一种离心微流控装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种离心微流控装置，其包括：底盘，所述底盘上设置有多个沿周向分布的收集腔室；能够设置于所述底盘上且沿周向分布的多个喷嘴，任意一个所述喷嘴的出口与一个收集腔室内部连通，所述喷嘴的出口与所述收集腔室的底壁之间的距离大于零，且所述喷嘴位于所述收集腔室的靠近底盘中心的一侧；驱动件，所述驱动件能够驱动所述底盘转动。使用本发明专利技术提供的离心微流控装置时，通过驱动件带动底盘转动时，多个喷嘴内的海藻酸钠溶液和细胞的悬浮液分别进入多个收集腔室内，进而可以形成多个水凝胶载体，大大提高了水凝胶载体的生产效率。

A Centrifugal Microfluidic Device

The invention discloses a centrifugal microfluidic device, which comprises a chassis with a plurality of collecting chambers distributed along the circumference, a plurality of nozzles capable of being arranged on the chassis and distributed along the circumference, and an outlet of any of the nozzles is connected with the interior of a collecting chamber, and the outlet of the nozzle is connected with the interior of the collecting chamber. The distance between the bottom walls of the collecting chamber is greater than zero, and the nozzle is located on one side of the collecting chamber near the center of the chassis; the driving member can drive the chassis to rotate. When the centrifugal microfluidic device provided by the invention is used, sodium alginate solution and cell suspension in a plurality of nozzles enter into a plurality of collecting chambers respectively when the chassis is driven by a driving device, thereby forming a plurality of hydrogel carriers, greatly improving the production efficiency of the hydrogel carriers.

【技术实现步骤摘要】
一种离心微流控装置
本专利技术涉及生物医学工程
，更具体地说，涉及一种离心微流控装置。
技术介绍
微米尺度的水凝胶胶囊或纤维是生物医学领域常用的一种用于封装细胞、药物的载体。通过微流控、静电喷雾等技术手段，可以将干细胞或药物封装于这些微载体中，再移植到体内进行疾病治疗或进行体外的细胞培养。海藻酸盐水凝胶是一种被广泛应用的封装材料，具有廉价、生物兼容性好、交联条件温和等优点。将细胞封装进海藻酸盐水凝胶材质的微载体内可以为细胞提供一个和体内相似的空间结构，更好的模拟细胞的增殖和相互间作用。另外，水凝胶疏松多孔的结构也保证了细胞与外界环境的物质交换。目前最常用的用于生物封装的水凝胶载体多是球形(胶囊)或长条形(纤维)，而制备这些胶囊或纤维的方法主要是传统的基于滴液的微流控方法和静电喷雾法。这些方法的原理都是首先将细胞和水凝胶预聚物溶液混合，再通过流动剪切或高压将其分散成微米尺度的液滴，最后与二价阳离子的溶液(如氯化钙溶液)接触发生交联，最终形成水凝胶。然而，无论是基于液滴的微流控法和高压静电喷雾法都有各自的局限性，例如装置加工过程复杂且易损坏、操作要求高、产量低等。综上所述，如何有效地解决封装细胞或药物时装置结构复杂且生产效率低的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种离心微流控装置，该离心微流控装置的结构设计可以有效地解决封装细胞或药物时装置结构复杂且生产效率低的问题。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种离心微流控装置，包括：底盘，所述底盘上设置有多个沿周向分布的收集腔室；能够设置于所述底盘上且沿周向分布的多个喷嘴，任意一个所述喷嘴的出口与一个收集腔室内部连通，所述喷嘴的出口与所述收集腔室的底壁之间的距离大于零，且所述喷嘴位于所述收集腔室的靠近底盘中心的一侧；驱动件，所述驱动件能够驱动所述底盘转动。优选地，上述离心微流控装置中，所述底盘为圆盘，且多个收集腔室沿着所述底盘的周向均匀分布，多个喷嘴沿着所述底盘的周向均匀分布。优选地，上述离心微流控装置中，所述底盘上设置有多个用于容置喷嘴的容纳槽，所述容纳槽的深度小于所述收集腔室的深度。优选地，上述离心微流控装置中，所述喷嘴为单出口喷嘴，且其出口的直径小于1mm。优选地，上述离心微流控装置中，所述喷嘴为双出口喷嘴，所述双出口喷嘴包括内腔和外腔，双出口喷嘴的两个出口分别与内腔和外腔连通，且双出口喷嘴的两个出口同轴设置。优选地，上述离心微流控装置中，所述底盘的数量为多个，且多个所述底盘层叠设置，所述驱动件共同驱动多个所述底盘转动。优选地，上述离心微流控装置中，多个所述底盘中包括第一底盘和第二底盘，所述第一底盘上的喷嘴为单出口喷嘴；所述第二底盘上的喷嘴为双出口喷嘴，所述双出口喷嘴包括内腔和外腔，双出口喷嘴的两个出口分别与内腔和外腔连通，且双出口喷嘴的两个出口同轴设置。优选地，上述离心微流控装置中，所述第一底盘上设置有5个收集腔室和5个单出口喷嘴；所述第二底盘上设置有3个收集腔室和3个双出口喷嘴。优选地，上述离心微流控装置中，所述底盘的材质为有机玻璃。优选地，上述离心微流控装置中，所述收集腔室为扇形腔室。应用本专利技术提供的离心微流控装置时，喷嘴为单出口喷嘴，则使用移液器向喷嘴的溶液腔内加入海藻酸钠溶液和细胞的悬浮液，然后将喷嘴固定在底盘上。同时在收集腔室内加入氯化钙溶液。然后，利用驱动件带动底盘及其上的喷嘴转动，喷嘴的溶液腔内的液体由于离心作用经喷嘴的出口喷至收集腔室内并与氯化钙溶液接触发生交联，形成水凝胶载体。由上可知，使用本专利技术提供的离心微流控装置时，通过驱动件带动底盘转动时，多个喷嘴内的海藻酸钠溶液和细胞的悬浮液分别进入多个收集腔室内，进而可以形成多个水凝胶载体，大大提高了水凝胶载体的生产效率。另外，本专利技术提供的离心微流控装置结构简单，成本较低，操作要求低，可以简单高效地实现细胞或药物的多形式封装，可以广泛应用于细胞3D培养、药物可控释放、细胞移植等领域。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的第一底盘的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的单出口喷嘴的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的第一底盘和单出口喷嘴配合的示意图；图4为本专利技术实施例提供的第二底盘的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的双出口喷嘴的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的第二底盘和双出口喷嘴配合的示意图；图7为本专利技术实施例提供的离心微流控装置的结构示意图；图8a为本专利技术实施例提供的采用单出口喷嘴形成的一种形态的水凝胶载体；图8b为本专利技术实施例提供的采用单出口喷嘴形成的另一种形态的水凝胶载体；图9a为本专利技术实施例提供的采用双出口喷嘴形成的一种形态的水凝胶载体；图9b为本专利技术实施例提供的采用双出口喷嘴形成的另一种形态的水凝胶载体。在图1-9b中：1-第一底盘、2-容纳槽、3-收集腔室、4-玻璃板、5-单出口喷嘴、6-第二底盘、7-双出口喷嘴、7a-外腔进液管、7b-内腔进液管、8-驱动件、9-固定螺丝、10-固定螺母、a-水凝胶外壳、b-液相核、c-细胞或药物。具体实施方式本专利技术的目的在于提供一种离心微流控装置，该离心微流控装置的结构设计可以有效地解决封装细胞或药物时装置结构复杂且生产效率低的问题。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。请参阅图1-图7，本专利技术提供的离心微流控装置包括底盘、驱动件8和多个喷嘴。其中，底盘上设置有多个收集腔室3，并且多个收集腔室3沿着底盘的周向分布。进行细胞或药物的封装时，收集腔室3用于盛放二价阳离子溶液如氯化钙溶液，以便于使二价阳离子溶液如氯化钙溶液与海藻酸钠溶液接触发生交联，最终形成水凝胶。多个喷嘴均能够设置在底盘上，并且多个喷嘴沿底盘的周向分布。任意一个喷嘴的出口与一个收集腔室3内部连通，即多个喷嘴和多个收集腔室3数量相同且一一对应。对应的喷嘴和收集腔室3中，喷嘴的出口与收集腔室3内部连通，且喷嘴的出口与收集腔室3的底壁之间的距离大于零。即当底盘平放时，对应的喷嘴和收集腔室3中，喷嘴的出口高于收集腔室3的底壁设置，如此通过调整收集腔室3的氯化钙溶液的液面高低，进而可以实现调整喷嘴的出口距氯化钙溶液的液面之间的竖直距离。该处喷嘴的出口距氯化钙溶液的液面之间的竖直距离即为喷嘴的出口的中心线距氯化钙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离心微流控装置，其特征在于，包括：底盘，所述底盘上设置有多个沿周向分布的收集腔室(3)；能够设置于所述底盘上且沿周向分布的多个喷嘴，任意一个所述喷嘴的出口与一个收集腔室(3)内部连通，所述喷嘴的出口与所述收集腔室(3)的底壁之间的距离大于零，且所述喷嘴位于所述收集腔室(3)的靠近底盘中心的一侧；驱动件(8)，所述驱动件(8)能够驱动所述底盘转动。

【技术特征摘要】
1.一种离心微流控装置，其特征在于，包括：底盘，所述底盘上设置有多个沿周向分布的收集腔室(3)；能够设置于所述底盘上且沿周向分布的多个喷嘴，任意一个所述喷嘴的出口与一个收集腔室(3)内部连通，所述喷嘴的出口与所述收集腔室(3)的底壁之间的距离大于零，且所述喷嘴位于所述收集腔室(3)的靠近底盘中心的一侧；驱动件(8)，所述驱动件(8)能够驱动所述底盘转动。2.根据权利要求1所述的离心微流控装置，其特征在于，所述底盘为圆盘，且多个收集腔室(3)沿着所述底盘的周向均匀分布，多个喷嘴沿着所述底盘的周向均匀分布。3.根据权利要求1所述的离心微流控装置，其特征在于，所述底盘上设置有多个用于容置喷嘴的容纳槽(2)，所述容纳槽(2)的深度小于所述收集腔室(3)的深度。4.根据权利要求1所述的离心微流控装置，其特征在于，所述喷嘴为单出口喷嘴(5)，且其出口的直径小于1mm。5.根据权利要求1所述的离心微流控装置，其特征在于，所述喷嘴为双出口喷嘴(7)，所述双出口喷嘴(7)包括内腔和外腔，双出...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵刚，程跃，白雪飞，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34