一种微流控芯片制造技术

本实用新型专利技术提供了一种微流控芯片，包括芯片部分，所述芯片部分包括上层通道和下层通道，所述上层通道和下层通道呈十字交叉状设置且两层通道之间通过微孔膜相隔，所述上层通道的中间位置设有椭圆柱形的上层培养腔，所述下层通道的中间位置设有圆柱形的下层培养腔，所述下层培养腔的中心与上层培养腔的中心位于同一中心线上且下层培养腔在延伸方向上内切于上层培养腔。该微流控芯片相比于传统Transwell模型，可为细胞、组织等提供近似于体内的生理环境，可以大量节约动物资源以及研究成本。同时，还具有构型简单，制作成本低，操作简单、效率高，易于细胞、组织生长的特点。组织生长的特点。组织生长的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片


[0001]本技术属于微流控芯片领域以及医学、药学、生物检测领域，涉及一种微流控芯片。

技术介绍

[0002]微流控技术是一种在微米级微管中精确操纵微量流体的技术手段，可以在几平方厘米的芯片中进行化学、生物等实验研究。
[0003]众所周知，体内系统可以为研究提供一个自然环境，但限制了对正常生理过程以及病理状态机制的理解，也不能在体内进行定量研究或高通量分析。传统的Transwell模型作为一种静态培养的体外模型忽略了血液流动所产生的剪切力，并不能很好地模拟生理结构。
[0004]近年来，微流控芯片技术发展迅速，各种体外模型的建立极大地提高了相关研究的效率。然而，大部分的微流控芯片设计较为复杂，制作成本高，操作困难并没有得到广泛的应用。

技术实现思路

[0005]本申请为了解决上述问题，提供一种微流控芯片。该微流控芯片相比于传统Transwell模型，可为细胞、组织等提供近似于体内的生理环境，可以大量节约动物资源以及研究成本。同时，还具有构型简单，制作成本低，操作简单、效率高，易于细胞、组织生长的特点。
[0006]为了实现本申请的目的，本申请采用的技术方案为：
[0007]一种微流控芯片，包括芯片部分，所述芯片部分包括上层通道和下层通道，所述上层通道和下层通道呈十字交叉状设置且两层通道之间通过微孔膜相隔，所述上层通道的中间位置设有椭圆柱形的上层培养腔，所述下层通道的中间位置设有圆柱形的下层培养腔，所述下层培养腔的中心与上层培养腔的中心位于同一中心线上且下层培养腔在延伸方向上内切于上层培养腔。
[0008]优选地，所述上层培养腔和下层培养腔均连接有流体通道，所述流体通道与所述上层培养腔和下层培养腔之间均具有宽度差。
[0009]更优选地，所述流体通道与所述上层培养腔和下层培养腔的宽度比例范围为1：2
‑
1：10。
[0010]更优选地，所述流体通道上设有进出口。
[0011]优选地，微流控芯片还包括载玻片，以用于支撑所述芯片部分。
[0012]优选地，所述芯片部分的材料采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
[0013]优选地，所述微孔膜的厚度为10μm，膜孔径为0.4
‑
8.0μm。
[0014]更优选地，所述微孔膜的材料选自聚碳酸酯(PC)或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
[0015]优选地，所述上层通道和下层通道的长度均为0.5
‑
5cm，高度均为0.1
‑
0.2mm。
[0016]更优选地，椭圆柱形的上层培养腔长1
‑
5mm、宽0.2
‑
2mm，圆柱形的下层培养腔直径为0.2
‑
2mm。
[0017]本申请的有益效果在于：
[0018]独特的细胞培养腔构型设计，下层培养腔为圆柱形，从俯视图可看出，该培养腔内切于上层培养腔中，明确了上下两层通道的接触面积，便于细胞或组织模型中常用参数的计算，如表观渗透系数等。同时，该芯片培养腔的构型设计多采用弧状，可以有效避免因顽固气泡的形成而影响细胞或组织发育的问题。流体通道与培养腔的宽度差，可方便细胞或组织的富集与均匀分布。为体外生理模型的构建，如屏障模型等提供了一种操作方便，高效的微流控芯片。
附图说明
[0019]图1为本申请微流控芯片整体俯视图。
[0020]图2为本申请微流控芯片上层通道俯视图。
[0021]图3为本申请微流控芯片下层通道俯视图。
[0022]图中：
[0023]1‑
载玻片，2
‑
芯片部分，3
‑
进出口，4
‑
流体通道，5
‑
上层培养腔，6
‑
下层培养腔。
具体实施方式
[0024]下面结合具体实施方式对本技术进行详细说明，以下具体实施例有助于本领域技术人员对进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，在不脱离本技术构思的前提下，都可以对装置做出若干的变形或改造。这些都属于本技术的保护范围。
[0025]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“设置”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接；可以是直接相连，可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0026]另外，如未有特殊说明，以下实施例中所采用的零部件均为现有零部件，其对应的连接方式亦可通过常规技术手段实现，本申请中将不再一一赘述。
[0027]实施例
[0028]如图1
‑
3所示，本技术提供的一种微流控芯片，包括载玻片1和芯片部分2，载玻片1的主要作用是增加芯片部分2的物理强度，起到支撑作用，同时，便于在显微镜下固定和观察。芯片部分2的主要材料为聚二甲基硅氧烷(PDMS)，该材料具有良好的透气性和透光性，易于细胞、组织等的生长以及镜下观察。
[0029]芯片部分2包括上层通道和下层通道，上层通道和下层通道呈十字交叉状设置且两层通道之间由一层厚度为10μm的微孔膜相隔，该微孔膜材料可选择聚碳酸酯(PC)或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，膜孔径为0.4
‑
8.0μm。上下两层通道长度为0.5
‑
5cm，高度为0.1
‑
0.2mm。
[0030]上层通道的中间位置设有椭圆柱形的上层培养腔5，该椭圆柱形长1
‑
5mm、宽0.2
‑
2mm，下层通道的中间位置设有圆柱形的下层培养腔6，该圆柱形直径为0.2
‑
2mm，下层培养腔6的中心与上层培养腔5的中心位于同一中心线上且下层培养腔6在延伸方向上内切于上层培养腔5。上层培养腔5和下层培养腔6均连接有流体通道4，流体通道4与上层培养腔5和下层培养腔6之间均具有宽度差，宽度比例范围为1：2
‑
1：10，该设计可以在接种过程中产生流体速度差异，当细胞或者组织悬液通过培养腔时，流动速度放缓，便于细胞或组织在培养腔中富集，分布均匀。
[0031]流体通道4上设有进出口3，进出口3的直径为0.5
‑
2.5mm。
[0032]该微流控芯片可适用于细胞或组织的单培养、接触式共培养、非接触式共培养模型的构建。以接触式共培养模型构建为例，选择合适规格的无菌注射器与专用管材，根据实验需要吸取适量的人纤维连接蛋白或者基质胶等溶液，通过微流控泵将溶液注入芯片，对培养腔进行表面处理，使细胞或组织易于贴附。之后，于37℃二氧化碳培养箱中孵育，取出，用完全培养基清洗通道，将预先准备的下层细胞或组织悬液注入下层通道至充满培养腔，将芯片倒置放入培养箱使细胞或组织贴壁；接种上层细胞或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括芯片部分，所述芯片部分包括上层通道和下层通道，所述上层通道和下层通道呈十字交叉状设置且两层通道之间通过微孔膜相隔，所述上层通道的中间位置设有椭圆柱形的上层培养腔，所述下层通道的中间位置设有圆柱形的下层培养腔，所述下层培养腔的中心与上层培养腔的中心位于同一中心线上且下层培养腔在延伸方向上内切于上层培养腔。2.根据权利要求1所述的一种微流控芯片，其特征在于，所述上层培养腔和下层培养腔均连接有流体通道，所述流体通道与所述上层培养腔和下层培养腔之间均具有宽度差。3.根据权利要求2所述的一种微流控芯片，其特征在于，所述流体通道与所述上层培养腔和下层培养腔的宽度比例范围为1：2
‑
1：10。4.根据权利要求2或3所述的一种微流控芯片，其特征在于，所述流体通道上设有进出口。5.根据权利要求1所述的一种微流控芯片，其特征在于，微流控芯片还包括载玻片，...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖同杰，宋彦廷，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：新型
国别省市：