片置于裝有H2O-NH4OH-H2O2(5:1:1)的玻璃缸中，以75℃水浴清洗基片至其表面不再有氣泡產生；用去離子水清洗，50℃水浴超聲三次，每次25分鐘；將基片放在超凈臺中自然風干，使用之前需在95℃熱板上前烘10分鐘。

(2)利用旋涂法進行基片的涂膠：勻膠前將SU-8光刻膠置于55℃水浴中超聲清洗三次，每次25分鐘，目的是除去光刻膠中的氣泡；設置勻膠機的涂膠過程即以500rm/min轉速旋轉30sec，再以1000rm/min的轉速旋轉30sec，得到高度范圍在100—150μm的光刻膠圖層。

(3)涂好膠的基片在95℃熱板上前烘，使光刻膠中的溶劑揮發，烘干。基片室溫放涼后，用鑷子觸碰，如果留下印記，則需要再烘，如果沒有印記，則可以進行曝光。