[發明專利]一種基于離心微流控技術的高通量單線蟲分析裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 201911285621.8
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110940820A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 鐘潤濤;楊倩倩;劉清清;邱怡華;彭威;李沛然;劉琦;王巍;王夢雨;孫野青
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;G01N35/02;G01N35/04;G01N21/84
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周媛媛;李馨

1.一種基于離心微流控技術的高通量單線蟲分析裝置，其特征在于：包括圓盤式微流控芯片和便攜式離心分析裝置，其中：

所述的圓盤式微流控芯片：包括沿圓心均勻排布的若干線蟲分析單元；所述的線蟲分析單元由圓心向外依次包括儲液池、呈放射狀排列的若干單線蟲分析通道和線蟲清除結構、以及廢液池；所述的單線蟲分析通道從連接儲液池一側起由線蟲進樣結構、線蟲培養池、線蟲捕獲結構和通道出口組成；所述的線蟲清除結構包括線蟲清除通道和集成微閥；

所述的便攜式離心分析裝置：包括離心控制模塊和線蟲檢測模塊。

2.根據權利要求1所述的基于離心微流控技術的高通量單線蟲分析裝置，其特征在于：所述微流控芯片由上層微通道結構層和下層底板層組成，兩層緊密鍵合，所述上層微通道層為透氣的彈性硅橡膠材料，包括聚二甲基硅氧烷，聚二甲基硅氧烷PDMS；底板層為透光材料，包括玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚碳酸酯PC。

3.根據權利要求1所述的基于離心微流控技術的高通量單線蟲分析裝置，其特征在于：所述線蟲進樣結構由錐形結構通道和長條形結構通道組成，所述錐形結構通道的錐形底部朝向儲液池，錐形頂部與線蟲培養池之間為長條形結構通道，所述長條形結構通道的寬度小于線蟲樣品的直徑，深度與線蟲樣品的直徑相當。

4.根據權利要求1所述的基于離心微流控技術的高通量單線蟲分析裝置，其特征在于：所述線蟲捕獲結構為錐形結構通道，所述錐形結構通道的錐形底部朝向線蟲培養池，錐形頂部與通道出口連接，所述錐形結構通道頂部的寬度小于線蟲樣品的直徑，深度與線蟲樣品的直徑相當。

5.根據權利要求1所述的基于離心微流控技術的高通量單線蟲分析裝置，其特征在于：所述單線蟲分析通道中的線蟲培養池為橢圓形或圓形，線蟲培養池的直徑大于線蟲樣品的長度，深度大于線蟲樣品的直徑。

6.根據權利要求1所述的基于離心微流控技術的高通量單線蟲分析裝置，其特征在于：所述線蟲清除通道的寬度和深度均大于線蟲樣品的直徑；所述集成微閥為自動控制的電磁閥或機械微閥，位于線蟲清除通道的上方。

7.根據權利要求1所述的基于離心微流控技術的高通量單線蟲分析裝置，其特征在于：所述儲液池上的兩端設有加液孔，儲液池的兩端連接有儲液池排氣通道；所述廢液池的兩端連接有廢液池排氣通道。

8.根據權利要求1所述的基于離心微流控技術的高通量單線蟲分析裝置，其特征在于：所述的離心控制模塊由與圓盤式微流控芯片匹配的轉軸和旋轉電機構成。

9.根據權利要求1所述的基于離心微流控技術的高通量單線蟲分析裝置，其特征在于：所述的線蟲檢測模塊可對線蟲培養池中的單線蟲進行視頻錄制，或對固定于線蟲捕獲結構處的單線蟲進行顯微成像。

10.權利要求1-9中任一項所述的基于離心微流控技術的高通量單線蟲分析裝置的使用方法，其特征在于：包括以下操作步驟：

①微流控芯片準備：關閉線蟲清除通道上的集成微閥，將線蟲樣品和培養液一同從加液孔加到儲液池中，封閉加液孔，將微流控芯片固定在離心控制模塊的轉軸上；

②線蟲加樣：啟動旋轉電機，帶動微流控芯片旋轉，使線蟲進入單線蟲分析通道的線蟲進樣結構中并被固定；

③剩余線蟲清除：開啟線蟲檢測模塊，實時觀察線蟲固定的情況；當所有線蟲進樣結構處均固定有單線蟲后，開啟集成微閥，同時繼續旋轉微流控芯片，使儲液池中剩余的線蟲從線蟲清除通道進入廢液池；

④線蟲進樣：關閉集成微閥，同時旋轉微流控芯片，將固定于線蟲進樣結構處的線蟲沖入線蟲培養池，此時可通過定期更換儲液池中的培養液、清除廢液池中的廢液并旋轉微流控芯片來更換單線蟲分析通道中的培養液，以保持線蟲的正常生長，并依次錄制單線蟲的運動視頻；

⑤培養池中單線蟲固定：使微流控芯片不斷旋轉，線蟲培養池中的線蟲進入并固定于線蟲捕獲結構處，此時利用線蟲檢測模塊進行單線蟲的成像檢測；

⑥固定的單線蟲釋放：關閉旋轉電機，微流控芯片逐漸停止旋轉；當微流控芯片內的培養液停止流動后，被固定的單線蟲將從線蟲捕獲結構逐漸返回線蟲培養池，從而實現單線蟲的可逆固定和釋放。