一种多通道生成包裹微生物液滴的微流控芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种多通道生成包裹微生物液滴的微流控芯片，涉及微流控技术领域，解决了微流控芯片不能多通道生成包裹微生物液滴的技术问题，其技术方案要点是入口层分别将包含微生物的水相溶液与油相溶液通入到液滴生成层对应的不同入口，用于在不同通道中生成包含有待检微生物的液滴；再通过收集层将不同通道中封装好的液滴进行收集与储存；之后通过流道层将不同腔室中储存的液滴注入孵育层，用于孵育不同类型的液滴；待液滴充分孵育后，通过上方出口层收集目标液滴。本申请充分利用可堆叠的薄膜材料制作生成液滴的芯片，降低了原有光刻技术制作液滴生成芯片的难度、实现了多通道高通量生成包裹微生物液滴的功能。道高通量生成包裹微生物液滴的功能。道高通量生成包裹微生物液滴的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道生成包裹微生物液滴的微流控芯片


[0001]本申请涉及微流控
，尤其涉及一种多通道生成包裹微生物液滴的微流控芯片。

技术介绍

[0002]微生物蕴藏着巨大的物种和遗传多样性，在人类了解和认识生命起源，保护生态环境，开发微生物能源、活性代谢产物和生物制造等方面具有重大的潜力。微生物具有体积小、多样化、适应性强和高度易变等特点，但传统的培养瓶、培养皿或者计数板已经无法满足微生物研究中如何微型化并行化培养等问题。因此先进的微流控技术对于分离和培养微生物，以及揭示微生物生态系统、微生物与其宿主之间的复杂相互作用至关重要。
[0003]液滴微流控，作为一种多功能且强大的技术，可以人为的产生几千到几百万个几乎完全相同的液滴，使人们能够可控地包裹单个微生物，在已知和受控的环境中培养它们，充分利用代谢产物的有限体积和浓度，检测细胞和它们的表型之间的细微差异并对它们进行分类。并且微流控器件具有样品消耗量低、操控精度高的先天优势，在微生物应用方面潜力巨大。因此，如何利用微流控技术来生成包裹微生物的液滴，以改进传统微生物培养中繁琐的培养封装过程，在降低操作人员技术门槛、提高精度与通量等方面具有较大的应用价值。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种多通道生成包裹微生物液滴的微流控芯片，其技术目的是能够多通道生成包裹微生物液滴的微流控芯片。
[0005]本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]一种多通道生成包裹微生物液滴的微流控芯片，包括自上而下依次设置的出口层、孵育层、流道层、收集层、液滴生成层和入口层；
[0007]所述出口层包括出口层本体，所述出口层本体上设有液滴收集出口；
[0008]所述孵育层包括孵育层本体，所述孵育层本体上设有液滴孵育入口、第一孵育室、孵育板和第二孵育室；所述孵育板包括两个“工”字形孵育板，两个所述“工”字形孵育板关于所述液滴孵育入口对称；两个所述“工”字形孵育板将孵育层本体划分成一个第一孵育室和两个第二孵育室，所述第二孵育室以所述第一孵育室中心为轴呈对称分布；所述第一孵育室和所述第二孵育室的入口宽度相同；
[0009]所述流道层包括流道层本体，所述流道层本体上设有液滴流入口、液滴流出口、液滴连接口和液滴流道；所述液滴流入口、所述液滴流出口和所述液滴连接口均与所述液滴流道连通；
[0010]所述收集层包括收集层本体，所述收集层本体上设有四个收集结构，每个所述收集结构包括收集入口、收集通道、收集腔室和收集出口；所述收集入口与所述收集通道连通，所述收集通道和所述收集出口均与所述收集腔室连通；
[0011]所述液滴生成层包括液滴生成层本体，所述液滴生成层本体上设有四个液滴生成结构，每个所述液滴生成结构包括油相入口、第一油相通道、水相入口、第一水相通道、液滴生成流道和液滴生成出口；所述油相入口和所述第一油相通道连通，所述水相入口和所述第一水相通道连通，所述第一油相通道和所述第一水相通道连通，所述液滴生成流道与所述第一水相通道连通，所述液滴生成出口与所述液滴生成流道连通；
[0012]所述入口层包括液滴入口层本体，所述液滴入口层本体上设有油相出口、第二油相通道、油相注入口、水相注入口、第二水相通道和水相出口；所述油相出口和所述油相注入口都与所述第二油相通道连通，所述水相注入口和所述水相出口都与所述第二水相通道连通；
[0013]所述液滴收集出口与所述液滴孵育入口在俯视图中呈180
°
相向设置；
[0014]所述液滴孵育入口与所述液滴流出口上下同轴连通；
[0015]所述液滴流入口和对应的所述收集出口上下同轴连通；
[0016]所述收集入口和所述液滴生成出口上下同轴连通；
[0017]所述油相入口和所述油相出口同轴连通，所述水相入口和所述水相出口同轴连通。
[0018]进一步地，所述第一孵育室和所述第二孵育室均为六边形腔体。
[0019]进一步地，所述液滴流道共包括五条流道，每条流道的一端均与所述液滴连接口连接；其中四条流道的另一端分别连接有所述液滴流入口，剩余一条流道的另一端连接所述液滴流出口；
[0020]四个所述液滴流入口分别和对应的四个所述收集出口上下同轴连通。
[0021]进一步地，四个所述收集结构分别分布在所述收集层本体中心的上、下、左、右四个方位上，每个所述收集结构包括四个所述收集入口和四个对应连通的所述收集通道，四个所述收集通道均连通至所述收集腔室，所述收集腔室连通至所述收集出口。
[0022]进一步地，四个所述液滴生成结构分别分布在所述液滴生成层本体中心的上、下、左、右四个方位上，每个所述油相入口的位置远离所述液滴生成层本体中心，每个所述水相入口的位置靠近所述液滴生成层本体中心；
[0023]每个所述液滴生成结构包括：四个所述液滴生成出口和四个分别对应连通的所述液滴生成流道；所述第一油相通道与所述第一水相通道组成四个长方形流道，每个长方形流道内连通有一个所述液滴生成流道和一个所述液滴生成出口。
[0024]进一步地，所述第二油相通道包括两段直线通道和一段弧形通道，弧形通道的两端分别与两段直线通道连通，每段直线通道的两端均连接一个所述油相出口，弧形通道的中点连接所述油相注入口；
[0025]所述第二水相通道为“十”字形通道，该“十”字形通道的中间交叉点连接有所述水相注入口、四个端点均连接一个所述水相出口。
[0026]进一步地，所述第一油相通道和所述第一水相通道的宽度相同且关于所述液滴生成结构对称分布。
[0027]进一步地，所述第二油相通道关于所述油相注入口呈对称分布；所述第二水相通道关于所述水相注入口呈中心对称分布；
[0028]所述第二油相通道与所述第二水相通道的流道宽度相同；所述油相出口与所述水
相出口的直径相同。
[0029]进一步地，所述出口层、所述流道层，所述收集层、所述液滴生成层和所述入口层加工切割时均采用激光切割工艺。
[0030]本申请的有益效果在于：本申请提供的多通道生成包裹微生物液滴的微流控芯片，入口层分别将包含微生物的水相溶液与油相溶液通入到液滴生成层对应的不同入口，用于在不同通道中生成包含有待检微生物的液滴；再通过收集层将不同通道中封装好的液滴进行收集与储存；之后通过流道层将不同腔室中储存的液滴注入孵育层，用于孵育不同类型的液滴；待液滴充分孵育后，通过上方出口层收集目标液滴。本申请充分利用可堆叠的薄膜材料制作生成液滴的芯片，降低了原有光刻技术制作液滴生成芯片的难度、实现了多通道高通量生成包裹微生物液滴的功能。
附图说明
[0031]图1为本申请多通道生成包裹微生物液滴的微流控芯片的爆炸示意图；
[0032]图2为本申请实例中的出口层示意图；
[0033]图3为本申请实例中的孵育层示意图；
[0034]图4为本申请实例中的流道层示意图；
[0035]图5为本申请实例中的收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道生成包裹微生物液滴的微流控芯片，其特征在于，包括自上而下依次设置的出口层(1)、孵育层(2)、流道层(3)、收集层(4)、液滴生成层(5)和入口层(6)；所述出口层(1)包括出口层本体，所述出口层本体上设有液滴收集出口(11)；所述孵育层(2)包括孵育层本体，所述孵育层本体上设有液滴孵育入口(21)、第一孵育室(22)、孵育板(23)和第二孵育室(24)；所述孵育板(23)包括两个“工”字形孵育板，两个所述“工”字形孵育板关于所述液滴孵育入口(21)对称；两个所述“工”字形孵育板将孵育层本体划分成一个第一孵育室(22)和两个第二孵育室(24)，所述第二孵育室(24)以所述第一孵育室(22)中心为轴呈对称分布；所述第一孵育室(22)和所述第二孵育室(24)的入口宽度相同；所述流道层(3)包括流道层本体，所述流道层本体上设有液滴流入口(31)、液滴流出口(32)、液滴连接口(33)和液滴流道(34)；所述液滴流入口(31)、所述液滴流出口(32)和所述液滴连接口(33)均与所述液滴流道(34)连通；所述收集层(4)包括收集层本体，所述收集层本体上设有四个收集结构，每个所述收集结构包括收集入口(41)、收集通道(44)、收集腔室(42)和收集出口(43)；所述收集入口(41)与所述收集通道(44)连通，所述收集通道(44)和所述收集出口(43)均与所述收集腔室(42)连通；所述液滴生成层(5)包括液滴生成层本体，所述液滴生成层本体上设有四个液滴生成结构，每个所述液滴生成结构包括油相入口(51)、第一油相通道(52)、水相入口(53)、第一水相通道(54)、液滴生成流道(55)和液滴生成出口(56)；所述油相入口(51)和所述第一油相通道(52)连通，所述水相入口(53)和所述第一水相通道(54)连通，所述第一油相通道(52)和所述第一水相通道(54)连通，所述液滴生成流道(55)与所述第一水相通道(54)连通，所述液滴生成出口(56)与所述液滴生成流道(55)连通；所述入口层(6)包括液滴入口层本体，所述液滴入口层本体上设有油相出口(61)、第二油相通道(62)、油相注入口(63)、水相注入口(64)、第二水相通道(65)和水相出口(66)；所述油相出口(61)和所述油相注入口(63)都与所述第二油相通道(62)连通，所述水相注入口(64)和所述水相出口(66)都与所述第二水相通道(65)连通；所述液滴收集出口(11)与所述液滴孵育入口(21)在俯视图中呈180
°
相向设置；所述液滴孵育入口(21)与所述液滴流出口(32)上下同轴连通；所述液滴流入口(31)和对应的所述收集出口(43)上下同轴连通；所述收集入口(41)和所述液滴生成出口(56)上下同轴连通；所述油相入口(51)和所述油相出口(61)同轴连通，所述水相入口(53)和所述水相出口(66)同轴连通。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：项楠，郭克凡，蒋林，倪中华，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：