[实用新型]一种气动阀控制的微流控芯片

说明书

本实用新型公开了一种气动阀控制的微流控芯片，该芯片为三层结构，上层是连接层，设有线虫进样口、药物进样口、气动阀连接口和废液出口；中间是气动阀控制层，设有气动阀；下层是微通道流体层，设有若干个培养模块，每个培养模块的入口端分别与线虫进样口和药物进样口相连，出口端与废液出口相连，每个培养模块内设有单个线虫进样通道和培养室，单个线虫进样通道只允许一个线虫进入；气动阀设置在单个线虫进样通道和培养室的连接处，气动阀连接口一端与气动阀相连，一端与空气泵相连，气动阀采用具有一定弹性的薄膜。采用本实用新型所述芯片，可以在短时间内完成大量的单个线虫自动分发，还可以完成对线虫的培养、细菌感染、药物救治等实验。

技术领域

本实用新型涉及微流控芯片技术领域，特别涉及一种气动阀控制的微流控芯片。

背景技术

细菌耐药性问题已经成为全世界的公共卫生危机，随着越来越多耐药菌的出现，现阶段的抗菌药物研发速度难以应对日渐严重的抗感染治疗需求，开发高效的筛选方法去寻找新型抗菌药物具有非常重要的意义。

目前，基于线虫水平的抗菌药物筛选方法主要是以培养皿或微孔板为实验平台，一般是先在琼脂培养皿上涂布病原菌，然后再接种线虫进行感染实验，用培养液将感染线虫清洗干净后转移到含有候选药物的微孔板上进行救治实验。但这些常规方法的实现要么是依靠手工操作完成，要么依赖于昂贵的辅助设备，存在效率低、成本高的缺点。

具有微型化、集成化、自动化等优势的微流控芯片技术应运而生，为高通量药物筛选提供了技术可能性。因此，如何利用微流控芯片固有优势，研究一种高效率、低成本，能够连续地、自动地完成整个抗菌药物筛选的微流控芯片，具有重要的实用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种气动阀控制的微流控芯片，该芯片通过集成气动控制阀的线虫分发器、陷阱式培养室和药物分配器，可以连续和自动地进行整个抗菌药物筛选实验，具有成本低和效率高的优点。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：一种气动阀控制的微流控芯片，为三层结构，上层是连接层，设有线虫进样口、药物进样口、气动阀连接口和废液出口；中间是气动阀控制层，设有气动阀；下层是微通道流体层，设有若干个培养模块，每个培养模块的入口端分别与线虫进样口和药物进样口相连，出口端与废液出口相连，每个培养模块内设有单个线虫进样通道和培养室，单个线虫进样通道只允许一个线虫进入；气动阀设置在单个线虫进样通道和培养室的连接处，气动阀连接口一端与气动阀相连，一端与空气泵相连，气动阀采用具有一定弹性的薄膜。在线虫进样前，开启空气泵加压，气动阀膨胀，防止线虫进入培养室，待每个单个线虫进样通道均占据一个线虫后，关闭空气泵减压，气动阀恢复薄膜状态，线虫被流体推送进培养室。

优选的，所述线虫进样口处连接一个同样口径的移液枪吸头，用来线虫输入。

优选的，所述气动阀采用具有一定弹性的PDMS(聚二甲基硅氧烷)薄膜，形状为斜T-型结构。采用斜T-型结构有利于增加其与进样通道的接触面积。

更进一步的，所述气动阀采用PDMS单体与引发剂重量比为18～22:1的PDMS薄膜。最优为20:1。这种比例可以制备出固定形状但又可以保持高弹性的薄膜阀，容易挤压变形。

更进一步的，所述PDMS薄膜的厚度为单个线虫进样通道深度的15～25％，最优为20％。这种尺寸可以保证加压时有效阻塞进样通道，而不加压力时，线虫可以顺利通过阀门进入培养室。

优选的，所述每个培养模块中所有单个线虫进样通道呈鱼刺状，且单个线虫进样通道与线虫进样方向成钝角，120°为最优，便于线虫进入单个线虫进样通道。

所述单个线虫进样通道的尺寸大小可以根据线虫的大小进行调节，优选的，设计为：长度为线虫体长，宽度和深度为线虫体径的1.2～1.5倍。这种结构可保证单个线虫能够顺利进入通道且不会对线虫形成挤压。