[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)

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• 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

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。

本專利通過大規(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。