评估可移动生物活体药代动力学的芯片及实时检测系统技术方案

本发明专利技术公开了评估可移动生物活体药代动力学的芯片及实时检测系统。所述芯片包括芯片主体和设置在所述芯片主体中的至少一个流体通道，其中各所述流体通道设置有开口于芯片主体上的流体入口；开口于芯片主体上的流体出口；和连接所述流体入口和流体出口的流道主体，其中设置有至少一个参比腔室，和至少一个样品腔室，所述样品腔室具有竖直设置在流道主体中的透液屏障，并且通过所述透液屏障流体联通地设置在所述流道主体中，其中各所述参比腔室和所述样品腔室彼此之间在空间上间隔一定距离，且其中所述参比腔室具有与所述样品腔室相同的形状和尺寸。本发明专利技术的芯片可用于固定样品及诸如非贴壁细胞、微生物及微小生物等非固定样品的药代动力学检测。

Chip and real-time detection system for evaluating mobile bioactive pharmacokinetics

The invention discloses a chip and a real-time detection system for evaluating mobile bioactive pharmacokinetics. The chip includes a chip body and at least one fluid channel in the main body of the chip, wherein each of the fluid channels is provided with a fluid entrance opening on the chip body, a fluid outlet opening on the chip body, and a flow channel body connecting the fluid inlet and the fluid outlet, wherein at least one is provided. The sample chamber has a permeable barrier vertically arranged in the main body of the flow channel, and is connected by the fluid barrier fluid to the main body of the flow channel through the permeable barrier fluid, wherein each of the reference chambers and the sample chamber are spaced in space between each other, and the sample chamber is spaced at a certain distance. The reference chamber has the same shape and size as the sample chamber. The chip of the invention can be used for fixed sample and pharmacokinetic detection of non fixed samples such as non adherent cells, microorganism and micro organism.

【技术实现步骤摘要】
评估可移动生物活体药代动力学的芯片及实时检测系统
本专利技术涉及生物检测芯片
，具体地，涉及一种能够用于实时动态检测的芯片，尤其是用于非固定的细胞、组织，微生物或微小生物体等的药代动力学研究中。
技术介绍
药物代谢动力学研究药物在机体的影响下所发生的变化及其规律。药代动力学研究药物的体内过程(包括吸收、分布、代谢和排泄)，并运用数学原理和方法阐释药物在机体内的动态规律。然而细胞对特定药物分子的实时吸收及代谢动力学对了解细胞的代谢、相关蛋白质及酶的生理状态、药物(如激动剂/抑制剂)的影响、分子影像结果的阐释及医学影像探针的开发等同样具有重要的意义。以核医学领域为例，常规的细胞吸收实验，借助于细胞培养板培养细胞，测量时再将细胞转移到放射性检测器中进行。这种方法只能测量间隔较宽时间点的细胞吸收，比如15分钟、30分钟、60分钟等时间点的细胞吸收值。而且，每次检测需进行诸如洗涤、脱细胞和检测的步骤，因此取决于实验操作者，测量时间点的重复性和精确性都难以保证。因此一直以来都期望能够实现高自动化且实时监测细胞的吸收过程。近五年来，有一种技术叫做LigandTracer，实现了对细胞吸收进行短时段连续测量的目的。这种技术，在培养皿中特定的区域培养细胞，然后通过对旋转的倾斜培养皿进行规律信号检测而实现对细胞动态吸收进行连续短间隔时段检测的目的。另外有一种技术叫做持续注入的微流控放射影像分析系统，可以实现对微流控芯片中贴壁细胞进行实时动态吸收检测的目的。这种技术通过将贴壁细胞培养在微流控芯片的细胞培养区域，然后通过在流体持续注入的情况下进行检测从而实现动态吸收检测的目的。然而，这两种技术的核心，都是通过把细胞固定在特定区域，从而实现分离检测信号的目，因而局限于某些特定的检测对象，例如贴壁细胞，而不能对非固定的检测对象(例如非贴壁生长的细胞、微生物、分离的组织块、微小生物体等)进行检测。因此，存在进一步扩大实时动态检测的应用范围，增强检测的灵活性的需求。
技术实现思路
针对现有的药代动力学实时检测方法的缺陷，本专利技术的目的是提供一种芯片，所述芯片能够实现对包括固定的及非固定的检测对象的实时检测；以及一种利用该芯片的实时检测系统。本专利技术的第一方面，提供了一种芯片，所述芯片包括芯片主体和设置在所述芯片主体中的至少一个流体通道，其中各所述流体通道设置有：开口于芯片主体上的流体入口，用于向所述流体通道中引入流体；开口于芯片主体上的流体出口，用于将所述流体导出所述流体通道；和流道主体，所述流道主体连接所述流体入口和流体出口，其中设置有：至少一个参比腔室，所述参比腔室流体联通地设置在所述流道主体中，和至少一个样品腔室，所述样品腔室具有竖直设置在流道主体中的透液屏障，并且通过所述透液屏障流体联通地设置在所述流道主体中，其中各所述参比腔室和所述样品腔室彼此之间在空间上间隔一定距离，且其中所述参比腔室具有与所述样品腔室相同的形状和尺寸。本专利技术的芯片适用于细胞、微生物、分离的组织块、微小生物体等样品的药代动力学检测。因样品微小，检测结果容易受到干扰因素影响，因此流道主体及各个腔室的尺寸参数应保持稳定一致。此外，各个腔室在空间上相互间隔，以避免检测中相互影响。所述透液屏障允许流体通过而将样品保留在所述样品腔室中。透液屏障可根据样品的不同而选择不同材料，例如但不限于物理栅格、滤网、滤膜、半透膜等。在优选实施方式中，所述参比腔室具有竖直设置在流道主体中的透液屏障，且所述参比腔室的透液屏障与所述样品腔室的透液屏障相同。在该实施方式中，参比腔室和样品腔室的检测条件，例如流体的流速等都尽可能的接近，从而使检测结果更加准确。根据一种实施方式，所述至少一个样品腔室为两个或更多个并联布置的样品腔室。这样，针对同一种流体可以同时检测多种样品。在一种实施方式中，所述至少一个参比腔室包括一个前参比腔室，所述前参比腔室串联设置在所述样品腔室上游，或者与所述样品腔室并联设置；和可选的，后参比腔室，所述后参比腔室串联设置在对应的样品腔室的下游。前参比腔室用于提供空白对照参数，因而多个并联的样品腔室可共享同一个前参比腔室。后参比腔室用于提供经样品吸收或代谢后流出样品腔室的流体的参数，因此，可分别设置在相应的样品腔室下游。根据一种优选的实施方式，所述前参比腔室与所述样品腔室并联设置，且所述前参比腔室和所述样品腔室分别设置各自的流体出口。各腔室具有各自的流体出口对检测来说更简洁、更方便，因此可以收集各个腔室的流出液，并进而分别进行进一步分析、鉴定和比较。根据又一种实施方式，所述流道主体水平布置，所述流道主体中串联设置的相邻参比腔室和样品腔室之间的流道主体底面处于第一高度，该第一高度高于所述相邻参比腔室和样品腔室的底面，且与所述流道主体的顶面间隔一定距离。该实施方式中，在相邻的参比腔室和样品腔室之间形成凸出体，这样可以减少相邻腔室之间对检测产生干扰。根据另一实施方式，所述参比腔室和所述样品腔室的底面的最低位置处于第二高度，所述第二高度低于与所述参比腔室和所述样品腔室相邻的流道主体的底面，从而形成向下的凹槽。该实施方式可以避免气泡的产生，在该实施方式中，基本不产生气泡。该实施方式中，各腔室形成各自的凹槽，因而不必须将流道主体水平设置，各腔室可以在垂直方向上分布，但优选水平布置在同一高度上。在本专利技术的芯片中，所述流道主体可为直线型、折线形或曲线形，其中两个相邻腔室中的流体的流动方向可具有0°～180°的之间的夹角。根据本专利技术的优选实施方式，所述芯片主体进一步包括盖，当所述盖打开时暴露出至少包括所述样品腔室的所述流道主体的部分区域，在关闭时借助密封件密闭所暴露的区域。所述盖可以是单独的部件，也可以通过枢接装置可枢转地连接在所述芯片主体上。在该实施方式中，可方便地在样品腔室中引入样品。根据本专利技术的另一优选实施方式，所述流道主体水平布置，所述芯片主体可由上部芯片主体、下部芯片主体和密封件构成，其中，所述上部芯片主体中设置有所述至少一个流体通道，其中各所述流体通道设置有所述流体入口、所述流体出口和所述流道主体，所述流道主体连接所述流体入口和流体出口，其中设置有上部参比腔室和上部样品腔室，以及竖直设置在流道主体中的所述透液屏障；以及所述下部芯片主体中相应于所述上部芯片主体中所述上部参比腔室和所述上部样品腔室设置有所述凹槽，所述上部芯片主体和所述下部芯片主体通过所述密封件密封附接后形成所述芯片。该实施方式是将具有凹槽的腔室的芯片设置为两个部分，其中上部包括流体通道的大部分结构，而下部仅对应设置有凹槽。在该实施方式中，凹槽部分可单独使用，不仅方便加入样品，还可进行诸如孵育、标记、配置微型检测传感器、放置传感材料、放置闪烁体板等等操作。所述上部芯片主体和所述下部芯片主体可以是单独的部件，或者可以通过枢接装置可枢转地连接在一起。优选上部和下部芯片主体是单独的部件。在进一步优选的实施方式中，所述上部芯片主体由透液屏障插件和具有相应透液屏障插槽的上部芯片主体构成，其中所述透液屏障插件具有插件柄、楔形部和透液屏障，或者所述透液屏障插件仅具有插件柄、楔形部，所述楔形部具有上端部和下端部，并通过所述上端部连接所述插件柄和通过所述下端部连接所述透液屏障，所述上端部比所述下端部宽，从而当所述透液屏障插件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯片，所述芯片包括芯片主体和设置在所述芯片主体中的至少一个流体通道，其中各所述流体通道设置有：开口于芯片主体上的流体入口，用于向所述流体通道中引入流体；开口于芯片主体上的流体出口，用于将所述流体导出所述流体通道；和流道主体，所述流道主体连接所述流体入口和流体出口，其中设置有：至少一个参比腔室，所述参比腔室流体联通地设置在所述流道主体中，和至少一个样品腔室，所述样品腔室具有竖直设置在流道主体中的透液屏障，并且通过所述透液屏障流体联通地设置在所述流道主体中，其中各所述参比腔室和所述样品腔室彼此之间在空间上间隔一定距离，且其中所述参比腔室具有与所述样品腔室相同的形状和尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种芯片，所述芯片包括芯片主体和设置在所述芯片主体中的至少一个流体通道，其中各所述流体通道设置有：开口于芯片主体上的流体入口，用于向所述流体通道中引入流体；开口于芯片主体上的流体出口，用于将所述流体导出所述流体通道；和流道主体，所述流道主体连接所述流体入口和流体出口，其中设置有：至少一个参比腔室，所述参比腔室流体联通地设置在所述流道主体中，和至少一个样品腔室，所述样品腔室具有竖直设置在流道主体中的透液屏障，并且通过所述透液屏障流体联通地设置在所述流道主体中，其中各所述参比腔室和所述样品腔室彼此之间在空间上间隔一定距离，且其中所述参比腔室具有与所述样品腔室相同的形状和尺寸。2.根据权利要求1所述的芯片，其中所述参比腔室具有竖直设置在流道主体中的透液屏障，且所述参比腔室的透液屏障与所述样品腔室的透液屏障相同。3.根据权利要求1所述的芯片，其中所述至少一个样品腔室为两个或更多个并联布置的样品腔室。4.根据权利要求1任一项所述的芯片，其中所述至少一个参比腔室包括：一个前参比腔室，所述前参比腔室串联设置在所述样品腔室上游，或者与所述样品腔室并联设置；和可选的，后参比腔室，所述后参比腔室串联设置在对应的样品腔室的下游。5.根据权利要求4所述的芯片，其中所述前参比腔室与所述样品腔室并联设置，且所述前参比腔室和所述样品腔室分别设置有各自的流体出口。6.根据权利要求4所述的芯片，其中，所述流道主体水平布置，所述流道主体中串联设置的相邻参比腔室和样品腔室之间的流道主体底面处于第一高度，该第一高度高于所述相邻参比腔室和样品腔室的底面，且与所述流道主体的顶面间隔一定距离。7.根据权利要求4或5所述的芯片，其中，所述参比腔室和所述样品腔室的底面的最低位置处于第二高度，所述第二高度低于与所述参比腔室和所述样品腔室相邻的流道主体的底面，从而形成向下的凹槽。8.根据权利要求1所述的芯片，...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰晓莉，刘振，张永学，安锐，
申请(专利权)人：华中科技大学同济医学院附属协和医院，
类型：发明
国别省市：湖北,42