一种产生稳定浓度梯度的微流控芯片制造技术

本实用新型专利技术提供了一种产生稳定浓度梯度的微流控芯片。该微流控芯片包括两个宽度不同的进样通道A与进样通道B，通过进样通道A与进样通道B孔径的差异进行溶液稀释倍数的控制与调整；进样通道A与进样通道B通过微流管道与稀释通道相连，稀释通道是两组交错凸起的栅栏式结构，形成曲线形状的微流管道。本实用新型专利技术通过微管道网络的布局形成稳定可控的浓度梯度，操作方法简单，为生物技术领域中肿瘤类器官培养、药物检测提供便利。药物检测提供便利。药物检测提供便利。

【技术实现步骤摘要】
一种产生稳定浓度梯度的微流控芯片


[0001]本技术属于生物
和化学领域，具体涉及一种产生稳定浓度梯度的微流控芯片。

技术介绍

[0002]梯度稀释在化学和生物化学实验中是最常用的操作之一，在药物剂量响应实验中，需要配制一系列线性稀释或对数稀释的药物，药物浓度一般需要跨越3
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6个数量级，常规的梯度稀释方法需要精确的计量与混合溶液，操作费时费力，而且易于引起实验误差，影响实验结果的准确性。微流控技术的出现，为产生药物浓度的研究提供了一种有力的手段，包括模拟人体器官的浓度梯度操控、控制细胞行为及其生长状态、药物对伤口愈合和炎症消除的探究、药物传递、癌细胞转移等。微流控控制技术是将化学反应(包括进样、混合、反应、分离、检测)集成到一个微小芯片上来实现的一门新兴科学技术，具有微型化、集成化的特点。
[0003]微流控芯片(Microfluidic device)技术是在微全分析系统(micro total analysissystem，μTAS)的基础上构建起来的。微流控芯片指的是将微流体应用于一种特定芯片的控制方法，它泛指用μm级的管道处理或者作用于痕量(10
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升)流体的一个科学系统。
[0004]目前微流控芯片中广泛使用的浓度梯度生成结构是“圣诞树”结构及其变形结构，其基本原理是：利用设计好的微通道网络使存在浓度差的两种流体经过多次重复地分离、混合后，每个支路包含不同比例的原溶液，最终溶液在圣诞树形的网络结构底部形成浓度梯度。而这样结构的微流控芯片存在一定的问题，例如，“圣诞树”结构的原理是通过上层的几个不同浓度的溶液进行混合来新增若干个浓度，为保证较均匀的浓度梯度，每层增加的流道单元不能超过一定数量，所以，当需要较多的浓度梯度数量时，会需要较多的层数，造成芯片体积随着“圣诞树”层数的增加而大幅加大，这样导致流道冗长，浓度梯度生成效率低。另一方面，每个流道单元中通常时采用迂回弯折的流道结构(如S形流道结构)来实现两种液体的混匀，层数高、流道单元多，导致整个流道结构中存在众多迂回弯折的流道结构，这会使得流道阻力大大增加，流道长度成倍增长，从而会进一步降低液流速度，降低浓度梯度的形成效率，且还会导致因药物粘附流道壁而造成的药物损失增加。

技术实现思路

[0005]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本技术提供一种产生稳定浓度梯度的微流控芯片，用以在微流控系统中提供浓度准确稳定、灵活可控、易于集成的浓度梯度，可通过对芯片功能的要求自行灵活设计。
[0006]为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案是一种产生稳定浓度梯度的微流控芯片，所述微流控芯片包括两个宽度不同的进样通道A与进样通道B，通过所述进样通道A与进样通道B两者孔径的差异进行试剂稀释倍数的控制与调整；进样通道A与进样通道B
通过微流管道与稀释通道相连；所述稀释通道的入口端设有第一支孔，出口端设有第二支孔，第一支孔与第二支孔的孔径与进样通道B(51)的孔径相匹配。
[0007]进一步，所述稀释通道是两组交错凸起的栅栏式结构，形成曲线形状的微流管道，其作用是减缓液体流速以促进液体均匀混合。利用栅栏式结构形成阻力，结合化合物对流和扩散分配使得药物与培养基充分混合。
[0008]优选的，所述稀释通道中栅栏式结构的凸起结构设置数量为5个及以上。栅栏式凸起结构有利于降低局部流速，以实现充分混匀效果。本装置不需要额外的混合腔体结构即可实现液体的均匀混合。各稀释通道的长度相等、容积相同。
[0009]进一步，所述第一支孔与进样通道B的出口连通；第二支孔与进样通道B的入口连通。该稀释通道与进样通道B的连接处，即第一支孔或第二支孔可以设置阀门或开关结构，也可以不设置阀门或开关结构。液体流经稀释通道后一部分流向复孔，另一部分液体通过进样通道B进入下一级浓度的稀释。
[0010]进一步，所述稀释通道(52)的出口端设有若干个槽口，所述槽口连接引流管道。
[0011]进一步，所述引流管道的出口为斜切面。
[0012]优选的，所述微流控芯片的材质是玻璃、石英芯片、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚二甲基硅氧烷PDMS其中一种。
[0013]微流控芯片是模块化设计，两个以上微流控芯片可通过微流管道连通组成阵列，其个数根据实际需求进行设置，多个微流控芯片形成逐级稀释，形成试剂的浓度梯度。
[0014]本技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0015](1)本装置可以进行单一或多种试剂混合的多浓度梯度稀释，简单易用。
[0016](2)本技术通过微流通道的设计，保持溶液等量，溶质逐级稀释形成一定浓度梯度。与传统的多孔板技术相比，省去了配制和分配多种试剂不同浓度溶液的繁冗操作，大大简化了操作过程，迅速地降低了试剂的耗量，具有便携、经济、快速、高效的特点，在化学领域以及细胞生物学、遗传学和药物筛选等相关领域中具有良好的应用前景。
[0017](3)本技术便于观察、设备简单、样品和试剂用量小，平行筛选能力高，可实现高通量药物的检测，有利于快速筛选新药的疗效和毒性，在细胞生物学、遗传学和药物筛选等相关领域具有广泛的应用前景。
附图说明
[0018]图1为本技术一个实施例中的结构示意图；
[0019]图2为本技术在孔板上使用的示意图；
[0020]图3为稀释通道的放大图；
[0021]图4为多个微流控芯片组成阵列的示意图。
[0022]附图标号说明：100、微流控芯片；1、孔板；2、复孔；41、进样通道A；51、进样通道B；52、稀释通道；521、第一栅栏组；522、第二栅栏组；523、凸起结构；53、第一支孔；54、第二支孔；55、槽口；56、引流管道；
具体实施方式
[0023]为了进一步解释本技术的技术方案，下面通过具体实施例结合附图来对本实
用新型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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0024]需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0025]另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0026]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种产生稳定浓度梯度的微流控芯片，其特征在于：所述微流控芯片包括两个宽度不同的进样通道A(41)与进样通道B(51)，通过所述进样通道A(41)与进样通道B(51)孔径的差异进行试剂稀释倍数的控制与调整；进样通道A(41)与进样通道B(51)通过微流管道与稀释通道(52)相连；所述稀释通道(52)的入口端设有第一支孔(53)，出口端设有第二支孔(54)，第一支孔(53)与第二支孔(54)的孔径与进样通道B(51)的孔径相匹配。2.根据权利要求1所述的一种产生稳定浓度梯度的微流控芯片，其特征在于：所述稀释通道(52)是两组交错凸起的栅栏式结构，形成曲线形状的微流管道。3.根据权利要求2所述的一种产生稳定浓度梯度的微流控芯片，其特征在于：所述稀释通道(52)中栅栏式结构的凸起结构(523)设置数量为5个及以上。4.根据权利要求1所述的一种产生稳定浓度梯度的微流控芯片，其特征在于：所述第一支孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：余磊，余建辉，陈洁琳，吴万军，黄奕锟，
申请(专利权)人：深圳明澳生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：