[發明專利]一種多維微流控芯片及其使用方法

有效

• 申請號: 201911032341.6
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110586213B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 李順波;劉鵬勇;高源;徐溢;陳李;王力
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;C12M3/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 郭艷艷

本發明設計了一種多維微流控芯片并提出了其使用方法，該多維微流控芯片包括蓋片層、腔室層一、腔室層二、納米多孔膜、通道層和基底層，腔室層一和腔室層二上設置有若干均勻的用于化學反應或生物細胞培養的腔室，通道層上沿芯片長度方向設置有若干平行的直通道，直通道最右側為出樣孔，腔室層一和腔室層二上等間距設置有若干與直通道相對應的腔室，納米多孔膜上設置有若干的通孔，蓋片層最左邊設置有一列供進樣針管通過的入口，入口正下方為直通道的開口端。本發明利用改性的聚二甲基硅氧烷實現了芯片的有效封裝，利用納米多孔膜的微孔透過性有效解決了細胞培養液和藥物的隨時更換，多腔室和多管道的設計解決了藥物和細胞消耗大的問題。

技術領域

本發明屬于微流控芯片技術領域，具體涉及一種多維微流控芯片及其使用方法。

背景技術

微流控芯片技術是將實驗室的各種分析技術整合于一塊面積為幾平方厘米的芯片上，它涉及了物理、生物、化學、流體力學、材料學等多學科和多領域。近年來，隨著科學技術的發展，微流控芯片技術已成為一種重要的分析檢測工具。因其具有成本低廉、操作性強、生物兼容性好、微型化、便攜式等現場快速檢測優勢，將在醫學快速診斷、食品安全快速檢測以及環境質量快速監控等領域具有巨大潛在應用價值。

微流控芯片上的生化實驗、探索和應用，一直在火熱進行中，臨床、醫藥、食品和環境監測等領域對于生化檢測一直是人們關注的重點，尤其對于各種組織、細胞和細菌的分析與檢測更是重要的一部分，而對于它們的分析檢測都離不開長期的培養和高通量的藥物測試。對于生物細胞和細菌的培養、檢測和藥敏試驗等在微流控芯片上的研究是科研領域的熱潮，現今對于芯片上培養技術一般是腔室培養、管道培養和凝膠技術。各式各樣的微流控芯片的研發推動著微流控芯片技術的快速發展，但現目前的芯片僅能使用幾種常規的材料，如玻璃、硅、聚二甲基硅氧烷、有機玻璃，其他材料的鍵合封裝一直無法解決，同時，芯片在細胞培養中難以實現培養液和藥物的隨時更換，并且對細胞進行藥敏性測試時需要測試多種藥物和不同的濃度，這時就會消耗大量的藥物，測試時間也較長。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種多維微流控芯片并提出了其使用方法，利用改性的聚二甲基硅氧烷實現了芯片的有效封裝，利用納米多孔膜的微孔透過性有效解決了細胞培養液和藥物的隨時更換，多腔室和多管道的設計解決了藥物和細胞消耗大的問題。

為實現上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種多維微流控芯片，包括蓋片層、腔室層一、腔室層二、納米多孔膜、通道層和基底層，腔室層一和腔室層二上設置有若干均勻的用于化學反應或生物細胞培養的腔室，通道層上沿芯片長度方向設置有若干平行的直通道，直通道最右側為出樣孔，腔室層一和腔室層二上等間距設置有若干與直通道相對應的腔室，納米多孔膜上設置有若干大小均一的通孔，蓋片層最左邊設置有一列供進樣針管通過的入口，入口正下方為直通道的開口端。

進一步，蓋片層、腔室層一、基底層材質為聚二甲基硅氧烷，腔室層二和通道層材質為改性聚二甲基硅氧烷。

進一步，改性聚二甲基硅氧烷通過以下方法制備得到：聚二甲基硅氧烷和80％乙氧基化的聚乙烯亞胺溶液按10g：20～50μl的比例攪拌均勻后抽真空，得到改性聚二甲基硅氧烷。

進一步，通道層和基底層通過以下方法制備得到：將改性聚二甲基硅氧烷緊貼在陽膜上，在90℃溫度下加熱20～30min至半凝固，再加入聚二甲基硅氧烷在90℃溫度下加熱10～20min至凝固，得通道層。

進一步，腔室層一和腔室層二通過以下方法制備得到：將旋涂的聚二甲基硅氧烷在75℃溫度下加熱20～40min，再旋涂改性聚二甲基硅氧烷，加熱至黏性狀態，得腔室層薄膜，通過打孔器或者激光打孔方式形成陣列腔室。

進一步，旋涂聚二甲基硅氧烷和改性聚二甲基硅氧烷時，轉速為500～2000r/min，時間為15～60s。

進一步，納米多孔膜材質為聚碳酸酯，孔的大小為1～900nm。