一种制造组织工程微模块的微流控芯片的制作方法_2

文档序号:10277391阅读:来源:国知局
用。
[0033]作为本实用新型的优选方案,组织工程微模块的预处理液制造结构由两块芯片键合而成,单独的芯片上设置有对应所述第一通道、第二通道、第三通道的组合槽,两块所述芯片键合后,所述组合槽配合构成所述第一通道、第二通道、第三通道,以及在所述第一通道、第二通道和第三通道的交汇处形成腔体。
[0034]作为本实用新型的优选方案,所述组合槽为矩形槽,单个的所述芯片上,对应所述第一通道的矩形槽深度小于对应所述腔体的矩形槽深度,这样键合后,第一通道在腔体处的入口就被腔体的内部空间所包裹。
[0035]作为本实用新型的优选方案,对应所述第三通道的矩形槽深度和对应所述腔体的矩形槽深度相同,尽量给预处理液形成后提供一个稳定的输出环境,腔体内壁和第三通道内壁平滑过渡,防止预处理液内部形成湍流。
[0036]作为本实用新型的优选方案,所述单独的芯片上也设置有对应所述微液滴制造模块的组合槽,两块所述芯片键合后,所述组合槽配合构成所述微液滴制造模块,减少加工成本。
[0037]作为本实用新型的优选方案,所述微液滴制造模块包括:
[0038]连续相输入通道,用于输入所述连续相;
[0039]微液滴产生区,所述微液滴产生区一侧连通所述第三通道的出口,另一侧设置微液滴输出通道,所述连续相输入通道连接所述微液滴产生区,用于向所述微液滴产生区内输入断裂所述预处理液的连续相,形成的微液滴从所述微液滴输出通道排出,形成符合要求的微液滴,因为所述预处理液的特殊结构,在所述连续相对其断裂后,就形成了单独的、中心是细胞液、外部四周包裹着鞘液的微液滴,然后后续对鞘液进行固化后,就可以形成我们所需的所述微模块。
[0040]作为本实用新型的优选方案,所述微液滴制造模块还包括固化模块,所述固化模块连接所述微液滴输出通道,用于对所述微液滴外部鞘液的固化,固化模块和所述微液滴制造模块分开设置,可以形成形状更好、更规整、对称的微模块;如果把固化模块和微液滴制造模块功能合并在一起作为一个模块的话,也是能够形成中心是细胞液、外部四周包裹着鞘液的微液滴的,但是,这种微液滴类似彗星的形状,会有一个尾巴,其固化后也会存在这么一个尾巴,对于后续组织工程上的应用不会很好,比如3D打印中,就会对微模块的堆砌造成影响。
[0041]作为本实用新型的优选方案,所述第一通道、第二通道外部连接压力源,用于注入对应的液体,形成所述预处理液。
[0042]作为本实用新型的优选方案,所述第一通道、第二通道外部连接的压力源压力可调,适应性更强,通过调节压力,最终形成不同厚度比的所述壳/核结构。
[0043]作为本实用新型的优选方案,所述固化模块包括:
[0044]固化相输入通道,用于输入固化相;
[0045]固化腔,所述固化腔一侧连接所述微液滴输出通道,另一侧设置微模块输出通道,所述固化相输入通道连接至所述固化腔,固化相固化所述微液滴输出通道输入固化腔的微液滴,形成微模块,然后从微模块输出通道排出。
[0046]作为本实用新型的优选方案,所述固化模块包括:
[0047]固化相输入通道,用于输入固化相;
[0048]固化腔,所述固化腔一侧连接所述微液滴制造模块,另一侧设置微模块输出通道,所述固化相输入通道连接至所述固化腔,固化相固化所述微液滴制造模块输入固化腔的微液滴,形成微模块,然后从微模块输出通道排出。
[0049]与现有技术相比,本实用新型的有益效果:
[0050]产生以细胞溶液为中心层流、鞘液为外圈层流的预处理液,最终生成高活性微模块,以及增大后续产生组织的活性。
[0051 ]本实用新型和现有技术中的毛细管结构相比,尤其具有以下显著的特点:
[0052]1.可集成性
[0053]微流控芯片实验室的基本特征和最大优势是多种单元技术在整体可控的微小平台上灵活组合,规模集成,使其形成功能齐全的“芯片实验室”。
[0054]2.可控性
[0055]微流控通道的低雷诺特性使得其易于操控。同时试剂消耗量极小,极大的降低操作成本。皮升甚至纳升级别的流体容积将会导致极高的分析效率,许多操作可以在数十秒之内自动完成。
[0056]3.可扩展性
[0057]基于本实用新型微流控芯片的微全分析系统可成为支持在线监测微型化学反应与合成平台,分析的对象可延伸到单分子和单细胞层次。本实用新型微流控芯片除用于制造微模块外,还可以用于细胞培养分类、酶动力学分析等生物研究。
[0058]【附图说明】:
[0059]图1为本实用新型实施例1中所述交汇处的结构示意图;
[0060]图2为本实用新型实施例5中所述交汇处的第二结构示意图;
[0061 ]图3为本实用新型形成所述预处理液的原理图;
[0062]图4为本实用新型实施例1中第二段通道带弯曲部的结构示意图;
[0063]图5为本实用新型实施例3中限定的预处理液横截面示意图;
[0064]图6为本实用新型流程示意图;
[0065]图7为本实用新型结构不意图;
[0066]图8为本实用新型微液滴制造模块结构示意图;
[0067]图9为本实用新型实施例4的结构不意图;
[0068]图10为本实用新型实施例1中腔体处结构示意图;
[0069]图11为本实用新型实施例2中腔体处结构示意图;
[0070]图12为本实用新型实施例3中腔体处结构示意图。
[0071 ] 图中标记:13-第二通道,14-第一通道,23-第三通道,11-第一注入口,12-第二注入口,21_第三注入口,41_输出口,31-第四注入口,111-第一段通道,112-第二段通道,22-连续相输入通道,24-微液滴输出通道,32-固化相输入通道,221-微液滴,223-微模块,42-微模块输出通道,51-腔体。
【具体实施方式】
[0072]下面结合实施例及【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本【实用新型内容】所实现的技术均属于本实用新型的范围。
[0073]实施例1
[0074]如图1,一种制造组织工程微模块的微流控芯片,其包括:
[0075]第一通道14,用于输送细胞溶液;
[0076]第二通道13,用于输送鞘液,所述第一通道14、第二通道13外部连接压力可调的压力源(一般为注射栗或真空栗,极少情况下用蠕动栗);
[0077]第三通道23;
[0078]微液滴制造模块,所述微液滴制造模块连通所述第三通道23;
[0079]如图3、10,所述第一通道14、第二通道13在一处交汇,在交汇处形成以所述鞘液包裹在细胞溶液外部的所述预处理液(第三通道23也连接该交汇处),从第三通道23流入所述微液滴制造模块,通过所述微液滴制造模块内的连续相把所述预处理液挤压为单分散相的微液滴221,所述交汇处为一腔体51,所述第一通道14在所述腔体51处的入口被腔体51内部空间包围(图10中的虚线部分即是我们所述的腔体51,图中可以看到,本实施例中,腔体51包裹着该处第一通道14的出口,实际工作中,鞘液是先被注入,待腔体被充满后,细胞溶液再被注入,在本实施例中,由于腔体51是包裹着该处第一通道14的出口的,所以细胞溶液注入后很自然地就被鞘液包裹了,形成的预处理液也可以从第三通道23流出,不需要被压缩,形成的层流结构更稳定),所述第三通道23在所述腔体51处的入口口径大于所述第一通道
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