串联型多种药物筛选生物芯片的制作方法

本实用新型涉及一种新型药物筛选的生物微分析芯片，从使用上讲，是一种运用在活细胞培养系统中的，一种串联型多种药物筛选生物芯片。

背景技术：

高通量药物筛选是指以分子水平和细胞水平的实验方法为基础，以微板形式作为实验工具载体，以自动化操作系统执行试验过程，以灵敏快速的检测仪器采集实验结果数据，以计算机对实验数据进行分析处理，同一时间对数以千万样品检测，并以相应的数据库支持整体系运转的技术体系。高通量药物筛选体系在创新药物筛选中是新药开发研究的一个重要领域，已经被广泛应用于候选化合物生物活性的筛选。高通量药物筛选模型不仅可以用于发现新药，也可用于药物研究。但是传统药物筛选芯片不能实时观测药物作用下的细胞形态变化。解决此问题，需将药物的添加、实验细胞的培养、药物效果的检测等多个步骤集成到一块芯片，实现药物筛选的自动化分析，减少即时观测的实验时间和误差。

为此，本实用新型一种串联型多种药物筛选生物芯片，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是利用气室设计一种串联结构的活细胞培养的药物筛选的生物微分析芯片，将药物的给样、细胞培养、药物效果检测等多个实验功能集成到一块芯片上。

本实验的技术方案为：提供一种串联型多种药物筛选生物芯片，由包含通气系统和筛选系统的功能单元串联组成，其特征在于：通气系统是在芯片上层加工的，以“十”字交叉排布的气室通道和通气道，以及由气室为交叉中心点组成的一个功能区。气室通道的一头连接气体入口或上一个功能单元的气室通道，另一头连接下一个功能单元的气室通道，一直到气体出口结束。通气道两头各联通一个中层上加工的培养检测区。筛选系统是在中层上，以气室通道作为对称轴，两侧对称排布加工的一对呈“V”字形的双进样通道或一对单进样通道，两个培养检测区，以及在对称轴的轴线上加工的排液通道。以上组成芯片的一个功能单元，串联型多种药物筛选生物芯片就是按此功能单元依次串联。此外，芯片的每个功能单元的排液通道上接连培养检测区的弧形通道；下接另一个功能单元的培养检测区的弧形通道，最后排液通道连接到废液池和出口。在芯片中，功能单元依次以“之”字形串联排布，或以“回”字形串联成圆盘排布。

优选的，所述每对双进样通道（2）的2个端头加工有进样口（1），2条双进样通道（2）呈“V”字形排列； “V”字的开口均朝以气室通道（4）作为对称轴的外侧、“V”字垂直对称轴线；在双进样通道（2）内的汇流处，加工有涡轮结构（5）；每个对称的双进样通道（2）汇流后，分别与2条平行于以气室通道（4）作为对称轴的直通道（15）相连，在直通道（15）内的汇流处均加工有直通道涡轮结构（19）；所述单进样通道（20）是与直通道（15）的进样方向呈“V”字形夹角的一条弧形通道，其端头加工有进样口（1），另一端与直通道（15）相连汇流，在直通道（15）内的汇流处均加工有直通道涡轮结构（19）。

优选的，所述每条直通道（18）与弧形通道（6）连接；半圆形的2条弧形通道（6）中间加工有一个培养检测区（7）；两个培养检测区（7）通过通气道（8）共用气室（9）；矩形废液池（10）的短边两侧通过排液通道（11）连接到弧形通道（6）、或直接连接到弧形通道（6），长边一端通过排液通道（11）与出口（12）连接。

优选的，所述芯片分为上层（16）、中层（17）、底层（18）三层；底层（18）是芯片的基底，材质是透明的材质；进样口（1）、出口（12）贯通上层（16）和中层（17）。每个培养检测区内部各有一个“U”型结构，当培养液和药物到达时，“U”型结构（16）可以将细胞拦截，保证细胞在固定的区域生长，而培养液和药物等液体可以自由流通。培养区内部的“U”型结构（16），使细胞在固定的区域生长，便于实时观测在不同药物（或不同浓度的药物）作用下细胞形态的变化情况。

优选的，所述双进样通道和单进样通道内有混合通道内液体的涡轮结构和直通道涡轮结构，当药物注入后与细胞样品在通道处充分混合，保证药物与细胞充分接触并发生作用；或者同时加入两种药物，在通道处充分混合，保证药物混合均匀。

本实用新型的效果特点：本实用新型芯片将药物的添加、实验细胞培养、药物效果检测等多个步骤集成到一块芯片体上，可在有限的面积内检测多个指标，达到即时、有效、微量检测。能够在检测的时间段内进行实时监测，控制营养物质的输入速率，保证检测的可靠性，使得结果更能反应真实的细胞生长环境，达到最终药物筛选目的。

附图说明

图1为本实用新型的功能单元的俯视结构示意图。

图2为本实用新型的功能单元的俯视结构示意图A-A剖视图。

图3为本实用新型的一种单进样通道3个功能单元的俯视示意图。

图4为本实用新型的一种双进样通道3个功能单元的俯视示意图。

其中：1.进样口；2.双进样通道；3.气体入口；4.气室通道；5.涡轮结构；6.弧形通道；7.培养检测区；8.通气道；9.气室；10.废液池；11.排液通道；12.出口；13.气体出口；14.“U”型结构；15.直通道；16.上层；17.中层；18.底层；19.直通道涡轮结构；20.单进样通道。

具体实施方式

下面结合附图1-4和实施例进一步对本实用新型加以说明。

具体实施例一

参照附图3，本实用新型有3个功能单元，其中一个是双进样通道2的功能单元，另外2个是单进样通道20的功能单元。芯片在矩形基片上的设计结构是以“之”字形串联排布。气体最后会聚到一个总的气体出口13排除，筛选的实验药液和实验细胞最后会聚到一个总的出口12排出。每个进样口1，包含了细胞及其培养液进口和药物进口的功能。培养检测区7大小尺寸一致，能够实现实时观测不同浓度的药物对同种细胞的作用效果。

具体实施例二

参照附图4，本实用新型有3个功能单元，3个都是双进样通道2的功能单元。芯片在矩形基片上的设计结构是以“之”字形串联排布。气体最后会聚到一个总的气体出口13排除，筛选的实验药液和实验细胞最后会聚到一个总的出口12排出。每个进样口1，包含了细胞及其培养液进口和药物进口的功能。培养检测区7大小尺寸一致，能够实现实时观测不同浓度的药物对同种细胞的作用效果。