[發(fā)明專利]一種基于離心微流控技術(shù)的高通量單線蟲分析裝置及其使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911285621.8
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110940820A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 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(zé)任公司 21212
• 代理人: 周媛媛;李馨

本發(fā)明公開了一種基于離心微流控技術(shù)的高通量單線蟲分析裝置及其使用方法，屬于離心微流控技術(shù)及單線蟲分析領(lǐng)域。包括圓盤式單線蟲分析微流控芯片和便攜式離心分析裝置；所述微流控芯片包括沿圓心均勻排布的若干線蟲分析單元；所述線蟲分析單元包括儲液池、單線蟲分析通道和線蟲清除結(jié)構(gòu)，以及廢液池；所述單線蟲分析通道由線蟲進樣結(jié)構(gòu)、線蟲培養(yǎng)池、線蟲捕獲結(jié)構(gòu)和通道出口組成；所述線蟲清除結(jié)構(gòu)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。該方法簡便、快速、低成本，尤其適用于高通量、自動化、便攜化的單線蟲長期培養(yǎng)及觀測，為模式生物線蟲的深入研究和廣泛應(yīng)用提供可行的解決方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于離心微流控技術(shù)及單線蟲分析領(lǐng)域，具體涉及一種基于離心微流控技術(shù)的高通量單線蟲分析裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

秀麗隱桿線蟲是一種優(yōu)秀的模式生物，已被廣泛應(yīng)用于壽命、發(fā)育、運動等方面的研究，這些研究都涉及線蟲培養(yǎng)和檢測。常規(guī)線蟲培養(yǎng)主要是在液體或瓊脂板上進行，在實驗過程中需要周期性的更換培養(yǎng)基；對線蟲進行研究時，需要清洗、挑取單線蟲，麻醉、固定線蟲并錄像、拍照等，步驟較繁瑣，不能實現(xiàn)單線蟲的精確追蹤觀察，線蟲親代和子代間難以分離，而且用膠水或麻醉劑固定很可能對線蟲的神經(jīng)和行為造成副作用。為了實現(xiàn)線蟲的長期培養(yǎng)和研究，就要解決單線蟲的追蹤和生理條件下的實驗操作等技術(shù)問題。同時，為了保證數(shù)據(jù)的可靠性和統(tǒng)計學(xué)意義，有必要進行單線蟲的高通量分析。微流控技術(shù)是在微米尺度的流道中，精確控制納升到皮升量級流體的新技術(shù)，具有微型化、集成化、高通量、自動化等突出特征。微流控芯片(Lab on a Chip)可作為操控微米級模式生物線蟲的實用的技術(shù)平臺，已具備多種單線蟲操控和分析技術(shù)，廣泛應(yīng)用于不同的線蟲研究領(lǐng)域。但是，已有的微流控線蟲分析系統(tǒng)多數(shù)采用壓力驅(qū)動方式，一般微流控芯片設(shè)計、加工難度較大、成本較高，且往往需要復(fù)雜的流路接口和額外的流體驅(qū)動控制設(shè)備，導(dǎo)致微流控系統(tǒng)便攜性差、自動化程度低，同時增加了操作、控制的復(fù)雜性，在實際應(yīng)用中存在諸多不便，限制了其應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于離心微流控技術(shù)的高通量單線蟲分析裝置及其使用方法，該方法簡便、快速、低成本，尤其適用于高通量、自動化、便攜化的單線蟲長期培養(yǎng)及觀測，為模式生物線蟲的深入研究和廣泛應(yīng)用提供可行的解決方案。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于離心微流控技術(shù)的高通量單線蟲分析裝置，包括圓盤式單線蟲分析微流控芯片和便攜式離心分析裝置，其中：

所述的圓盤式單線蟲分析微流控芯片：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(jié)構(gòu)、以及廢液池；所述的單線蟲分析通道從連接儲液池一側(cè)起由線蟲進樣結(jié)構(gòu)、線蟲培養(yǎng)池、線蟲捕獲結(jié)構(gòu)和通道出口組成；所述的線蟲清除結(jié)構(gòu)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；所述的離心控制模塊由轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)電機構(gòu)成，可與圓盤式微流控芯片匹配，精確控制微流控芯片的轉(zhuǎn)速、時間及旋轉(zhuǎn)方向；所述的線蟲檢測模塊用于依次對多個培養(yǎng)池中的單線蟲進行視頻錄制，或?qū)潭ㄓ诰€蟲捕獲結(jié)構(gòu)處的單線蟲進行顯微成像。

進一步地，上述技術(shù)方案中，所述微流控芯片由上層微通道結(jié)構(gòu)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。

進一步地，上述技術(shù)方案中，所述單線蟲分析通道中，所述線蟲進樣結(jié)構(gòu)由錐形結(jié)構(gòu)通道和長條形結(jié)構(gòu)通道組成，所述錐形結(jié)構(gòu)通道的錐形底部朝向儲液池，錐形頂部與線蟲培養(yǎng)池之間為長條形結(jié)構(gòu)通道，所述長條形結(jié)構(gòu)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。所述線蟲捕獲結(jié)構(gòu)為錐形結(jié)構(gòu)通道，所述錐形結(jié)構(gòu)通道的錐形底部朝向線蟲培養(yǎng)池，錐形頂部與通道出口連接，所述錐形結(jié)構(gòu)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。