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[發(fā)明專利]一種基于微流控芯片的海洋生態(tài)毒理研究平臺(tái)在審

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201810250736.2 申請(qǐng)日: 2018-03-13
公開(公告)號(hào): CN108504569A 公開(公告)日: 2018-09-07
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 鄭國俠;王云華;楊玉鎖 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 大連大學(xué)
主分類號(hào): C12M3/00 分類號(hào): C12M3/00;B01L3/00
代理公司: 暫無信息 代理人: 暫無信息
地址: 116622 遼寧省*** 國省代碼: 遼寧;21
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 芯片 微流控芯片 污染物 濃度梯度生成單元 毒理研究 海洋生態(tài) 細(xì)胞培養(yǎng) 毒理學(xué) 海洋環(huán)境科學(xué) 細(xì)胞培養(yǎng)單元 芯片檢測系統(tǒng) 芯片控制單元 生態(tài)毒理學(xué) 毒性實(shí)驗(yàn) 毒性作用 復(fù)合單元 復(fù)合污染 功能特征 生成單元 響應(yīng)事件 作用過程 傳統(tǒng)的 多參數(shù) 多指標(biāo) 集成化 可延伸 普適性 微流控 陣列化 海洋生物 脅迫 量化 細(xì)胞 檢測 損害 分析 研究
【說明書】:

一種基于微流控芯片的海洋生態(tài)毒理研究平臺(tái)。本發(fā)明提供一種微流控趨化芯片,有以下幾個(gè)單元構(gòu)成:芯片細(xì)胞培養(yǎng)單元;芯片復(fù)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(tǒng)。通過芯片上多種污染物的復(fù)合單元、污染物濃度梯度生成單元和陣列化細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞脅迫、標(biāo)記和相應(yīng)檢測單元的集成,實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染對(duì)海洋生物損害作用過程中多指標(biāo)、多參數(shù)和多響應(yīng)事件分析,確定污染物的毒性作用,并確保在單次實(shí)驗(yàn)中獲得大量重要的毒理學(xué)信息。這種平臺(tái)將突出體現(xiàn)微流控芯片相對(duì)于傳統(tǒng)的生態(tài)毒理學(xué)毒性實(shí)驗(yàn)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(shí)該套平臺(tái)還具有一定普適性,可延伸用于海洋環(huán)境科學(xué)其他研究領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微流控芯片技術(shù)與海洋生態(tài)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于微流控芯片的海洋生態(tài)毒理研究平臺(tái)。同時(shí),通過平臺(tái)毒性試驗(yàn)和常規(guī)毒理方法結(jié)果對(duì)照予以綜合評(píng)估,并將平臺(tái)用于海洋污染典型生態(tài)效應(yīng)機(jī)制的探索。

背景技術(shù)

現(xiàn)階段,海洋生態(tài)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(fù)合污染效應(yīng)考察所導(dǎo)致的工作量巨大,待測樣品采集、預(yù)處理過程繁瑣,分析、測定困難,所需儀器昂貴等問題。

專利通過大規(guī)模集成芯片的制作和芯片上多種單元技術(shù)的靈活組合,將常規(guī)的海洋生物細(xì)胞(藻類和海洋動(dòng)物細(xì)胞)培養(yǎng)、單一污染物多濃度梯度或復(fù)合污染條件的施加、細(xì)胞受脅迫、標(biāo)記及細(xì)胞活性、狀態(tài)和毒理效應(yīng)指標(biāo)(如生物標(biāo)志物和細(xì)胞代謝產(chǎn)物)的測定等過程集成在一塊芯片上完成,從而構(gòu)建一種高內(nèi)涵的細(xì)胞水平的海洋生態(tài)毒理研究平臺(tái)。

通過芯片毒性試驗(yàn)和常規(guī)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)的對(duì)照對(duì)平臺(tái)的綜合性能加以評(píng)估并應(yīng)用該平臺(tái)進(jìn)行海洋污染典型生態(tài)效應(yīng)機(jī)制的探索。

發(fā)明內(nèi)容

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

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題,采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):

一種用于海洋生態(tài)毒理學(xué)研的微流控芯片,其特征在于,有以下幾個(gè)單元構(gòu)成:

芯片細(xì)胞培養(yǎng)單元——芯片上陣列設(shè)置的細(xì)胞培養(yǎng)室;

芯片復(fù)合污染生成單元——多種污染物的復(fù)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(tǒng)——設(shè)置在微流控芯片的下游,進(jìn)行待測抗原的免疫檢測。

作為優(yōu)選,該芯片設(shè)計(jì)為三層正方形芯片結(jié)構(gòu),上層和下層通過軟刻蝕技術(shù)產(chǎn)生流路、細(xì)胞培養(yǎng)室、免疫檢測室、微閥的結(jié)構(gòu),中間層為PDMS薄膜。

作為優(yōu)選,由微流控芯片的上層外接微泵輸入污染物,在芯片細(xì)胞培養(yǎng)單元實(shí)現(xiàn)各種類型細(xì)胞的培養(yǎng)和細(xì)胞響應(yīng)事件的染色檢測。

作為優(yōu)選,在細(xì)胞培養(yǎng)室末端放置微孔濾膜,攔截輸入的懸浮細(xì)胞。

作為優(yōu)選,設(shè)置了多組常閉微閥,以外部氣體作為制動(dòng)力,控制芯片內(nèi)的液體流向。

作為優(yōu)選,微流控芯片中微閥的數(shù)目為1-10組,每組為1-20個(gè)。

一種基于微流控芯片的海洋生態(tài)毒理研究平臺(tái),其特征在于:以污染物抑制藻類活性相關(guān)參數(shù)和對(duì)魚類細(xì)胞毒性作用為模型,通過對(duì)芯片上單一污染物不同作用濃度和多種污染物復(fù)合條件的實(shí)驗(yàn)研究,以及相應(yīng)條件下細(xì)胞響應(yīng)的多參數(shù)、多指標(biāo)分析,判定不同污染物的毒性效應(yīng)。

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。

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1、專利原文基于中國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利說明書;

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