[發明專利]一種基于微流控芯片的海洋生態毒理研究平臺

在審

• 申請號: 201810250736.2
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108504569A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 鄭國俠;王云華;楊玉鎖
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;B01L3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于微流控芯片的海洋生態毒理研究平臺。本發明提供一種微流控趨化芯片，有以下幾個單元構成：芯片細胞培養單元；芯片復合污染生成單元；芯片污染物濃度梯度生成單元；芯片控制單元；芯片檢測系統。通過芯片上多種污染物的復合單元、污染物濃度梯度生成單元和陣列化細胞培養、細胞脅迫、標記和相應檢測單元的集成，實現環境污染對海洋生物損害作用過程中多指標、多參數和多響應事件分析，確定污染物的毒性作用，并確保在單次實驗中獲得大量重要的毒理學信息。這種平臺將突出體現微流控芯片相對于傳統的生態毒理學毒性實驗方法更加集成化和通量化的功能特征，且操作簡單，成本低廉，同時該套平臺還具有一定普適性，可延伸用于海洋環境科學其他研究領域。

技術領域

本發明涉及微流控芯片技術與海洋生態領域，尤其涉及一種基于微流控芯片的海洋生態毒理研究平臺。同時，通過平臺毒性試驗和常規毒理方法結果對照予以綜合評估，并將平臺用于海洋污染典型生態效應機制的探索。

背景技術

現階段，海洋生態毒理研究面臨著受試污染物種類眾多、多濃度梯度的毒性和復合污染效應考察所導致的工作量巨大，待測樣品采集、預處理過程繁瑣，分析、測定困難，所需儀器昂貴等問題。

本專利通過大規模集成芯片的制作和芯片上多種單元技術的靈活組合，將常規的海洋生物細胞(藻類和海洋動物細胞)培養、單一污染物多濃度梯度或復合污染條件的施加、細胞受脅迫、標記及細胞活性、狀態和毒理效應指標(如生物標志物和細胞代謝產物)的測定等過程集成在一塊芯片上完成，從而構建一種高內涵的細胞水平的海洋生態毒理研究平臺。

通過芯片毒性試驗和常規毒理學實驗的對照對平臺的綜合性能加以評估并應用該平臺進行海洋污染典型生態效應機制的探索。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于微流控芯片的海洋生態毒理研究平臺，以解決目前海洋生態毒理研究過程中工作量大，預處理繁瑣，分析測定困難以及儀器設備昂貴等諸多問題。

本發明為解決上述技術問題，采用以下技術方案來實現：

一種用于海洋生態毒理學研的微流控芯片，其特征在于，有以下幾個單元構成：

芯片細胞培養單元——芯片上陣列設置的細胞培養室；

芯片復合污染生成單元——多種污染物的復合單元；

芯片污染物濃度梯度生成單元——污染物濃度生成梯度的單元；

芯片控制單元——至少包括微閥；

芯片檢測系統——設置在微流控芯片的下游，進行待測抗原的免疫檢測。

作為優選，該芯片設計為三層正方形芯片結構，上層和下層通過軟刻蝕技術產生流路、細胞培養室、免疫檢測室、微閥的結構，中間層為PDMS薄膜。

作為優選，由微流控芯片的上層外接微泵輸入污染物，在芯片細胞培養單元實現各種類型細胞的培養和細胞響應事件的染色檢測。

作為優選，在細胞培養室末端放置微孔濾膜，攔截輸入的懸浮細胞。

作為優選，設置了多組常閉微閥，以外部氣體作為制動力，控制芯片內的液體流向。

作為優選，微流控芯片中微閥的數目為1-10組，每組為1-20個。

一種基于微流控芯片的海洋生態毒理研究平臺，其特征在于：以污染物抑制藻類活性相關參數和對魚類細胞毒性作用為模型，通過對芯片上單一污染物不同作用濃度和多種污染物復合條件的實驗研究，以及相應條件下細胞響應的多參數、多指標分析，判定不同污染物的毒性效應。

所述藻類選擇亞新扁藻、海洋小球藻、三角褐指藻、尖刺擬菱形藻、紫球藻、青島大扁藻的一種。