串聯型多種藥物篩選生物芯片制造技術

實用新型專利技術提供了一種串聯型多種藥物篩選生物芯片，由包含通氣系統和篩選系統的功能單元串聯組成。通氣系統包括氣室和通氣道，篩選系統包括進樣通道和培養檢測區。在芯片中，功能單元依次以“之”字形串聯排布，或以“回”字形串聯成圓盤排布。本實用新型專利技術在一個芯片上提供了相同的細胞生長環境，實現了在其他變量都不改變的條件下，單一改變給藥物種類或給藥量，通過觀察在藥物作用下的細胞形態等生理指標的變化，篩選藥物的目的。

Tandem multiple drug screening biochip

The utility model provides a series of multiple drug screening biochip, which is composed of a functional unit including a ventilation system and a screening system. The ventilation system comprises an air chamber and an air passage, wherein the screening system comprises an injection channel and a culture detection area. In the chip, the functional units are arranged in series or arranged in series in the form of \zigzag\ or \back\ in series. The utility model in a chip provides the same cell growth environment, the other variables do not change under the condition of a single change to the type or drug dosage, by observing the changes in the role of the drug cell morphology and physiological index, drug screening purposes.

【技術實現步驟摘要】
串聯型多種藥物篩選生物芯片
本技術涉及一種新型藥物篩選的生物微分析芯片，從使用上講，是一種運用在活細胞培養系統中的，一種串聯型多種藥物篩選生物芯片。
技術介紹
高通量藥物篩選是指以分子水平和細胞水平的實驗方法為基礎，以微板形式作為實驗工具載體，以自動化操作系統執行試驗過程，以靈敏快速的檢測儀器采集實驗結果數據，以計算機對實驗數據進行分析處理，同一時間對數以千萬樣品檢測，并以相應的數據庫支持整體系運轉的技術體系。高通量藥物篩選體系在創新藥物篩選中是新藥開發研究的一個重要領域，已經被廣泛應用于候選化合物生物活性的篩選。高通量藥物篩選模型不僅可以用于發現新藥，也可用于藥物研究。但是傳統藥物篩選芯片不能實時觀測藥物作用下的細胞形態變化。解決此問題，需將藥物的添加、實驗細胞的培養、藥物效果的檢測等多個步驟集成到一塊芯片，實現藥物篩選的自動化分析，減少即時觀測的實驗時間和誤差。為此，本技術一種串聯型多種藥物篩選生物芯片，以解決上述問題。
技術實現思路
本技術的目的是利用氣室設計一種串聯結構的活細胞培養的藥物篩選的生物微分析芯片，將藥物的給樣、細胞培養、藥物效果檢測等多個實驗功能集成到一塊芯片上。本實驗的技術方案為：提供一種串聯型多種藥物篩選生物芯片，由包含通氣系統和篩選系統的功能單元串聯組成，其特征在于：通氣系統是在芯片上層加工的，以“十”字交叉排布的氣室通道和通氣道，以及由氣室為交叉中心點組成的一個功能區。氣室通道的一頭連接氣體入口或上一個功能單元的氣室通道，另一頭連接下一個功能單元的氣室通道，一直到氣體出口結束。通氣道兩頭各聯通一個中層上加工的培養檢測區。篩選系統是在中層上，以氣室通道作為對稱軸，兩側對稱排布加工的一對呈“V”字形的雙進樣通道或一對單進樣通道，兩個培養檢測區，以及在對稱軸的軸線上加工的排液通道。以上組成芯片的一個功能單元，串聯型多種藥物篩選生物芯片就是按此功能單元依次串聯。此外，芯片的每個功能單元的排液通道上接連培養檢測區的弧形通道；下接另一個功能單元的培養檢測區的弧形通道，最后排液通道連接到廢液池和出口。在芯片中，功能單元依次以“之”字形串聯排布，或以“回”字形串聯成圓盤排布。優選的，所述每對雙進樣通道（2）的2個端頭加工有進樣口（1），2條雙進樣通道（2）呈“V”字形排列；“V”字的開口均朝以氣室通道（4）作為對稱軸的外側、“V”字垂直對稱軸線；在雙進樣通道（2）內的匯流處，加工有渦輪結構（5）；每個對稱的雙進樣通道（2）匯流后，分別與2條平行于以氣室通道（4）作為對稱軸的直通道（15）相連，在直通道（15）內的匯流處均加工有直通道渦輪結構（19）；所述單進樣通道（20）是與直通道（15）的進樣方向呈“V”字形夾角的一條弧形通道，其端頭加工有進樣口（1），另一端與直通道（15）相連匯流，在直通道（15）內的匯流處均加工有直通道渦輪結構（19）。優選的，所述每條直通道（18）與弧形通道（6）連接；半圓形的2條弧形通道（6）中間加工有一個培養檢測區（7）；兩個培養檢測區（7）通過通氣道（8）共用氣室（9）；矩形廢液池（10）的短邊兩側通過排液通道（11）連接到弧形通道（6）、或直接連接到弧形通道（6），長邊一端通過排液通道（11）與出口（12）連接。優選的，所述芯片分為上層（16）、中層（17）、底層（18）三層；底層（18）是芯片的基底，材質是透明的材質；進樣口（1）、出口（12）貫通上層（16）和中層（17）。每個培養檢測區內部各有一個“U”型結構，當培養液和藥物到達時，“U”型結構（16）可以將細胞攔截，保證細胞在固定的區域生長，而培養液和藥物等液體可以自由流通。培養區內部的“U”型結構（16），使細胞在固定的區域生長，便于實時觀測在不同藥物（或不同濃度的藥物）作用下細胞形態的變化情況。優選的，所述雙進樣通道和單進樣通道內有混合通道內液體的渦輪結構和直通道渦輪結構，當藥物注入后與細胞樣品在通道處充分混合，保證藥物與細胞充分接觸并發生作用；或者同時加入兩種藥物，在通道處充分混合，保證藥物混合均勻。本技術的效果特點：本技術芯片將藥物的添加、實驗細胞培養、藥物效果檢測等多個步驟集成到一塊芯片體上，可在有限的面積內檢測多個指標，達到即時、有效、微量檢測。能夠在檢測的時間段內進行實時監測，控制營養物質的輸入速率，保證檢測的可靠性，使得結果更能反應真實的細胞生長環境，達到最終藥物篩選目的。附圖說明圖1為本技術的功能單元的俯視結構示意圖。圖2為本技術的功能單元的俯視結構示意圖A-A剖視圖。圖3為本技術的一種單進樣通道3個功能單元的俯視示意圖。圖4為本技術的一種雙進樣通道3個功能單元的俯視示意圖。其中：1.進樣口；2.雙進樣通道；3.氣體入口；4.氣室通道；5.渦輪結構；6.弧形通道；7.培養檢測區；8.通氣道；9.氣室；10.廢液池；11.排液通道；12.出口；13.氣體出口；14.“U”型結構；15.直通道；16.上層；17.中層；18.底層；19.直通道渦輪結構；20.單進樣通道。具體實施方式下面結合附圖1-4和實施例進一步對本技術加以說明。具體實施例一參照附圖3，本技術有3個功能單元，其中一個是雙進樣通道2的功能單元，另外2個是單進樣通道20的功能單元。芯片在矩形基片上的設計結構是以“之”字形串聯排布。氣體最后會聚到一個總的氣體出口13排除，篩選的實驗藥液和實驗細胞最后會聚到一個總的出口12排出。每個進樣口1，包含了細胞及其培養液進口和藥物進口的功能。培養檢測區7大小尺寸一致，能夠實現實時觀測不同濃度的藥物對同種細胞的作用效果。具體實施例二參照附圖4，本技術有3個功能單元，3個都是雙進樣通道2的功能單元。芯片在矩形基片上的設計結構是以“之”字形串聯排布。氣體最后會聚到一個總的氣體出口13排除，篩選的實驗藥液和實驗細胞最后會聚到一個總的出口12排出。每個進樣口1，包含了細胞及其培養液進口和藥物進口的功能。培養檢測區7大小尺寸一致，能夠實現實時觀測不同濃度的藥物對同種細胞的作用效果。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種串聯型多種藥物篩選生物芯片，由包含通氣系統和篩選系統的功能單元串聯組成，其特征在于：通氣系統是在芯片上層（16）加工的，以“十”字交叉排布的氣室通道（4）和通氣道（8），以及由氣室（9）為交叉中心點組成的一個功能區；氣室通道（4）的一頭連接氣體入口（3）或上一個功能單元的氣室通道（4），另一頭連接下一個功能單元的氣室通道（4），一直到氣體出口（13）結束；通氣道（8）兩頭各聯通一個中層（17）上加工的培養檢測區（7）；篩選系統是在中層（17）上，以氣室通道（4）作為對稱軸，兩側對稱排布加工的一對呈“V”字形的雙進樣通道（2）或一對單進樣通道（20），兩個培養檢測區（7），以及在對稱軸的軸線上加工的排液通道（11）；以上組成芯片的一個功能單元；芯片的每個功能單元的排液通道（11）上接連培養檢測區（7）的弧形通道（6）；下接另一個功能單元的培養檢測區（7）的弧形通道（6），最后排液通道（11）連接到廢液池（10）和出口（12）；在芯片中，功能單元依次以“之”字形串聯排布，或以“回”字形串聯成圓盤排布。

【技術特征摘要】
1.一種串聯型多種藥物篩選生物芯片，由包含通氣系統和篩選系統的功能單元串聯組成，其特征在于：通氣系統是在芯片上層（16）加工的，以“十”字交叉排布的氣室通道（4）和通氣道（8），以及由氣室（9）為交叉中心點組成的一個功能區；氣室通道（4）的一頭連接氣體入口（3）或上一個功能單元的氣室通道（4），另一頭連接下一個功能單元的氣室通道（4），一直到氣體出口（13）結束；通氣道（8）兩頭各聯通一個中層（17）上加工的培養檢測區（7）；篩選系統是在中層（17）上，以氣室通道（4）作為對稱軸，兩側對稱排布加工的一對呈“V”字形的雙進樣通道（2）或一對單進樣通道（20），兩個培養檢測區（7），以及在對稱軸的軸線上加工的排液通道（11）；以上組成芯片的一個功能單元；芯片的每個功能單元的排液通道（11）上接連培養檢測區（7）的弧形通道（6）；下接另一個功能單元的培養檢測區（7）的弧形通道（6），最后排液通道（11）連接到廢液池（10）和出口（12）；在芯片中，功能單元依次以“之”字形串聯排布，或以“回”字形串聯成圓盤排布。2.根據權利要求1所述的一種串聯型多種藥物篩選生物芯片，其特征在于：所述每對雙進樣通道（2）的2個端頭加工有進樣口（1），2條雙進樣通道（2）呈“V”字形排...

【專利技術屬性】
技術研發人員：廖曉玲，徐文峰，解文月，羅賢，
申請(專利權)人：重慶科技學院，
類型：新型
國別省市：重慶,50