[發明專利]一種微流控裝置及其在分離細菌中的應用

在審

• 申請號: 202210302458.7
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114669337A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 黃鶴;陳修昭;尹嘉楠;李曉波;王蘋;康廣博
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;C12M1/34;C12M1/00;C12N1/20;C12N1/02
• 代理公司: 北京領科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11690
• 代理人: 劉玉玲

本發明提供一種微流控芯片、包含該芯片的微流控裝置及其在細菌分離中的應用，本發明的微流控芯片或者微流控裝置可以將細菌制備為單細胞液滴，包含所述微流控裝置的系統平臺具有更高的液滴吞吐量且產生更小的液滴。進一步，將細菌培養后，可以篩選、富集目的菌群，例如篩選與工程益生菌相互作用的潛在抗肥胖益生菌，為細菌的功能研究提供豐富、可靠的來源。

技術領域

本發明屬于基因工程和微生物分離設備技術領域，具體涉及一種微流控裝置及其在分離細菌中的應用。

背景技術

最近，對有價值的微生物群進行功能篩選的超高通量液滴微流控平臺已成為一種有吸引力的替代方案。它允許將單個細菌包裝在雙乳液液滴中，并通過熒光激活細胞分選儀(FACS) 篩選這些微液滴(Terekhov等人，2018年；Terekhov等人，2017年)。然而，基于FACS的方法的實施受限于其成本高、復雜雙乳生成和熒光信號區分的多重限制。此外，與傳統的培養方法相比，基于液滴的微流控方法能夠在一些樣品中實現低豐度的細菌生長。(VillaMax 等人；Watterson等人，2020年)。

肥胖會增加心血管和代謝疾病、骨關節炎、癡呆、抑郁和某些癌癥的風險(Blüher，2019)。大量研究表明，多種益生菌可以通過減少腸道細菌脂多糖、改變腸道微生物群的組成和減少脂肪儲存，在抵抗肥胖方面發揮作用(Barathikannan等人，2019 年；Dahiya等人，2017年)。例如，嗜酸乳桿菌通過調節腸道微生物群失調來改善肥胖癥 (Kang等，2022)。顯然，如果獲得這些菌株并證明其具有抗肥胖作用，對治療肥胖具有重要意義。在我們之前的研究中，構建了產丁酸工程菌(EBPB)并證實其對小鼠具有潛在的抗肥胖作用(Baietal.,2020)，這可能是由于工程益生菌富集了一部分有益的抗肥胖益生菌。

迄今為止，基于液滴的微流控技術尚未應用于高豐度篩選目的菌群，尤其是篩選潛在的抗肥胖益生菌。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種微流控裝置及其在分離細胞中的應用。具體地，

本發明第一方面，提供一種微流控芯片，所述芯片包括兩個入口、一個出口以及若干通道。

優選的，所述兩個入口一個為連續相入口；一個為分散相入口；所述出口為液滴出口。

所述通道包括“矩形”的連續相進液通道和“一字形”的分散相進液通道，分別連接連續相入口和分散相入口，并交匯于十字型流動聚焦結構，再由十字型流動聚焦結構(Flow- Focus)處由通道向前伸展連接出口。

更優選的，所述十字型流動聚焦結構的通道尺寸為10μm(寬度)×20μm(高度)交叉的通道。

更優選的，所述芯片結構上下對稱。

優選的，所述芯片的原料材質選自聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基苯烯酸甲酯和玻璃中的一種或多種。更優選的，所述原料材質選自聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

本發明第二方面，提供一種微流控芯片的制備方法，所述制備方法包括以下步驟(1)、模板制備：利用軟光刻技術獲得具有芯片通道的模板，(2)、模具制備：原料材質與固化劑混合，倒入模板中，在真空器抽真空，將真空器與大氣接通，使模具中的氣泡消失；3)模具與玻片鍵合：對模具和玻片進行表面處理，模具和玻片鍵合，獲得芯片。

優選的，所述步驟1)中包括用三氯硅烷對模板進行表面處理。

優選的，所述步驟2)包括將原料材質，例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)與固化劑混合制備芯片，更優選的，所述PDMS：固化劑為10:1。

優選的，所述步驟3)中的表面處理包括氧氣等離子體表面處理。

本發明第三方面，提供一種微流控裝置，所述裝置包括上述微流控芯片。