一种基于微流控芯片的细胞代谢产物实时检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于微流控芯片的细胞代谢产物实时检测装置，包括：微流控芯片、自动取样组件、前处理与富集组件以及检测器。在微流控芯片内设置有带细胞培养室的通道。在微流控芯片的周围设置有能从通道的出口处取样的自动取样组件。在自动取样组件的下游连接前处理与富集组件，其能对取样得到的细胞代谢产物进行除盐及目标产物富集。对应于前处理与富集组件的出口处设置有检测器，以对目标产物实施在线检测。本发明专利技术的检测装置集微流控芯片、自动取样、前处理与富集以及检测于一体，可以对微流控芯片上的生化反应及药物代谢过程进行实时、在线的检测和分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及细胞研究
，尤其涉及一种基于微流控芯片的细胞代谢产物实时检测装置。
技术介绍
众所周知，微流控芯片技术相对于传统的细胞研究平台，由于具有低试剂消耗量、易集成、高通量、易操作以及良好的再现性而被受到广泛的关注。近年来，动物实验开始逐渐被人类所反对，而微流控芯片技术则是能够代替动物实验最具潜力的方法之一，具有广阔的应用前景。微流控芯片中的通道一般为与细胞尺寸相当的微米级通道，这使得研究人员不仅可以对细胞进行精确操控，还能够减少细胞用量和试剂的消耗。现有技术中，利用微流控芯片的特性，已成功的在芯片中模拟了癌症在乳腺管中的生长情况。药物代谢可以了解到药物中真正起作用的分子的结构，这对于临床药物使用能起到指导与监控作用。为了更好的在微流控芯片上进行复杂的生化反应以及药物代谢模拟，需要更加完善的检测和分析装置及方法。传统的药物代谢检测是非在线式，由于不能进行连续的代谢监控，这使得研发人员不能全面地了解细胞对药物吸收、代谢的全过程。因此，如何建立一个能够在线、快速并且过程简短的分析装置和方法用于药物代谢分析就显得非常重要。另外，现有技术中的检测和分析装置在产物富集、检出限以及抗干扰方面仍存在很多的不足，这使得在微流控芯片上进行复杂生化反应以及药物代谢受到较大的限制。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于微流控芯片的细胞代谢产物实时检测装置，包括：微流控芯片、自动取样组件、前处理与富集组件以及检测器。在微流控芯片内设置有带细胞培养室的通道。在微流控芯片的周围设置有能从通道的出口处取样的自动取样组件。在自动取样组件的下游连接前处理与富集组件，其能对取样得到的细胞代谢产物进行除盐及目标产物富集。对应于前处理与富集组件的出口处设置有检测器，以对目标产物实施在线检测。在这种情况下，本专利技术的检测装置集微流控芯片、自动取样、前处理与富集以及检测于一体，可以对微流控芯片上的生化反应及药物代谢过程进行实时、在线的检测和分析。即，可以对细胞代谢产物进行连续的监控，以全面地了解微流控芯片上的生化反应及药物代谢的全过程。进一步地，微流控芯片包括多个并联的通道，在靠近多个并联的通道的出口区域均设有细胞培养室。优选地，通道可以设置成具有树枝状分叉的通道。由此，可以同时、在线的进行多组实验，实现对多个通道的细胞代谢情况进行连续监控和对比，以达到对多个细胞代谢或生化反应进行监控和检测的目的。进一步地，微流控芯片还包括设有清洗液储存室的清洗通道。由此，当自动取样组件从不同的通道中取样之前，可以先使用清洗通道对自动取样组件进行清洗，以避免不同通道之间的相互干扰。进一步地，在并联通道和清洗通道的出口端构造有垂直于通道向外凸出的取样口。优选地，取样口的形状可以构造成与自动取样组件相匹配，以方便取样。进一步地，自动取样组件包括吸液管、移动平台以及泵。吸液管的一端以能对准通道的取样口的方式设置于移动平台中，吸液管的另一端与泵连通。由此，在电脑软件的控制下吸液管可以随移动平台上下和左右移动，以对准微流控芯片的不同的取样口进行取样。在这种情况下，通过移动平台往复运动，吸液管可以连续、在线、重复地从不同的取样口取样。另外。在泵的作用下，可以将提取的微量样品泵入前处理与富集组件中，以进行下一步的处理过程。进一步地，前处理与富集组件包括富集柱和通道转换器。富集柱的入口经导管和通道转换器能与自动取样组件连通；富集柱的出口经导管和通道转换器能与废液瓶连通。由此，取样得到的样品首先在富集柱中进行除盐处理及目标产物富集，之后将不需要的产物排入废液瓶中。进一步地，前处理与富集组件还包括注射泵和分离柱。注射泵能通过导管和通道转换器与富集柱的入口连通；分离柱能通过导管和通道转换器与富集柱的出口连通。由此，通过注射泵可以向富集柱中注射洗脱液对目标产物进行脱洗，之后，目标产物进入分离柱中进行类别的分离，以便于后续的检测。进一步地，通道转换器为六通阀。由此，通过旋转六通阀可以实现通道的转换过程，进而对样品进行不同的前处理过程。进一步地，检测器为电喷雾质谱仪或色谱仪。优选地，分离柱的出口能与喷雾用尖端连接。由此，可以对样品进行不同的检测。本专利技术的优点在于：(1)能够直接对细胞培养基液进行在线实时检测。(2)在目标产物富集方面、检出限以及抗干扰方面能更好地满足人们的需要。(3)可以实现对多个通道的细胞代谢情况进行监控和对比，便于同时进行多组实验。(4)具有更高的检测灵敏度以及更广阔的适用性。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1为本专利技术实施例的基于微流控芯片的细胞代谢产物实时检测装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例的微流控芯片的结构示意图；图3a与3b为本专利技术实施例的前处理与富集组件的不同的使用状态的示意图；以及图4为本专利技术实施例的喷雾用尖端与检测器的部分结构示意图。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1和图3所示，一种基于微流控芯片的细胞代谢产物实时检测装置100，包括：微流控芯片6、自动取样组件、前处理与富集组件40以及检测器20。在微流控芯片6内设置有带细胞培养室7’的通道7。在微流控芯片6的周围设置有能从通道7的出口处取样的自动取样组件。在自动取样组件的下游连接前处理与富集组件40，其能对取样得到的细胞代谢产物进行除盐及目标产物富集。对应于前处理与富集组件40的出口处设置有检测器20，以对目标产物实施在线检测。在这种情况下，本专利技术的检测装置集微流控芯片6、自动取样、前处理与富集以及检测于一体，可以对微流控芯片6上的生化反应及药物代谢过程进行实时、在线的检测和分析。即，可以对细胞代谢产物进行连续的监控，以全面地了解微流控芯片6上的生化反应及药物代谢的全过程。在本专利技术的一个具体的实施例中，如图1和2所示，微流控芯片6放置于可移动载物平台4上。可移动载物平台4与载物台支架1连接。微流控芯片6包括多个并联的通道7，优选地，通道7可以构造成树枝状。在通道7的入口处设有两个芯片注入口2，在通道7的出口处构造有垂直于通道向外凸出的取样口9。取样口9的截面形状可以任意设置，优选地，为了与吸液管10相配合，取样口9设置成口径略大于吸液管10的口径的管状。通道7的主体部分构造成直行通道或蛇形通道，另外，在通道7的直行通道上设置有细胞培养室7’。优选地，细胞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于微流控芯片的细胞代谢产物实时检测装置，其特征在于，包括：微流控芯片，设置有带细胞培养室的通道；自动取样组件，设置于所述微流控芯片的周围，并能从所述通道的出口处取样；前处理与富集组件，连接于所述自动取样组件的下游，对所述取样得到的细胞代谢产物进行除盐及目标产物富集；以及检测器，对应设置于所述前处理与富集组件的出口处，以对所述目标产物实施在线检测。

【技术特征摘要】
1.一种基于微流控芯片的细胞代谢产物实时检测装置，其特征在于，包括：
微流控芯片，设置有带细胞培养室的通道；
自动取样组件，设置于所述微流控芯片的周围，并能从所述通道的出口处取
样；
前处理与富集组件，连接于所述自动取样组件的下游，对所述取样得到的细
胞代谢产物进行除盐及目标产物富集；以及
检测器，对应设置于所述前处理与富集组件的出口处，以对所述目标产物实
施在线检测。
2.根据权利要求1所述的实时检测装置，其特征在于，所述微流控芯片包括
多个并联的通道；
在靠近多个所述并联的通道的出口区域均设有细胞培养室。
3.根据权利要求2所述的实时检测装置，其特征在于，所述微流控芯片还包
括设有清洗液储存室的清洗通道。
4.根据权利要求2或3所述的实时检测装置，其特征在于，在所述并联通道
和清洗通道的出口端构造有垂直于通道向外凸出的取样口。
5.根据权利要求4所述的实时检测装置，其特征在于，所述自动取样组件包
括吸液管、移...

【专利技术属性】
技术研发人员：林金明，王俊茗，李海芳，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11