[發明專利]一種單細胞水平的代謝檢測芯片及其應用

在審

• 申請號: 201711265762.4
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN109868219A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 甘明哲;王丹丹;羅丹
• 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;中國科學院大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/34;B01L3/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

1.一種單細胞水平的代謝檢測芯片，其特征在于包括一個以上培養檢測單元，每一培養檢測單元包括液流層、氣動控制層以及透氣彈性膜，所述透氣彈性膜設置于所述液流層和氣動控制層之間，所述液流層包括一條以上液流管道，其中至少一液流管道底部分布有一個以上捕獲單元，所述氣動控制層至少用于驅使透氣彈性膜產生趨向液流層的形變和/或位移，從而使透氣彈性膜與選定捕獲單元配合捕獲從與選定捕獲單元相應液流管道內流經的流體所攜帶的至少一個具有溶氧和/或pH檢測功能的微球或單細胞。

2.根據權利要求1所述的單細胞水平的代謝檢測芯片，其特征在于：所述氣動控制層包括一條以上氣動控制管道，其中至少一氣動控制管道與至少一液流管道在一個以上的捕獲區域處交叉，當向所述的至少一條氣動控制管道通入具有設定壓力的氣體時，所述的至少一條氣動控制管道能夠驅使所述透氣彈性膜在選定的捕獲區域處產生所述的趨向液流層的形變和/或位移，所述選定的捕獲單元分布于所述選定的捕獲區域內。

3.根據權利要求2所述的單細胞水平的代謝檢測芯片，其特征在于：在向所述至少一氣動控制管道內通入含有氧氣的流體時，至少在所述捕獲區域處，所述至少一氣動控制管道內的氧氣能夠透過透氣彈性膜進入液流管道。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的單細胞水平的代謝檢測芯片，其特征在于：所述捕獲單元包括分布于液流管道內的微柱陣列，所述微柱陣列包括復數個微柱，其中相鄰的三個以上微柱圍合形成一捕獲空穴，所述捕獲空穴用于捕捉所述的微球或單細胞。

5.根據權利要求1-3中任一項所述的單細胞水平的代謝檢測芯片，其特征在于：所述培養檢測單元還包括至少一微閥，每一微閥包括分布于所述氣動控制層內的一氣動控制管道，所述氣動控制管道與一液流管道在選定位置處交叉，當向所述氣動控制管道通入壓力不小于一閾值的氣體時，所述氣動控制管道能夠驅使所述透氣彈性膜產生所述的趨向液流層的形變和/或位移，從而將至少一液流管道在選定位置處關閉。

6.根據權利要求1-3中任一項所述的單細胞水平的代謝檢測芯片，其特征在于：所述培養檢測單元還包括至少一微泵，每一微泵包括分布于所述氣動控制層內的兩條以上氣動控制管道，所述兩條以上氣動控制管道與至少一液流管道在不同位置處交叉，當在設定時段向所述兩條以上氣動控制管道內分別輸入具有不同壓力的氣體時，所述兩條以上氣動控制管道能夠分別驅使所述透氣彈性膜的不同局部區域產生不同程度的形變和/或位移，從而在所述至少一液流管道內產生能夠驅使液流單向流動的力。

7.根據權利要求4所述的單細胞水平的代謝檢測芯片，其特征在于：所述捕獲空穴包括用以捕捉pH檢測微球的空穴、用以捕捉溶氧檢測微球的空穴和用以捕捉細胞的空穴。

8.根據權利要求4或7所述的單細胞水平的代謝檢測芯片，其特征在于：所述微球包括pH檢測微球及溶氧檢測微球，所述pH檢測微球、溶氧檢測微球及細胞的直徑均不同。

9.根據權利要求8所述的單細胞水平的代謝檢測芯片，其特征在于：所述溶氧檢測微球的材質包括氧敏感性材料或氧敏感性材料與氧不敏感材料的組合。