[發明專利]一種用于篩選晶體生成條件的超高通量平臺及篩選方法

在審

• 申請號: 201911412340.4
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111135883A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 周建華;蘇振寧
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N21/84;G01N23/20008;G01N25/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛;禹小明

本發明公開了一種用于篩選晶體生成條件的超高通量平臺及篩選方法。該平臺包括微流控液滴芯片、微液滴收集芯片以及表征?分析系統；所述微流控液滴芯片用于超高通量生成結晶液滴；所述微液滴收集芯片用于收集所述微流控液滴芯片生成的結晶液滴；所述微液滴收集芯片收集結晶液滴后，由所述表征?分析系統表征識別所述結晶液滴內的結晶體的形貌，并對表征識別的結晶體形貌進行分析篩選出對應最佳結晶形貌的結晶條件。該超高通量平臺為晶體生成條件的快速篩選提供了良好的解決方案。本發明的用于篩選晶體生成條件的篩選方法基于上述的超高通量平臺，該篩選方法可快速篩選出優異、穩定的結晶條件，便捷、準確。

技術領域

本發明涉及微流控篩選技術領域，具體涉及一種用于篩選晶體生成條件的超高通量平臺及篩選方法。

背景技術

晶體在很多領域是重點研究的對象，比如藥物晶體、無機物晶體、有機金屬框架材料晶體、有機物晶體等等，其不同晶型的晶體其理化性質有很大的差異。然而，晶體的結晶常受諸多并行組合條件的影響，比如不同比例的多種組合溶劑（經典單晶培養溶劑組合為：二氯甲烷/甲苯/正己烷），另外還有溫度、pH、誘導試劑等影響因素。

根據數學排列組合法，晶體生成條件的篩選所需的實驗次數可能達到上萬次乃至上十萬次甚至更多，這無疑給晶體生成條件的篩選帶來巨大的難度。常規篩選方法不僅存在通量較低、成本高和費時等缺點，而且在篩選組分比較多（三種組分或以上）的時候，其通量難以滿足篩選的需求；并且，隨著人們在不同領域（如藥物、無/有機物等）對晶體的性質要求越來越高，以及晶體生成條件也越來越復雜，高成本、低效率和通量低的篩選方法更加難以滿足需求。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中存在的缺陷或不足，提供了一種用于篩選晶體生成條件的超高通量平臺。該超高通量平臺充分利用了微裝置超通量液滴生成技術所具備的試劑消耗量低、實驗速度快、液滴之間無交叉污染等的優點，和圖像識別-人工智能處理技術具有自動化分析的強大功能，為晶體生成條件的快速篩選提供了良好的解決方案。

本發明的目的還在于提供基于上述平臺的用于篩選晶體生成條件的篩選方法。該篩選方法可快速篩選出優異、穩定的結晶條件，便捷、準確。

本發明的目的通過如下技術方案實現。

一種用于篩選晶體生成條件的超高通量平臺，包括微流控液滴芯片、微液滴收集芯片以及表征-分析系統；

所述微流控液滴芯片用于超高通量生成結晶液滴；所述微液滴收集芯片用于收集所述微流控液滴芯片生成的結晶液滴；所述微液滴收集芯片收集結晶液滴后，由所述表征-分析系統表征識別所述結晶液滴內的結晶體的形貌，并對表征識別的結晶體形貌進行分析篩選出對應最佳結晶形貌的結晶條件。

優選的，所述微液滴收集芯片為具有凹槽陣列的微流控芯片；所述微液滴收集芯片可自動收集所述微流控液滴芯片生成的結晶液滴，并按所述凹槽陣列排布成液滴陣列。

更優選的，所述微液滴收集芯片通過移動載物臺可在水平面內自由移動的設置在所述微流控液滴芯片的出口端。

優選的，所述表征-分析系統包括表征識別裝置和分析處理終端；所述表征識別裝置與所述分析處理終端連接；所述表征識別裝置用于表征識別所述微液滴收集芯片收集的結晶液滴內的結晶體的形貌，所述分析處理終端對所述表征識別裝置識別的形貌信息進行分析處理。

微流控技術，以其試劑及樣品用量少、操作簡單耗時少、反應條件可控且可提供大規模超高通量，并獨立的液滴反應單元等優點受到廣泛的關注；表征識別裝置具有圖像識別功能，而分析處理終端為人工智能，圖像識別和人工智能具有強大的數據快速處理能力，能夠在短時間內實現自動化分析實驗結果，兩者結合能促成的超高通量篩選平臺的搭建。