一种基于微流控微滴的高通量药物筛选装置和方法制造方法及图纸

一种基于微流控微滴的高通量药物筛选装置和方法，该高通量药物筛选装置包括高通量微量药物库建模模块和微流控高通量药物筛选模块，所述高通量微量药物库建模模块用于在微管中形成呈长微滴有序排列且微滴之间被油隔开的药物，得到微量药物库，所述微流控高通量药物筛选模块用于对所述微量药物库中的通过所述微管依序输出的药物微滴进行药物筛选。本发明专利技术可实现高通量药物的快速建模与筛选，可针对常见疾病与突发性疾病的临床药物完成筛选，大大降低药物筛选成本，节约药物筛选时间，给药物研发提供了更加快速、有效、普适性强的方法。

A high throughput drug screening device and method based on microfluidic droplets

【技术实现步骤摘要】
一种基于微流控微滴的高通量药物筛选装置和方法
本专利技术涉及药物筛选技术，特别是一种基于微流控微滴的高通量药物筛选装置和方法。
技术介绍
目前体外针对药物的筛选很难实现高通量，每次仅能用有限且大量的药物对疾病进行有限次数的药物筛选，在时间与财力、人力成本上都需要大量的投入。针对普通疾病、尤其是突发性公共健康安全事件，如何快速有效地实现高通量药物筛选，是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服上述技术缺陷，提供一种基于微流控微滴的高通量药物筛选装置和方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于微流控微滴的高通量药物筛选装置，包括高通量微量药物库建模模块和微流控高通量药物筛选模块，所述高通量微量药物库建模模块用于在微管中形成呈长微滴有序排列且微滴之间被油隔开的药物，得到微量药物库，所述微流控高通量药物筛选模块用于对所述微量药物库中的通过所述微管依序输出的药物微滴进行药物筛选。所述高通量微量药物库建模模块包括所述微管和连接所述微管的吸液装置，在所述吸液装置的抽吸作用下，所述微管的一端用于吸入设置成有序排列的待筛选药物微滴和用于间隔每个药物微滴的间隙油。所述吸液装置包括注射泵和连接所述注射泵的注射器，所述注射器连接所述微管，注射泵设置在吸液模式时所述微管吸入所述药物微滴和所述油。待筛选药物微滴有序排列在培养皿上并且每个所述药物微滴各自被所述油覆盖。所述高通量微量药物库建模模块还包括用于控制所述微管的机械臂，所述微管由机械臂控制，通过以设定的速率顺序划过所述药物微滴和所述油，将所述药物微滴和所述油有序排列吸入所述微管。所述微流控高通量药物筛选模块包括与用于使所述微量药物库中的药物微滴从所述微管输出的液体驱动装置、与所述微管的输出端相连的反应管、用于向所述反应管内添加酶和底物的添加装置、以及与所述反应管相连的检测区；优选地，所述底物为荧光底物。所述液体驱动装置包括第一注射器，所述添加装置包括用于添加酶的第二注射器和用于添加底物的第三注射器，在所述反应管上的酶添加口位置相对于在所述反应管上的底物添加口位置更靠近所述微管，优选地，添加口通过在管路上设置三通实现。所述微流控高通量药物筛选模块还包括用于向所述反应管内添加油的添加装置，用于将至少部分药物微滴分散为多个具有间隔的更微量的反应微滴。所述添加油的添加装置为第四注射器，在所述反应管上的油添加口位置相对于在所述反应管上的底物添加口位置更靠近所述检测区，优选地，添加口通过在管路上设置三通实现。一种基于微流控微滴的高通量药物筛选方法，使用所述的高通量药物筛选装置进行高通量药物筛选。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供一种基于微流控微滴的高通量药物筛选装置和方法，该高通量药物筛选装置包含高通量微量药物库建模模块和高通量药物筛选模块，使用微流控技术进行药物筛选，本专利技术能够提高筛选通量，降低筛选误差，减少药物用量，提高自动化水平等。相比于目前体外药物筛选技术，本专利技术可以减少药物消耗，精准自动地控制药物含量，更准确地在体外模拟药物作用过程，并且高通量地比较药物效果，以达到更快速准确地对药物的作用效果进行定性、定量的预判分析，以减少完全依靠临床试药带来的资源浪费并合理规避临床试药的某些风险。本专利技术实施例的具体优势体现于如下方面：1、可针对疾病需求快速建立/更换微量药物库；2、可制备均匀且十分微量的药物液滴，保证药物筛选的准确性；3、可进行高通量的药物筛选，每种(或不同浓度的)药物可通过具有生物惰性的油相隔开；4、合理利用三通，在管道中直接加入病毒活性物质等和具有萤光能量共振转移的底物，使药物、活性物质、底物在管路中混匀；5、可通过改变各相流速比实现不同药物、底物、靶标分子的浓度组合，测试不同药物浓度药效；6、合理利用微流控提供的流速，剪切力使液滴在流动的过程中可以不断混合均匀；7、可使用微量药物进行测试，药物用量极少且重复次数高；8、大大简化了测试步骤，无需过多的步骤，从微流控管路中流出即可直接得到测试结果；9、具有普适性，可以针对突发性公共卫生事件进行快速有效的药物筛选工作，大大缩短临床试药过程。附图说明图1A是本专利技术一种实施例中的高通量微量药物库建模模块的结构示意图；图1B示出本专利技术一种实施例中的培养皿上的药物微滴模型；图1C示出本专利技术一种实施例中的微管上的微量药物库模型；图2A是本专利技术一种实施例中的微流控高通量药物筛选模块的结构示意图图2B是本专利技术一种实施例中的酶反应检测管实图。具体实施方式以下对本专利技术的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。图1A是本专利技术一种实施例中的高通量微量药物库建模模块的结构示意图。图2A是本专利技术一种实施例中的微流控高通量药物筛选模块的结构示意图。参阅图1A和图2A，本专利技术实施例提供一种基于微流控微滴的高通量药物筛选装置，包括高通量微量药物库建模模块和微流控高通量药物筛选模块。所述高通量微量药物库建模模块用于在微管1中形成呈长微滴有序排列且微滴之间被油隔开的药物即药物微滴2，得到微量药物库，如图1C所示。所述微流控高通量药物筛选模块用于对所述微量药物库中的通过所述微管1依序输出的药物微滴2进行药物筛选。参阅图1A，在优选的实施例中，所述高通量微量药物库建模模块包括所述微管1和连接所述微管1的吸液装置，在所述吸液装置的抽吸作用下，所述微管1的一端用于吸入设置成有序排列的待筛选药物微滴2和用于间隔每个药物微滴2的间隙油3。参阅图1A，在优选的实施例中，所述吸液装置包括注射泵5和连接所述注射泵5的注射器4，所述注射器4连接所述微管1，注射泵5设置在吸液模式时所述微管1吸入所述药物微滴2和所述油。参阅图1A和图1B，在优选的实施例中，待筛选药物微滴6有序排列在培养皿7上并且每个待筛选药物微滴6各自被所述油覆盖。如图1A所示，在优选的实施例中，所述高通量微量药物库建模模块还包括用于控制所述微管1的机械臂8，所述微管1由机械臂8控制，通过以设定的速率顺序划过所述药物微滴2和所述油，将所述药物微滴2和所述油有序排列吸入所述微管1。参阅图2A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微流控微滴的高通量药物筛选装置，其特征在于，包括高通量微量药物库建模模块和微流控高通量药物筛选模块，所述高通量微量药物库建模模块用于在微管中形成呈长微滴有序排列且微滴之间被油隔开的药物，得到微量药物库，所述微流控高通量药物筛选模块用于对所述微量药物库中的通过所述微管依序输出的药物微滴进行药物筛选。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于微流控微滴的高通量药物筛选装置，其特征在于，包括高通量微量药物库建模模块和微流控高通量药物筛选模块，所述高通量微量药物库建模模块用于在微管中形成呈长微滴有序排列且微滴之间被油隔开的药物，得到微量药物库，所述微流控高通量药物筛选模块用于对所述微量药物库中的通过所述微管依序输出的药物微滴进行药物筛选。


2.如权利要求1所述的高通量药物筛选装置，其特征在于，所述高通量微量药物库建模模块包括所述微管和连接所述微管的吸液装置，在所述吸液装置的抽吸作用下，所述微管的一端用于吸入设置成有序排列的待筛选药物微滴和用于间隔每个药物微滴的间隙油。


3.如权利要求2所述的高通量药物筛选装置，其特征在于，所述吸液装置包括注射泵和连接所述注射泵的注射器，所述注射器连接所述微管，注射泵设置在吸液模式时所述微管吸入所述药物微滴和所述油。


4.如权利要求2或3所述的高通量药物筛选装置，其特征在于，待筛选药物微滴有序排列在培养皿上并且每个所述药物微滴各自被所述油覆盖。


5.如权利要求2至4任一项所述的高通量药物筛选装置，其特征在于，所述高通量微量药物库建模模块还包括用于控制所述微管的机械臂，所述微管由机械臂控制，通过以设定的速率顺序划过所述药物微滴和所述油，将所述药物微滴和所述油有序排列吸入所述微管。

【专利技术属性】
技术研发人员：马少华，赵浩然，王好谦，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44