一种多通道微流控芯片及应用

本发明涉及微流控芯片，尤其涉及一种多通道微流控芯片及应用。

背景技术：

1、器官芯片，也叫微流控芯片，是指将特定的细胞、组织或类器官等在体外进行培养，同时在流道中以一定流速灌注液体（培养基、人工血液等），有时还需要加入其他物理因素的影响（如力、电、光、热、气液界面等），从而模拟体内的细胞生长环境，达到更接近体内真实状态的目的。

2、现有的大部分微流控芯片，特别是已经比较成熟的商业化的微流控芯片均需要把整块芯片完全键合，一般情况下，需要采用荧光等手段进行观察，如需打开芯片内部进行检测，必须将芯片摧毁，无法复原，这限制了其检测应用场景。同时，现有的大部分类器官的培养方法是体外静态培养，其培养环境人体内的真实环境差距较大，这会对实验结果的准确性产生较大影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对上述现有技术中存在的不足，提供一种多通道微流控芯片及应用，其整体可拆装，当需要对芯片内部进行检测时无需破坏芯片，从而能够增加微流控芯片的可应用场景和降低成本，同时其还能够提供更加接近人体内真实环境的细胞、组织或类器官的培养环境。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种多通道微流控芯片，包括：

4、第一芯片层，所述第一芯片层上具有若干组间隔设置的培养腔，所述培养腔设置于所述第一芯片层下表面上，每组所述培养腔通过第一流道依次相互连通，每组所述培养腔两端附近分别设置有第一导管孔，所述第一导管孔一端与所述第一流道连通，所述第一导管孔另一端与外界连通；

5、第二芯片层，所述第一芯片层叠置于所述第二芯片层上，所述第二芯片层上具有若干储液腔，所述储液腔的数量与所述培养腔的组数相对应，每一所述储液腔对应一组所述培养腔，所述储液腔设置于所述第二芯片层的上表面上，每一所述储液腔两端附近分别设置有第二导管孔，所述第二导管孔一端通过第二流道与其对应的所述储液腔连通，所述第二导管孔另一端与外界连通；

6、多孔膜层，所述多孔膜层设置于所述第一芯片层和所述第二芯片层之间，所述多孔膜层的上表面或下表面上有铺满的血管内皮细胞，每组所述培养腔与其对应的所述储液腔适于通过所述多孔膜层和所述血管内皮细胞进行物质交换；

7、固定组件，所述固定组件包括第一固定件和第二固定件，所述第一芯片层、所述第二芯片层和所述多孔膜层设置于所述第一固定件和所述第二固定件之间，所述第一固定件与所述第二固定件可拆卸固定连接以固定所述第一芯片层、所述第二芯片层和所述多孔膜层。

8、优选的，所述第一芯片层上设置有8组所述培养腔，每组所述培养腔包括4个所述培养腔，所述第二芯片层上设置有8个所述储液腔。

9、优选的，所述多孔膜层为多孔聚碳酸酯薄膜。

10、优选的，所述第一芯片层包括若干由上至下依次连接的第一结构层，所述第二芯片层包括若干由上至下依次连接的第二结构层。

11、优选的，所述第一芯片层包括三层所述第一结构层，所述培养腔贯通设置于第二层和第三层所述第一结构层上，所述第一流道设置于第二层所述第一结构层上，所述第一导管孔贯通设置于第一层和第二层所述第一结构层上。

12、优选的，所述第二芯片层包括两层所述第二结构层，所述储液腔和所述第二流道设置于第一层所述第二结构层上，所述储液腔贯通设置于第一层所述第二结构层上，所述第二流道设置于第一层所述第二结构层下表面上，所述第二导管孔贯通设置于所述第一芯片层和第一层所述第二结构层上。

13、优选的，所述第一芯片层的第一层所述第一结构层和所述第二芯片层的第二层所述第二结构层的材料为玻璃，所述第一芯片层的第二层、第三层所述第一结构层和所述第二芯片层的第一层所述第二结构层的材料为聚二甲基硅氧烷。

14、优选的，所述第一固定件为第一固定板，所述第二固定件为第二固定板，所述第一固定板四周边缘具有若干第一连接孔，所述第二固定板四周边缘具有若干对应所述第一连接孔的第二连接孔，所述第一连接孔和所述第二连接孔用于穿设螺纹紧固件以对所述第一固定板和所述第二固定板进行连接固定，所述第一固定板上具有对应所述第一导管孔和所述第二导管孔设置的若干通孔。

15、优选的，所述第一固定板和所述第二固定板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。

16、第二方面，本发明提供了一种微流控芯片的应用，其将如上述第一方面中所述的多通道微流控芯片应用于药学领域和生物医学领域。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

18、（1）本发明提供的多通道微流控芯片主体由依次叠置的第一芯片层、多孔膜层和第二芯片层组成并通过可拆卸固定连接的第一固定件和第二固定件进行夹紧固定，其整体可拆装，在需要对芯片内部进行检测时无需破坏整个芯片，检测完成后芯片可重复利用，这一方面增加了微流控芯片的应用场景，另一方面能够进一步降低实验成本；

19、（2）本发明通过在第二芯片层上设置储液腔并在第一芯片层和第二芯片层之间设置多孔膜层，多孔膜层的上表面或下表面有铺满的血管内皮细胞，使用时可向储液腔内通入特殊配置的培养基，培养腔内的细胞、组织或类器官等可通过多孔膜层及其上的血管内皮细胞与储液腔内特殊配置的培养基进行物质交换，这使得培养腔内的细胞、组织或类器官等能够在更接近其在人体内的真实生存环境的培养环境中进行培养，从而能够进一步提升实验结果的准确性；

20、（3）本发明的第一芯片层上设置有多组间隔设置的培养腔，实验人员使用时可同时安排多个实验组以同时进行多个不同水平的实验。同时，本发明的每组培养腔具有多个培养腔，每组培养腔可以在相同条件下培养多个细胞、组织或类器官，从而能够一次实验完成同一水平的多个重复实验。

技术特征：

1.一种多通道微流控芯片，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述第一芯片层(1)上设置有8组所述培养腔(11)，每组所述培养腔(11)包括4个所述培养腔(11)。

3.如权利要求1所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述多孔膜层(3)为多孔聚碳酸酯薄膜。

4.如权利要求1所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述第一芯片层(1)包括若干由上至下依次连接的第一结构层(14)，所述第二芯片层(2)包括若干由上至下依次连接的第二结构层(24)。

5.如权利要求4所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述第一芯片层(1)包括三层所述第一结构层(14)，所述培养腔(11)贯通设置于第二层和第三层所述第一结构层(14)上，所述第一流道(12)设置于第二层所述第一结构层(14)上，所述第一导管孔(13)贯通设置于第一层和第二层所述第一结构层(14)上。

6.如权利要求5所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述第二芯片层(2)包括两层所述第二结构层(24)，所述储液腔(21)和所述第二流道(23)设置于第一层所述第二结构层(24)上，所述储液腔(21)贯通设置于第一层所述第二结构层(24)上，所述第二流道(23)设置于第一层所述第二结构层(24)的下表面，所述第二导管孔(22)贯通设置于所述第一芯片层(1)和第一层所述第二结构层(24)上。

7.如权利要求6所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述第一芯片层(1)的第一层所述第一结构层(14)和所述第二芯片层(2)的最后一层所述第二结构层(24)的材料为玻璃，所述第一芯片层(1)其余的所述第一结构层(14)和所述第二芯片层(2)其余的所述第二结构层(24)的材料为聚二甲基硅氧烷。

8.如权利要求1所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述第一固定件(41)为第一固定板，所述第二固定件(42)为第二固定板，所述第一固定板四周边缘具有若干第一连接孔(411)，所述第二固定板四周边缘具有若干对应所述第一连接孔(411)的第二连接孔(421)，所述第一连接孔(411)和所述第二连接孔(421)用于穿设螺纹紧固件以对所述第一固定板和所述第二固定板进行连接固定，所述第一固定板上具有对应所述第一导管孔(13)和所述第二导管孔(22)设置的若干通孔(412)。

9.如权利要求8所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述第一固定板和所述第二固定板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。

10.一种微流控芯片的应用，其特征在于，将如权利要求1-9任一项所述的多通道微流控芯片应用于药学领域和生物医学领域。

技术总结
本发明公开了一种多通道微流控芯片及应用，多通道微流控芯片包括第一芯片层、第二芯片层、多孔膜层和固定组件，第一芯片层叠置于第二芯片层上，多孔膜层设置于第一芯片层和第二芯片层之间，第一芯片层上具有若干培养腔，第二芯片层上具有若干储液腔，培养腔和储液腔适于通过多孔膜层进行物质交换，固定组件包括可拆卸固定连接的第一固定件和第二固定件，第一芯片层、第二芯片层和多孔膜层设置于第一固定件和第二固定件之间。与现有技术相比，本发明公开的多通道微流控芯片整体可拆装，当需要对芯片内部进行检测时无需破坏芯片，这能够增加其可应用的场景和降低成本，同时其对细胞、组织或类器官等的培养环境更加接近人体内的真实环境。

技术研发人员：高月,郝斐然,王宇光,赖成材,张娴勰,马增春,周维,肖成荣,杨春启,梅雨
受保护的技术使用者：中国人民解放军军事科学院军事医学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12