一种模块化微流控芯片平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种模块化微流控芯片平台；该微流控芯片平台包括多种可插拔的芯片模块、带有紧固装置的密封板和带有出口流量调节旋钮的多孔规格微流控底板；其中芯片模块根据通道数和连通性进行分类，提供细胞培养的环境和结构；微流控底板可承载芯片模块，有多套独立进出液流道和储液腔室，与芯片模块连通；出口流量调节旋钮装配于微流控底板上，可调节微流控底板出口开度；该模块化微流控芯片平台可用于类器官培养、疾病模型建设与药敏测试等需求；实现统一标准的高通量培养，并通过可插拔式设计灵活调整培养方案；具备标准化、模块化、兼容性强等优点，可实现多级培养和流程化编辑操作；极大地降低了成本，提升了工作效率。提升了工作效率。提升了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化微流控芯片平台


[0001]本技术属于微流控芯片领域，具体涉及一种模块化微流控芯片平台。

技术介绍

[0002]微流控指的是使用微管道处理或操纵微小流体的系统所涉及的科学和技术，由于其在尺度上与人体组织仿生结构具有良好的适配性，因此被发展作为肿瘤学、药敏测试等领域研究的重要平台。基于微流控技术，结合细胞生物学、流体力学、自动控制理论等，在体外构建包含多类型细胞、三维组织架构、机械应力和间隙流等复杂因素的微环境，实现研究对象细胞、基质细胞等在芯片中的培养，被称为微流控芯片。
[0003]目前大多数微流控芯片专为某种场景特制，没有统一的接口，这类微流控芯片使用场景单一，外形不规则，与传统实验设备兼容性较差；不具备模块化设计，无法形成集群和批量化、标准化、规模化的使用；可扩展性较弱，无法实现多级培养和可调整的流量分配策略。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术存在的问题，本技术的目的在于提出一种模块化微流控芯片平台，为微流控芯片提供标准化、模块化、可编辑、大规模、高通量、高自由度的实现方案。
[0005]为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0006]一种模块化微流控芯片平台，包括微流控底板3，置于微流控底板3 芯片装配格内的芯片模块1，固定在微流控底板3顶部用于密封芯片模块1的密封板2；
[0007]所述微流控底板3包括芯片装配格301、底板进液分流流道302、底板出液流道303、储液腔室304、进液接口305、调节旋钮306和底板连通流道307；所述微流控底板3为网格状框架，正交排布多个芯片装配格301，每个芯片装配格301底部有四个接口，用于连通三套独立的底板进液分流流道302和一套底板出液流道303，插入芯片模块1时分别与流道接口106 相接；三套底板进液分流流道302各自拥有储液腔室304，位于侧壁面内，储液腔室304顶端有进液接口305进行加液或外接流量驱动装置，储液腔室304液位高于芯片模块1，无外接流量驱动装置时实现重力驱动；底板出液流道303出口位置插入一根调节旋钮306，通过旋转调节旋钮306调整出口位置的开度进而调整流量；
[0008]所述芯片模块1根据通道数和连通性进行分类，分为单通道独立芯片模块1
‑
1、单通道交流芯片模块1
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2、三通道独立芯片模块1
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3和三通道交流芯片模块1
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4；所述芯片模块1包括所述单通道独立芯片模块1
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1、单通道交流芯片模块1
‑
2、三通道独立芯片模块1
‑
3和三通道交流芯片模块1
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4 中一种或多种；
[0009]所述三通道交流芯片模块1
‑
4包括培养腔101，半透膜支架102、连通流道103、进液流道104、出液流道105和流道接口106，用于实现多层培养和相邻三通道交流芯片模块物质交换；其培养腔101位于三通道交流芯片模块正中，开口向上，腔体自下而上分为两层，用以
进行组织分层培养，下层腔体用以培养下层组织，上层腔体用以培养上层组织，两层间通过可拆卸的半透膜支架102进行分隔，半透膜支架102用以承载半透膜和胶状培养基；连通流道103分布于培养腔101下层腔体的正交方向，从培养腔101连通三通道交流芯片模块外壁面，当其中一个三通道交流芯片模块插入微流控底板3时，连通流道103通过底板连通流道307与相邻三通道交流芯片模块进行物质交流；进液流道104和出液流道105位于三通道交流芯片模块1
‑
4对角线四角，其中三个顶角位置为进液流道104，一个顶角位置为出液流道105，进液流道104和出液流道105一端连通培养腔101，另一端连通流道接口106，用以将微流控底板3中底板进液分流流道302 的液体通过进液流道104流入培养腔101，并从出液流道105流出，回到底板出液流道303，最终排出；三通道交流芯片模块1
‑
4中一条进液流道 104和出液流道105对角布置于下层腔体顶端，另两条进液流道104布置于上层腔体与下层腔体不同的两个对角；流道接口106位于三通道交流芯片模块1
‑
4底部四角方向，装配时插入芯片装配格301底部相匹配的接口，受到压力实现密封；
[0010]所述三通道独立芯片模块1
‑
3相比三通道交流芯片模块1
‑
4缺少连通流道103，主要进行独立培养，防止相邻模块进行物质交流；其它结构与三通道交流芯片模块1
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4相同；
[0011]所述单通道交流芯片模块1
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2相比三通道交流芯片模块1
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4缺少两条上层圆形腔体的进液流道104，主要进行一种培养液的组织培养，用以和多种培养液进行对比；其它结构与三通道交流芯片模块1
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4相同；
[0012]所述单通道独立芯片模块1
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1相比三通道交流芯片模块1
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4缺少连通流道103和两条上层圆形腔体的进液流道104，主要进行一种培养液且无相邻物质交流情况的组织培养，用以和多种培养液有相邻物质交流情况进行对比。
[0013]优选的，所述密封板2包括盖板201和紧固螺栓202，盖板201由透明高分子材料制成，内侧粘贴薄层透明橡胶，通过紧固螺栓202与微流控底板3固定。
[0014]优选的，所述微流控底板3为网格状框架，根据排布分为6孔、12 孔、24孔、48孔或96孔，即包括6个、12个、24个、48个或96个芯片装配格301，用以和现存标准仪器进行兼容。
[0015]优选的，所述微流控底板3中三套底板进液分流流道302和一套底板出液流道303分别连接每个芯片装配格301底部四角的四个接口，且在每个芯片装配格301四角的相对位置固定，并与配套储液腔室304相对位置相同；对于第一套底板进液分流流道302接口位于每个芯片装配格301底部的左上角，则其配套储液腔室304位于微流控底板3左上角，底板出液流道303位于右下角则调节旋钮306和出口位于微流控底板3右下角，该设计用以分辨流道和配套储液腔室304并方便流道布置。
[0016]优选的，所述微流控底板3中三套底板进液分流流道302和一套底板出液流道303布置时采用分层并联布置，每套流道通过布置在微流控底板 3不同水平高度防止相互干涉，每套流道自芯片装配格301底部竖直向上到达各自水平高度，而后水平排布流向并汇聚于各自储液腔室304或出液流道105，流道排布过程中通过控制每条流道拐角和长度控制流体自储液腔室304流至每个芯片装配格301时的沿程阻力进而控制流量。
[0017]优选的，所述模块化微流控芯片平台根据需求选择不同孔数的微流控底板3并布置不同数量、不同类型的芯片模块1以满足多种实验数量、连通性需求和进出液分流、分配需求。
[0018]优选的，所述培养腔101的下层腔体为纺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化微流控芯片平台，其特征在于：包括微流控底板(3)，置于微流控底板(3)芯片装配格内的芯片模块(1)，固定在微流控底板(3)顶部用于密封芯片模块(1)的密封板(2)；所述微流控底板(3)包括芯片装配格(301)、底板进液分流流道(302)、底板出液流道(303)、储液腔室(304)、进液接口(305)、调节旋钮(306)和底板连通流道(307)；所述微流控底板(3)为网格状框架，正交排布多个芯片装配格(301)，每个芯片装配格(301)底部有四个接口，用于连通三套独立的底板进液分流流道(302)和一套底板出液流道(303)，插入芯片模块(1)时分别与流道接口(106)相接；三套底板进液分流流道(302)各自拥有储液腔室(304)，位于侧壁面内，储液腔室(304)顶端有进液接口(305)进行加液或外接流量驱动装置，储液腔室(304)液位高于芯片模块(1)，无外接流量驱动装置时实现重力驱动；底板出液流道(303)出口位置插入一根调节旋钮(306)，通过旋转调节旋钮(306)调整出口位置的开度进而调整流量；所述芯片模块(1)根据通道数和连通性进行分类，分为单通道独立芯片模块(1
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1)、单通道交流芯片模块(1
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2)、三通道独立芯片模块(1
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3)和三通道交流芯片模块(1
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4)；所述芯片模块(1)包括所述单通道独立芯片模块(1
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1)、单通道交流芯片模块(1
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2)、三通道独立芯片模块(1
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3)和三通道交流芯片模块(1
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4)中一种或多种；所述三通道交流芯片模块(1
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4)包括培养腔(101)，半透膜支架(102)、连通流道(103)、进液流道(104)、出液流道(105)和流道接口(106)，用于实现多层培养和相邻三通道交流芯片模块物质交换；其培养腔(101) 位于三通道交流芯片模块正中，开口向上，腔体自下而上分为两层，用以进行组织分层培养，下层腔体用以培养下层组织，上层腔体用以培养上层组织，两层间通过可拆卸的半透膜支架(102)进行分隔，半透膜支架(102)用以承载半透膜和胶状培养基；连通流道(103)分布于培养腔(101)下层腔体的正交方向，从培养腔(101)连通三通道交流芯片模块外壁面，当其中一个三通道交流芯片模块插入微流控底板(3)时，连通流道(103)通过底板连通流道(307)与相邻三通道交流芯片模块进行物质交流；进液流道(104)和出液流道(105)位于三通道交流芯片模块(1
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4)对角线四角，其中三个顶角位置为进液流道(104)，一个顶角位置为出液流道(105)，进液流道(104)和出液流道(105)一端连通培养腔(101)，另一端连通流道接口(106)，用以将微流控底板(3)中底板进液分流流道(302)的液体通过进液流道(104)流入培养腔(101)，并从出液流道(105)流出，回到底板出液流道(303)，最终排出；三通道交流芯片模块(1
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4)中一条进液流道(104)和出液流道(105)对角布置于下层腔体顶端，另两条进液流道(104)布置于上层腔体与下层腔体不同的两个对角；流道接口(106)位于三通道交流芯片模块(1
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4)底部四角方向，装配时插入芯片装配格(301)底部相匹配的接口，受...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昕泽，
申请(专利权)人：陕西泽琰生物信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：