[發明專利]一種微流控組合化學反應芯片

在審

• 申請號: 201710904319.0
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107469745A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 朱金平
• 申請（專利權）人: 江蘇微全芯生物科技有限公司
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;B01L3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及微流控技術領域，特別是涉及一種微流控組合化學反應芯片。

背景技術

組合化學(combina torialchemist巧)是近十幾年來剛剛興起的一門新學科。 經過短短的十余年特別是近六七年的發展，組合化學已滲透到藥物、有機、材 料、分析等化學的諸多領域，隨著自動化水平的提高，組合化學已成為目前化 學領域最活躍的領域之一。組合化學的出現大大加速了化合物的合成與篩選速 度，有人作過這樣的統計：1個化學家用組合化學方法2～6周的工作量，就需要 10個化學家用傳統化學方法花費一年的時間來完成。組合化學的出現是藥物合 成化學上的一次革新，是近年來藥物領域的最顯著的進步之一。

現有的組合化學多是在常規化學實驗室，依靠常規的燒杯、燒瓶、多孔板、 移液器等器皿或設備，配置大量不同的試劑，繼而借助溫控、攪拌等系統將不 同試劑混合、反應，從而實現高通量的組合化學反應。雖然上述組合化學方法 已經獲得極其廣泛的應用和深入的研究，但是現有技術還存在試劑消耗量大、 操作繁瑣、設備昂貴、成本高以及對操作人員要求較高等不足之處。因此，急 需發展一種簡便快捷、成本低廉、樣品消耗量小的組合化學新方法。

微流控(microfluidic chip)是近年來基于微機電加工系統(MEMS)上發展 起來的一種操控微小體積液體的技術平臺，具有樣品消耗量低、高通量、體積 小、自動化程度和集成化程度高等顯著優點。因此，如果能夠將組合化學技術 在微流控芯片的平臺上實現，對現有的組合化學方法將是一種革命性的創新， 有望在新材料的開發、催化劑篩選、新藥物的合成與篩選等領域發揮極其巨大 的作用，具有十分重大的科學意義和市場價值。

發明內容

本發明提出一種微流控組合化學反應芯片，其特征在于，該微流控芯片由 樣品溶液入口、樣品交匯通道、混合單元、產物出口構成。

所述的微流控組合化學反應芯片是由硅、玻璃、聚二甲基硅氧烷、聚甲基 丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等材料加工而成。加工方法包括傳統激光刻 蝕、機械加工、濕法刻蝕、光刻、軟刻蝕等傳統加工技術。

本發明提供一種微流控組合化學反應芯片，所述的組合化學反應為多種樣 品中任意兩種或兩種以上的樣品間發生的化合反應。

本發明提供一種微流控組合化學反應芯片，所述的樣品溶液入口數量大于 兩個，每個入口對應導入不同種類或不同濃度的樣品溶液，而每個產物出口對 應于不同的產物種類。

本發明提供一種微流控組合化學反應芯片，所述的混合單元可以是主動型 混合器，也可以是被動型混合器，用于實現通道內兩種或者兩種以上的樣品混 合物的充分混合及反應。所述的主動型混合器可以是超聲混合、震動混合等； 被動型混合器是通過微通道中微結構的特殊設計，如微柱陣列等實現兩種或兩 種以上的流體混合。

本發明提供一種微流控組合化學反應芯片，所述的反應芯片中可以進一步 集成溫度控制模塊，例如在芯片基片中集成加熱電極，從而實現組合化學反應 的溫度控制。

使用本發明所提供的組合化學反應芯片對比現有的組合化學反應方法，具 有樣品消耗量低、高通量、體積小、自動化操作等顯著優點，可以實現快速、 在線地進行組合化學反應，有望應用于藥物篩選、酶篩選、化學合成、材料制 備、化工生產等領域。

附圖說明

圖1.本發明所提供的一種微流控組合化學反應芯片的立體結構示意圖。其 中，a為具有流體進出孔的蓋片，b為具有混合反應單元的基片，c為具有通孔 的基片，d為具有另一個混合反應單元的基片，e為空白基片。

圖2.一種用于四種樣品兩兩組合反應的微流控芯片示意圖。

圖3.一種用于三種樣品任意組合反應的微流控芯片示意圖。

具體實施方案

下面的實施例將結合說明書附圖對本發明予以進一步的說明。

實施例1一種用于三種樣品兩兩組合反應的微流控芯片

為了實現三種樣品兩兩組合化學反應，本實施例提出一種微流控反應芯片， 使用PMMA加工而成。如圖1所示，該微流控芯片由五層基片構成，分別為具 有流體進出孔的蓋片a，具有混合反應單元的基片b，具有通孔的基片c，具有 另一個混合反應單元的基片d，空白基片e。其中，蓋片a上加工有不同的樣品 入口，分別用于導入三種不同的樣品A、B和C；基片b上具有用于AB、BC 混合交匯、混合反應以及對應的產物出口；基片c上具有連接上下兩個基片的 通孔結構；基片d上具有AC混合交匯、混合反應以及對用的產物出口。