微流控芯片及其制备方法、应用和虾青素的生产方法与流程

文档序号:21722165发布日期:2020-08-05 01:12阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种微流控芯片,其特征在于,包括:

筛选部分,包括筛选腔室和筛选组件,所述筛选腔室的腔内高度和宽度均大于或等于细胞样品中的最大细胞的直径,所述筛选组件设置在所述筛选腔室内,并将所述筛选腔室分隔成间隔的进样腔部和出样腔部,所述筛选组件具有多个间隔设置的筛选孔,每个所述筛选孔连通所述进样腔部和所述出样腔部,所述筛选孔能够使目标筛选细胞通过,其中,所述进样腔部具有进样口;及

培养部分,包括培养单元,所述培养单元包括培养腔室,所述培养腔室的腔内高度等于所述目标筛选细胞的平均直径,所述培养腔室的腔内宽度大于所述目标筛选细胞中的最大细胞的直径,所述培养腔室与所述出样腔部连通,所述培养腔室具有排液孔,所述排液孔的孔径小于所述细胞样品中的最小细胞的直径。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片,其特征在于,所述进样腔部还具有供未经过所述筛选孔的细胞流出的废液孔,所述废液孔靠近所述出样腔部设置,所述进样口远离所述出样腔部设置,所述筛选组件包括多个延伸方向平行的凸条,多个所述凸条沿一直线从靠近所述废液孔处向靠近所述进样口的方向间隔排列,而将所述筛选腔室分隔成间隔的所述进样腔部和所述出样腔部,相邻两个所述凸条之间的间隙形成一个所述筛选孔,所述直线相对所述凸条的延伸方向倾斜。

3.根据权利要求2所述的微流控芯片,其特征在于,每个所述凸条靠近所述进样腔部的一端的端面相对所述凸条的延伸方向倾斜,所述端面的倾斜方向和所述直线的倾斜方向相同。

4.根据权利要求3所述的微流控芯片,其特征在于,所述端面包括第一斜面部及与所述第一斜面部连接的第二斜面部,所述第一斜面部和所述第二斜面部的倾斜方向均与所述直线的倾斜方向相同,所述第一斜面部与所述凸条的延伸方向形成的锐角的角度大于所述第二斜面部与所述凸条的延伸方向形成的锐角的角度。

5.根据权利要求4所述的微流控芯片,其特征在于,所述第一斜面部与所述凸条的延伸方向的夹角为40°~60°,所述第二斜面部与所述凸条的延伸方向的夹角为30°~50°;及/或,所述直线与所述凸条的延伸方向的夹角为45°~60°。

6.根据权利要求1所述的微流控芯片,其特征在于,所述培养单元具有多个与所述出样腔部连通的对比腔室,部分所述对比腔室的腔内高度小于所述目标筛选细胞的平均直径,部分所述对比腔室的腔内高度大于所述目标筛选细胞的平均直径,每个所述对比腔室的腔内宽度均大于所述目标筛选细胞中的最大细胞的直径,每个所述对比腔室具有出液孔,所述出液孔的孔径小于所述细胞样品中的最小细胞的直径。

7.根据权利要求6所述的微流控芯片,其特征在于,腔内高度最小的所述对比腔室的腔内高度小于所述目标筛选细胞中的最小细胞的直径;及/或,腔内高度最大的所述对比腔室的腔内高度大于所述目标筛选细胞的平均直径。

8.根据权利要求6所述的微流控芯片,其特征在于,腔内高度最小的所述对比腔室的腔内高度小于或等于2微米;及/或,腔内高度最大的所述对比腔室的腔内高度大于或等于70微米。

9.根据权利要求6所述的微流控芯片,其特征在于,所述培养部分还具有进样流道,所述进样流道与所述出样腔部连通,所述培养腔室和多个所述对比腔室均与所述进样流道连通,所述培养单元具有排液流道,所述排液流道与所述排液孔、多个所述出液孔均连通,所述排液流道上还设有排液口。

10.根据权利要求9所述的微流控芯片,其特征在于,所述培养单元为多个,每个所述培养单元的所述培养腔室和多个所述对比腔室均与所述进样流道连通,多个所述培养单元的所述排液流道远离所述排液孔和所述出液孔的一端汇集,所述排液口位于多个所述培养单元的所述排液流道的汇集处。

11.根据权利要求1所述的微流控芯片,其特征在于,所述进样腔部还具有供未经过所述筛选孔的细胞流出的废液孔,所述筛选部分还具有废液流道,所述废液流道的一端与所述废液孔连通,另一端为废液口,所述废液流道的中部呈蛇形阵列状。

12.根据权利要求1~11任一项所述的微流控芯片,其特征在于,所述培养腔室的腔内高度为所述目标筛选细胞的平均直径的60%~100%;及/或,所述筛选孔的孔径为所述目标筛选细胞的平均直径的60%~100%。

13.根据权利要求1~11任一项所述的微流控芯片,其特征在于,所述微流控芯片包括芯片本体和载板,所述载板盖设在所述芯片本体上,以与所述芯片本体共同形成所述筛选部分和所述培养部分,所述芯片本体的材质选自聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸、环烯烃聚合物及玻璃中的一种,所述载板为玻璃板。

14.根据权利要求13所述的微流控芯片,其特征在于,每个所述培养腔室内设有支撑柱,所述支撑柱沿所述培养腔室的高度方向延伸,所述支撑柱的一端与所述培养腔室的室壁固接,另一端与所述载板抵接。

15.一种微流控芯片的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

在基板上形成金属层;

对所述金属层进行蚀刻,以得到具有图案的金属层;

在所述具有图案的金属层上形成负性光刻胶层,再依次经紫外照射和显影处理,得到具有芯片图形的模具;

将芯片本体的原材料于所述模具上成型,得到成型件,在所述成型件上开孔,得到所述芯片本体;

将所述芯片本体与载板封接,得到微流控芯片,所述微流控芯片包括筛选部分和培养部分,所述筛选部分包括筛选腔室和筛选组件,所述筛选腔室的腔内高度和宽度均大于或等于细胞样品中的最大细胞的直径,所述筛选组件设置在所述筛选腔室内,并将所述筛选腔室分隔成间隔的进样腔部和出样腔部,所述筛选组件具有多个间隔设置的筛选孔,每个所述筛选孔连通所述进样腔部和所述出样腔部,所述筛选孔能够使所述目标筛选细胞通过,其中,所述进样腔部具有进样口;所述培养部分包括培养单元,所述培养单元包括培养腔室,所述培养腔室的腔内高度等于所述目标筛选细胞的平均直径,所述培养腔室的腔内宽度大于所述目标筛选细胞中的最大细胞的直径,所述培养腔室与所述出样腔部连通,所述培养腔室具有排液孔,所述排液孔的孔径小于所述细胞样品中的最小细胞的直径。

16.根据权利要求15所述的微流控芯片的制备方法,其特征在于,所述芯片本体的材质选自聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸及环烯烃聚合物中的一种,所述将芯片本体的原材料于所述模具上成型的方法为浇注成型。

17.一种细胞培养设备,其特征在于,包括:

权利要求1~14所述的微流控芯片或权利要求15~16任一项所述的微流控芯片的制备方法制备得到的微流控芯片;

进样器,能够与所述进样口连通,以向所述进样腔部加入所述细胞样品;

抽取组件,能够使所述细胞样品经过所述筛选孔、所述出样腔部而进入所述培养腔室,并使所述培养腔室中的废液能够从所述排液孔流出。

18.一种虾青素的生产方法,其特征在于,包括如下步骤:在微藻细胞生长至营养增长期开始对所述微藻细胞施加机械应力,以使所述微藻细胞在所述机械应力的作用下继续生长。

19.权利要求1~14任一项所述的微流控芯片、权利要求15~16任一项所述的微流控芯片的制备方法制备得到的微流控芯片或权利要求17所述的细胞的培养设备在生物质的生产或虾青素的生产中的应用。


技术总结
本发明涉及一种微流控芯片及其制备方法、应用和虾青素的生产方法。该微流控芯片包括筛选部分和培养部分,筛选部分的筛选腔室的腔内高度和宽度均大于或等于细胞样品中的最大细胞的直径,筛选组件设置在筛选腔室内,并将筛选腔室分隔成间隔的进样腔部和出样腔部,筛选组件的每个筛选孔连通进样腔部和出样腔部,筛选孔能够使目标筛选细胞通过;培养部分包括培养单元,培养单元包括培养腔室,培养腔室的腔内高度等于目标筛选细胞的平均直径,培养腔室的腔内宽度大于目标筛选细胞中的最大细胞的直径,培养腔室与出样腔部连通。上述微流控芯片能够提高虾青素的含量。

技术研发人员:姚俊伊;朴宰源;崔允溢
受保护的技术使用者:南方科技大学
技术研发日:2019.01.29
技术公布日:2020.08.04
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