[發明專利]一種用于細胞培養條件優化控制的微流控實驗裝置與方法

有效

• 申請號: 201610139428.3
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN105670929B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 楊寧;李振;張榮標;郭建江;徐佩鋒;周曉迪
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于細胞培養條件優化控制的微流控實驗裝置，包括圓盤狀的微流控芯片（6），微流控芯片（6）中心處是培養室（13），培養室（13）正上方設有成像裝置，其特征是：微流控芯片（6）從培養室（13）外沿直徑方向設有隔離且密封的內外兩層，內層中設有干粉溶液進樣池（11）、血清溶液進樣池（15）、癌細胞進樣池（16）和一個廢水池（17），外層是一圈外層水道（10），每個所述進樣池分別經一個進樣通道連接培養室（13），廢水池（17）經廢水通道連接培養室（13），在微流控芯片（6）的下方布置一個電磁鐵（25）和一個連接電磁鐵（25）的直流電源（26），在微流控芯片（6）的上方布置了三個溶液注射針筒（7），每個溶液注射針筒（7）分別經一根軟管（9）伸入一個所述進樣池內部；微流控芯片（6）外部設有向外層水道（10）內注入水溶劑的水注射針筒（33），在外層水道（10）與靠近進樣池這一端的每個進樣通道之間連接多個并列的稀釋支路，每個稀釋支路上裝有一個壓電微閥（18），壓電微閥（18）中有壓電盤（23），每個壓電盤（23）均串接一個電磁繼電器（32）后連接直流電源（26），每個電磁繼電器（32）均串接一個驅動器（31）后連接微控制器（30）。

2.根據權利要求1所述用于細胞培養條件優化控制的微流控實驗裝置，其特征是：所述成像裝置由計算機（1）、目鏡（2）、圖像采集卡（3）、CCD攝像機（4）、物鏡（5）組成，物鏡（5）位于微流控芯片（6）的正上方且在目鏡（2）的底部，CCD攝像機（4）與目鏡（2）的上部連接且連接圖像采集卡（3），圖像采集卡（3）與計算機（1）連接。

3.根據權利要求1所述用于細胞培養條件優化控制的微流控實驗裝置，其特征是：在每個連接于進樣池和培養室（13）之間的進樣通道里面都設有雜質組件（12）和混合驅動組件（21），雜質組件（12）位于進樣池和混合驅動組件（21）之間，混合驅動組件（21）靠近培養室（13）；混合驅動組件（21）由內肋型微柱（27）和微通道（28）組成，相鄰2個內肋型微柱（27）對面相互交錯布置，內肋型微柱（27）布置后在進樣通道內部空間形成微通道（28）；雜質組件（12）由過濾網（19）和卡片式過濾器（20）組成，過濾網（19）為微濾網，卡片式過濾器（20）是插拔結構。

4.根據權利要求1所述用于細胞培養條件優化控制的微流控實驗裝置，其特征是：壓電微閥（18）由最上方的硅膜（22）、中間的壓電盤（23）和底部的玻璃板（24）組成，壓電盤（23）鑲嵌在硅膜（22）內。

5.根據權利要求1所述用于細胞培養條件優化控制的微流控實驗裝置，其特征是：培養室（13）內部中間鑲嵌有磁針（14）。

6.根據權利要求1所述用于細胞培養條件優化控制的微流控實驗裝置，其特征是：在每個溶液注射針筒（7）和軟管（9）之間連接雜質過濾器（29）。

7.一種如權利要求1所述用于細胞培養條件優化控制的微流控實驗裝置的實驗方法，其特征是包括：

A、用溶液注射針筒（7）對干粉溶液進樣池（11）和血清溶液進樣池（15）進行培養溶液加樣處理，加樣結束后，通過微控制器（30）對電磁繼電器（32）進行控制，對稀釋支路上的壓電微閥（18）的壓電盤（23）控制，微控制器（30）選取所要控制的電磁繼電器（32）的數量，即選取稀釋支路上的壓電微閥（18）開斷的數量，通過電磁繼電器（32）控制壓電盤（23）的吸合以控制壓電閥（18）的開斷；

B、稀釋所需要的水通過外層水道（10）經過稀釋支路到達進樣通道，與培養溶液進行過濾和混合后進入培養室（13），通過排列組合每個稀釋支路的開斷達到多樣的稀釋，以設定不同的溶液濃度配比；

C、癌細胞樣液從癌細胞進樣池（16）單獨進樣，癌細胞樣液進樣時不進行稀釋，癌細胞樣液與干粉、血清培養溶液同時進入培養室（13）。

8.根據權利要求7所述用于細胞培養條件優化控制的微流控實驗裝置的實驗方法，其特征是：采用成像裝置采集培養室（13）的圖像，得到細胞培養后的圖形，并記錄圖像，形成多組的圖形對比，確定最適宜細胞存活的濃度組合。

9.根據權利要求8所述用于細胞培養條件優化控制的微流控實驗裝置的實驗方法，其特征是：實驗結束后，水注射針筒（33）繼續注射水，使培養室（13）中的廢液隨著水的流動流進廢水池（17）。