[實用新型]溶液梯度產生和細胞培養微流控芯片

有效

• 申請號: 201720192784.1
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN206502830U
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 馮澄宇;亓琳琳;顧志鵬
• 申請（專利權）人: 蘇州汶顥微流控技術股份有限公司
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00
• 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: 王鋒

技術領域

本申請屬于分析化學或細胞生物學領域，特別是涉及一種溶液梯度產生和細胞培養微流控芯片，能夠產生穩定的濃度梯度，便于用于研究細胞對藥物濃度梯度的反應。

背景技術

濃度梯度的配制是生物和化學實驗中最常用的操作之一，在細胞分化及細胞毒性實驗中，不同的細胞因子濃度及藥物濃度對細胞的發育及毒性有較大差異。因此在考察分子濃度及藥物劑量對細胞發育和生存的影響時，需要配制一系列線性濃度梯度或對數濃度梯度的細胞因子及藥物。在分析化學實驗中，不同濃度的化學物質對化學反應的結果也具有較大影響。而傳統的濃度梯度配制方法需要精確的計算和多次的溶液混合，操作繁瑣，而且容易引起實驗誤差，影響實驗結果的準確性。

微流控技術可以實現對流體的操控，為濃度梯度的自動生成提供了一個有效的手段。通過使流體在特殊結構的微通道中重復分流-混合-分流的過程，最后不同濃度的溶液分散進入多個分支通道中，形成一系列呈濃度梯度的溶液(Ye N N,Qin J H,Shi W W,Liu X,Lin B C.Lab Chip,2007,7,1696-1704)。但是這種濃度梯度生成器若要形成更寬的濃度范圍，需要進行多級的分流-混合-分流過程，因而濃度梯度的生成速度較慢、效率較低。這種濃度梯度生成器也可以和細胞培養芯片集成在一起，用于藥物篩選研究，但是這種集成了濃度梯度生成器和細胞培養芯片的微流控裝置，濃度梯度生成通道和細胞進樣、培養通道處于同一個平面。當細胞進樣時，細胞很容易進入濃度梯度生成器的微通道中，在其中生長繁殖，從而導致濃度梯度生成器的流阻發生變化，影響濃度梯度的生成效果。目前已報道的集成了濃度生成器的微流控芯片裝置，由于濃度梯度生成器的梯度生成效率不高，而且在用于細胞水平的藥物篩選時，細胞容易進入濃度梯度生成器的通道中，使其在實際應用中受到較大的限制。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種溶液梯度產生和細胞培養微流控芯片，以克服現有技術中的不足。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

本申請實施例公開一種溶液梯度產生和細胞培養微流控芯片，包括上下層疊設置的梯度發生層和細胞培養層，所述梯度發生層中形成有濃度梯度發生微通道，該濃度梯度發生微通道包括至少兩個濃度梯度入口池和多個濃度梯度出口池，所述細胞培養層中形成有多個細胞培養腔，每個所述細胞培養腔分別通過一垂直通道連通于一個所述濃度梯度出口池。

優選的，在上述的溶液梯度產生和細胞培養微流控芯片中，所述濃度梯度發生微通道呈金字塔形，包括相連通的多級結構，每級結構分別包括多個濃度梯度通道，且自濃度梯度入口池至濃度梯度出口池方向的濃度梯度通道的數量逐級遞增。

優選的，在上述的溶液梯度產生和細胞培養微流控芯片中，每個所述濃度梯度通道分別曲線延伸并可作為混合通道。

優選的，在上述的溶液梯度產生和細胞培養微流控芯片中，所述細胞培養層下方支撐有基板，所述細胞培養腔形成于所述基板和細胞培養層之間。

優選的，在上述的溶液梯度產生和細胞培養微流控芯片中，所述細胞培養腔凹設于所述細胞培養層的下表面。

優選的，在上述的溶液梯度產生和細胞培養微流控芯片中，所述基板為玻璃。

優選的，在上述的溶液梯度產生和細胞培養微流控芯片中，所述細胞培養層材質為PDMS。

優選的，在上述的溶液梯度產生和細胞培養微流控芯片中，所述濃度梯度發生微通道形成于所述梯度發生層和細胞培養層之間，所述濃度梯度發生微通道凹設于所述梯度發生層的下表面。

優選的，在上述的溶液梯度產生和細胞培養微流控芯片中，所述梯度發生層材質為PDMS。

優選的，在上述的溶液梯度產生和細胞培養微流控芯片中，所述多個細胞培養腔的一側連通于同一個細胞入口池，所述多個細胞培養腔的另一側連通于同一個細胞出口池。

與現有技術相比，本實用新型的優點在于：本實用新型通過梯度發生層中特殊設計的微通道網絡，實現對一種溶液的快速稀釋從而得到一組濃度呈線性梯度分布的溶液，并且彼此獨立。另外，針對集成式濃度梯度生成器的不足，本實用新型提供一種三維的集成式微流控芯片，由三層芯片構成：上層為梯度發生層，中間層為細胞培養層，底層為玻璃基板。上層梯度發生層的各個出口通過相同數量的垂直通道與中間層相應的細胞培養腔相連通，細胞培養腔彼此獨立。

附圖說明