一种微流控芯片及其系统和装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种微流控芯片及其系统和装置。所述微流控芯片包括芯片本体，所述芯片本体包括进样口、微通道和出样口，所述微通道联通进样口和出样口；所述微通道的内表面固定有纯化组件；所述纯化组件包括刷状连接件和纯化介质元件；所述刷状连接件包括主轴和沿主轴侧悬的分支；所述刷状连接件通过主轴的一个端点固定于所述微通道的内表面；所述纯化介质元件安装于所述刷状连接件的分支末端；优选地，所述微通道平均每10厘米包括至少一个≥90

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片及其系统和装置


[0001]本技术涉及一种微流控
，具体涉及一种微流控芯片及其系统和装置。

技术介绍

[0002]在人体或其他生物体的生命活动中，蛋白质作为生物功能的主要执行者，参与和主导许多体内的生物活动。那些具有极强功能重要性并在病理分析过程中起着重要作用的蛋白质，在疾病诊断和药物筛选中都是非常重要的目标蛋白。而蛋白质的分离纯化是蛋白质组学研究的重要环节，蛋白质纯化技术的发展对现代生命科学的发展起着决定性的作用。无论药物筛选还是疾病诊断，都需要高纯度的具有生物学活性的蛋白质，通常采用大肠杆菌或其他蛋白表达体系获得毫克级的蛋白高效表达，然后应用一系列的蛋白纯化方法纯化出高纯度的蛋白。蛋白质的分离纯化通常是利用蛋白质的分子量、荷电性质、疏水程度、亲和结合力和生物学活性的差异等来实现的。常用的蛋白质分离纯化技术有膜分离技术、沉淀分离技术、电泳分离技术以及层析分离技术等。这些方法具有操作过程繁琐、耗能较大等缺点，且目的蛋白的损失大。
[0003]近年来，生物、化学、能源、环保等多个领域越来越多地使用微型化反应手段进行微量精准的操作，微流控技术便是其中最重要的技术手段之一。微流控技术利用微尺度通道和装置对微量液体(或样品)进行操控，可以将样品制备、化学反应以及检测等集成到微小的芯片上进行系统化、程序化、规范化的操作。
[0004]微流控技术进样量极小，且反应快速、准确，易自动化控制，尤其是微尺寸通道带来的比表面积大、操作距离缩短、且全程可控以及可对精确的复杂液流进行控制等特点，使之成为生物、化学、医学等领域替代常规操作的热门技术。迄今为止，已经公开了许多用于芯片上提取和预浓缩的方法，包括填充床、膜、微柱或微通道表面修饰(Dziomba S,Araya
‑
Farias M,Smadja C,et al.Solid supports for extraction and preconcentration of proteins and peptides in microfluidic devices:A review[J].Analytica Chimica Acta,2017,955:1
‑
26.)。不论采用哪种支持物，都会带来很多利弊，这使得决定合适的选择变得困难，而且根据目标物的特性需进一步考虑支持物的性质。
[0005]蛋白质是临床上相关的分子，特别是用于诊断的目的。由于其复杂的结构特性，提取这些物质是一项艰巨的任务。目前，磁性微珠被广泛用作芯片内载体(Cristina,Furlan,Ren
é
,et al.Miniaturised interaction proteomics on a microfluidic platform with ultra
‑
low input requirements.[J].Nature communications,2019.10:1525)，由于具有磁性，这些微珠可以在微设备内部操作，从而扩大了可能的微系统架构范围。但是，在微芯片通道中形成填充床较为复杂。它不仅需要额外制造堰状结构以保留微珠，而且还需要相对较长的准备时间。此外，磁珠还会产生对流动流体的阻力，通常需要提供较大的压力动力。

技术实现思路

[0006]鉴于上述背景，本技术提供一种微流控芯片，能够简单、快速、高效、高通量、低成本的分离纯化目标物，特别是对蛋白目标物，灵敏度高，操作简便，纯化分析流程耗时短，具有广泛的应用前景。
[0007]1.本技术第一方面提供一种微流控芯片，所述微流控芯片包括芯片本体，所述芯片本体包括进样口、微通道和出样口，所述微通道联通进样口和出样口；所述微通道的内表面固定有纯化组件；所述纯化组件包括刷状连接件和纯化介质元件；所述刷状连接件包括主轴和沿主轴侧悬的分支；所述纯化组件通过主轴的一个端点固定于所述微通道的内表面；所述纯化介质元件安装于所述刷状连接件的分支末端。
[0008]优选之一，自所述进样口至所述出样口，所述微通道平均每10厘米包括至少1个不小于45
°
的转向段。
[0009]所述刷状连接件的主轴在形状上为柔性的线状。所述刷状连接件的分支沿着主轴分布，依次固定于主轴上不连续的分支点。所述主轴与所述分支均能在溶液中无规地构象变形和运动，共同形成三维空间结构。
[0010]所述芯片本体中的微通道通常地为一侧敞口的，也即横截面中存在敞口的凹坑(如图1所示)。
[0011]所述纯化介质元件可拆卸地或者不可拆卸地安装于所述刷状连接件的分支末端。
[0012]所述微通道的宽度和高度各自独立地优选为1～1000微米。
[0013]优选之一，自所述进样口至所述出样口，所述微通道包括非直段通道或/和直形段通道。
[0014]优选之一，所述非直段通道为曲线通道。
[0015]优选之一，所述非直段通道为弧形通道。
[0016]优选之一，所述非直段通道为折线通道。
[0017]优选之一，所述非直段通道的累计长度占所述微通道总长度至少50％。
[0018]优选之一，所述非直段通道的累计长度占所述微通道总长度至少60％。
[0019]优选之一，所述非直段通道的累计长度占所述微通道总长度至少70％。
[0020]优选之一，所述非直段通道的累计长度占所述微通道总长度70％。
[0021]优选之一，自所述进样口至所述出样口，所述微通道存在至少一个不小于90
°
的转向段。
[0022]优选之一，自所述进样口至所述出样口，所述微通道存在至少一个90～180
°
的转向段。
[0023]优选之一，自所述进样口至所述出样口，所述微通道存在至少一个2毫米长度内的不小于90
°
的转向段。
[0024]优选之一，自所述进样口至所述出样口，所述微通道存在至少一个2毫米长度内的90～180
°
的转向段。
[0025]优选之一，自所述进样口至所述出样口，所述微通道存在至少一个2毫米～500微米长度内的不小于90
°
的转向段。
[0026]一些优选方式中，自所述进样口至所述出样口，所述微通道存在至少一个2毫米、1.9毫米、1.8毫米、1.7毫米、1.6毫米、1.5毫米、1.4毫米、1.3毫米、1.2毫米、1.1毫米、1毫
米、900微米、800微米、700微米、600微米、500微米或400微米长度内的不小于90
°
的转向段。
[0027]优选之一，自所述进样口至所述出样口，所述微通道存在至少一个2毫米～500微米长度内的90～180
°
(包括90
°
和180
°
)的转向段。
[0028]优选之一，自所述进样口至所述出样口，所述微通道存在至少一个2毫米、1.9毫米、1.8毫米本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，包括芯片本体，所述芯片本体包括进样口、微通道和出样口，所述微通道联通进样口和出样口，其特征在于，所述微通道的内表面固定有纯化组件；所述纯化组件包括刷状连接件和纯化介质元件；所述刷状连接件包括主轴和沿主轴侧悬的分支；所述纯化组件通过主轴的一个端点固定于所述微通道的内表面；所述纯化介质元件安装于所述刷状连接件的分支末端；自所述进样口至所述出样口，所述微通道平均每10厘米包括至少1个不小于45
°
的转向段。2.根据权利要求1所述微流控芯片，其特征在于，所述纯化介质元件可拆卸地或者不可拆卸地安装于所述刷状连接件的分支末端。3.根据权利要求2所述微流控芯片，其特征在于，所述微通道的宽度和高度各自独立地为1~1000微米。4.根据权利要求2所述微流控芯片，其特征在于，所述微通道的宽度和高度各自独立地为下述任一种数值或位于下述任两种数值之间：1 μm、5 μm、10 μm、20 μm、30 μm、40 μm、50 μm、60 μm、70 μm、80 μm、90 μm、100 μm、120 μm、140 μm、150 μm、160 μm、180 μm、200 μm、220 μm、240 μm、250 μm、260 μm、280 μm、300 μm、320 μm、340 μm、350 μm、360 μm、380 μm、400 μm、420 μm、440 μm、450 μm、460 μm、480 μm、500 μm、520 μm、540 μm、550 μm、560 μm、580 μm、600 μm、620 μm、640 μm、650 μm、660 μm、680 μm、700 μm、820 μm、840 μm、850 μm、860 μm、880 μm、900 μm、920 μm、940 μm、950 μm、960 μm、980 μm、1000 μm。5.根据权利要求1所述微流控芯片，其特征在于，自所述进样口至所述出样口，所述微通道包括非直段通道或/和直形段通道。6.根据权利要求5所述微流控芯片，其特征在于，所述非直段通道为曲线形状，或弧形形状，或折线形状。7.根据权利要求5所述微流控芯片，其特征在于，所述非直段通道的累计长度占所述微通道总长度至少50%或60%或70%。8.根据权利要求5所述微流控芯片，其特征在于，所述非直段通道的累计长度占所述微通道总长度70%。9.根据权利要求5所述微流控芯片，其特征在于，自所述进样口至所述出样口，所述微通道存在至少一个90~180
°
的转向段。10.根据权利要求5所述微流控芯片，其特征在于，自所述进样口至所述出样口，所述微通道存在至少一个2毫米长度内的不小于90
°
的转向段。11.根据权利要求5所述微流控芯片，其特征在于，所述微通道存在至少一个2毫米长度内的90~180
°
的转向段。12.根据权利要求5所述微流控芯片，其特征在于，所述微通道存在至少一个2毫米~500微米长度内的不小于90
°
的转向段。13.根据权利要求5所述微流控芯片，其特征在于，所述微通道存在至少一个2毫米、1.9毫米、1.8毫米、1.7毫米、1.6毫米、1.5毫米、1.4毫米、1.3毫米、1.2毫米、1.1毫米、1毫米、900微米、800微米、700微米、600微米、500微米或400微米长度内的不小于90
°
的转向段。14.根据权利要求5所述微流控芯片，其特征在于，所述微通道存在至少一个2毫米~500微米长度内的90~180
°
的转向段。15.根据权利要求5所述微流控芯片，其特征在于，所述微通道存在至少一个2毫米、1.9
毫米、1.8毫米、1.7毫米、1.6毫米、1.5毫米、1.4毫米、1.3毫米、1.2毫米、1.1毫米、1毫米、900微米、800微米、700微米、600微米、500微米或400微米长度内的90~180
°
的转向段。16.根据权利要求3所述微流控芯片，其特征在于，自所述进样口至所述出样口，所述微通道平均每10厘米包括至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个或至少10个不小于45
°
的转向段。17.根据权利要求3所述微流控芯片，其特征在于，自所述进样口至所述出样口，所述微通道平均每10厘米包括至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个或至少10个不小于50
°
的转向段。18.根据权利要求3所述微流控芯片，其特征在于，自所述进样口至所述出样口，所述微通道平均每10厘米包括至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个或至少10个不小于60
°
的转向段。19.根据权利要求3所述微流控芯片，其特征在于，自所述进样口至所述出样口，所述微通道平均每10厘米包括至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个或至少10个不小于70
°
的转向段。20.根据权利要求3所述微流控芯片，其特征在于，自所述进样口至所述出样口，所述微通道平均每10厘米包括至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个或至少10个不小...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭敏，王艳敏，吴亮，于雪，
申请(专利权)人：康码上海生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：