一種用於產生濃度梯度的橋形微流控晶片的製作方法
2023-06-09 13:31:16 1
專利名稱：一種用於產生濃度梯度的橋形微流控晶片的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及生物領域和化學領域，具體涉及一種用於產生任意濃度梯度的橋形微流控結構的微流控晶片模塊。
背景技術：
在所有化學和生物反應中，化合物的濃度是其中一個重要的參數。一般而言，要測定某化合物對於生物體系/細胞中的有效濃度時，需要對一系列遞升或遞降的濃度進行生物反應測試。其於製備遞升或遞降的濃度是以串行形式產生，且最高與最低濃度往往相差幾個數量級，製備化合物濃度的誤差往往因串行式稀釋而放大，從而影響生物實驗的準確性。另外，生物體系對外來刺激物/化合物經常表現出非線性的反應關係，例如海馬錐體神經元細胞對神經遞質Y-氨基丁酸就呈現雙向的反應關係。利用線性的濃度梯度差去忠實地呈現生物體系對化合物的非線性反應曲線是困難的，因為此舉往往需要產生出密集的遞升或遞降的濃度。微流控晶片具有自動化和高重現性等特點，以微流技術產生濃度梯度的代表結構有T型微流結構，它因能並行生成濃度梯度所以一直備受關注。儘管T型微流結構具有方便製作和操作等優點，且微流控裝置在分析速度、便攜性、價格、效率以及自動化方面有眾多的優點，但它們在生命科學和生物科技的應用仍然受到很多限制。尤其突出的是，T型微流管產生濃度梯度曲線的原理是基於化合物在管道內的擴散，因此難以獲得可控的濃度梯度曲線以迎合不同生物體系的反應模式，而產生可控濃度梯度對準確檢測生物反應具有極其重要的作用。
實用新型內容本實用新型實施例提供了一種產生濃度梯度的橋形微流控晶片，用以產生可控的濃度梯度。本實用新型實施例提供的產生濃度梯度的橋形微流控晶片，包括:二個寬度相同的進樣微流寬管道，其中一個呈梳形的微流寬管道具有十一個凹槽結構，另一個呈S形狀的微流寬管道與梳形管道通過微流窄管道相連。從以上技術方案可以看出，本實用新型實施例具有以下優點:本實用新型實施例中的用於產生濃度梯度的橋形微流控晶片模塊利用不同寬度管道的阻力差異，以及調控微流窄管道的長度在梳形管道與S形管道之間產生可控的液壓差異，從而控制化合物被分配到梳形管道旁邊凹槽的濃度，是一種結合化合物對流和擴散分配而產生的濃度梯度。透過控制微流窄管道的長度從而產生可控的濃度梯度，通過注入神經細胞瘤細胞於凹槽結構後，可實現高通量麻痺性貝類毒素的檢測，並且本微流控晶片模塊製作和操作上簡單方便，並適合與其他功能微型器件結合使用。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例中的用於產生濃度梯度的橋形微流控晶片中產生任意濃度梯度的橋形微流控結構的布置示意圖；圖2為本實用新型實施例中的用於產生濃度梯度的橋形微流控晶片中產生的非線性濃度梯度的實驗數據圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例進一步說明本實用新型實施例的技術方案，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。本實用新型實施例提供了一種用於產生濃度梯度的橋形微流控晶片，用於產生可控的濃度梯度。以下進行具體說明。請參閱圖1，本實用新型實施例中的產生濃度梯度的橋形微流控晶片，包括:二個寬度相同的進樣微流寬管道4及進樣微流寬管道5，其中，進樣微流寬管道5呈梳形，且具有十一個凹槽結構I (未在圖中完全標出)，進樣微流寬管道4呈S形。進樣微流寬管道4與進樣微流寬管道5通過各微流窄管道相連，例如圖1中的微流窄管道2及微流窄管道3 (其餘未完全標出)。本實用新型的實施例中，進行螢光素與緩衝液入口混合的濃度梯度實驗，請繼續參見圖1，緩衝液和 試劑分別由緩衝劑入口 6及試劑入口 7進入產生濃度梯度的橋形微流控晶片。試劑入口 7可以輸入單一或多種溶質的混合液,為描述方便,本實施例以突光素試劑液為例:在緩衝劑入口 6及試劑入口 7分別加入10微升(μ L) hank』 s平衡鹽溶液(HBSS，Hank’s Balanced Salt Solutions)的緩衝液和突光素(10微摩)。置於共聚焦突光顯微鏡之下觀察，其中螢光素激發波長為488納米(nm)，發射濾光片選擇為505-530納米(nm)，得到圖2所示的實驗結果，橋形微流控晶片能夠產生非線性濃度梯度。本實用新型實施例中的用於產生濃度梯度的橋形微流控晶片模塊是利用不同寬度管道的阻力差異，以及調控微流窄管道的長度在梳形管道與S形管道之間產生可控的液壓差異，從而控制化合物被分配到梳形管道旁邊凹槽的濃度，是一種結合化合物對流和擴散分配而產生的濃度梯度。本微流控晶片模塊凹槽中化合物濃度經試劑入口 7進入該橋形微流控晶片，由於微流寬管道4及微流寬管道5的流體阻力比微流窄管道小，只有一部分化合物將受控地由微流寬管道4經微流窄管道流入微流寬管道5，較短的微流窄寬管2因對流體阻力比較長的微流窄寬管3小，因而容許較多的化合物流入微流寬管道5，不同分量的化合物進一步擴散至凹槽結構，從而獲得非線性的濃度梯度。透過控制微流窄管道的長度從而產生可控的濃度梯度，通過注入神經細胞瘤細胞於凹槽結構後，本實用新型實施例提供的用於產生濃度梯度的橋形微流控晶片模塊可以實現高通量麻痺性貝類毒素的檢測，並且本微流控晶片模塊製作和操作上簡單方便，並適合與其他功能微型器件結合使用。[0016]為便於理解，下面以另一實施例詳細說明本實用新型實施例中的用於產生濃度梯度的橋形微流控晶片，請繼續參閱圖1，本實用新型實施例中的用於產生濃度梯度的橋形微流控晶片的另一個實施例包括:二個寬度相同的進樣微流寬管道4及進樣微流寬管道5，其中，進樣微流寬管道5呈梳形，且具有十一個凹槽結構I (未在圖中完全標出)，進樣微流寬管道4呈S形。進樣微流寬管道4與進樣微流寬管道5通過各微流窄管道相連，例如圖1中的微流窄管道2及微流窄管道3 (其餘未完全標出)。其中，進樣微流寬管道4及進樣微流寬管道5的橫切面積均比微流窄管道大5(Γ100倍，且寬度不同的微流寬管道及微流窄管道由同一塊印刷電路板模版複製而成，而該橋形微流控晶片模版上不同寬度的各微流管道結構是通過設計不同寬度的光掩模條紋，經各向同性蝕刻產生，且微流控晶片模塊是用聚二甲基矽氧烷注塑成型。本實用新型實施例中的用於產生濃度梯度的橋形微流控晶片模塊是利用不同寬度管道的阻力差異，以及調控微流窄管道的長度在梳形管道與橋形管道之間產生可控的液壓差異，從而控制化合物被分配到梳形管道旁邊凹槽的濃度，是一種結合化合物對流和擴散分配而產生的濃度梯度。本微流控晶片模塊凹槽中化合物濃度經試劑入口 7進入晶片，由於微流寬管道4及微流寬管道5的流體阻力比微流窄管道小，只有一部分化合物將受控地由微流寬管道4經微流窄管道流入微流寬管道5，較短的微流窄管道2因對流體阻力比微流窄管道3小，因而容許較多的化合物流入微流寬管道5，不同分量的化合物進一步擴散至凹槽結構，從而獲得非線性的濃度梯度。由於該橋形微流控晶片模版上不同寬度的各微流管道結構是通過設計不同寬度的光掩模條紋，經各向同性蝕刻產生，且微流控晶片模塊是用聚二甲基矽氧烷注塑成型，易於批量生產，並適合與其他功能微型器件結合使用。需要說明的是，改變微流窄管道長度及微流窄管道之間的排列能有效影響化合物被對流分配到梳形微流寬管道中的總量及實際上可產生的濃度曲線。微流控晶片的凹槽數目的增加也可以令檢測 的濃度讀數增長。本實用新型以十一個凹槽為例，進一步闡述本實用新型，而凹槽的具體數目不影響本實用新型技術方案的實施。以上對本實用新型所提供的一種用於產生濃度梯度的橋形微流控晶片進行了詳細介紹，對於本領域的技術人員，依據本實用新型實施例的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
權利要求1.一種用於產生濃度梯度的橋形微流控晶片，其特徵在於，包括: 二個寬度相同的進樣微流寬管道，其中一個呈梳形的微流寬管道具有十一個凹槽結構，另一個呈S形狀的微流寬管道與梳形管道通過微流窄管道相連。
2.根據權利要求1所述的微流控晶片，其特徵在於:所述二個寬度相同的進樣微流寬管道的橫切面積均比所述微流窄管道的橫切面積大50 100倍。
3.根據權利要求1或2所述的微流控晶片，其特徵在於:所述微流寬管道和所述微流窄管道由同一塊印刷電路板模版複製而成。
4.根據權利要求3所述的微流控晶片，其特徵在於:所述微流控晶片由聚二甲基矽氧烷注塑成型 。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種用於產生濃度梯度的橋形微流控晶片，用於產生可控的濃度梯度。本實用新型實施例包括二個寬度相同的進樣微流寬管道，其中一個呈梳形的微流寬管道具有十一個凹槽結構，另一個呈S形狀的微流寬管道與梳形管道通過微流窄管道相連。
文檔編號B01L3/00GK203075968SQ20122025959
公開日2013年7月24日 申請日期2012年6月4日 優先權日2012年6月4日
發明者嶽振峰, 李卓榮, 易長青, 肖來龍 申請人:深圳市檢驗檢疫科學研究院, 澳門大學