[发明专利]一种基于微流控趋化芯片的水体富营养化指示方法

权利要求书

1.一种微流控趋化芯片，其特征在于：该芯片有三个单元构成，营养水体梯度形成单元、细胞进样单元和趋化效应观测室；其中，营养水体梯度形成单元，能够形成营养水体线源或点源梯度的一种；细胞进样单元依据梯度形成方式，设在相应位置。

2.根据权利要求1所述的微流控趋化芯片，其特征在于：所述营养水体线源梯度形成单元，是由上游三叉“Ψ”型通道构成，两侧通道与细胞进样口连接构成细胞进样单元，中间通道为营养水体进入通道；三通道流体并流在中轴线形成营养水体线源，流入下游趋化效应观测室，最后连接到废液池。

3.根据权利要求1所述的微流控趋化芯片，其特征在于：所述营养水体点源梯度形成单元，是由营养水体储液池、进样通道和扩散点构成，储液池连接进样通道，进样通道末端通过扩散点与趋化效应观测室一端中轴线连接；细胞进样单元由细胞储液池和窄细通道构成，通过窄细通道与梯度培养室另一端中轴线连接。

4.根据权利要求1或2所述的微流控趋化芯片，其特征在于：整个流路通道高度为50μm。上游“Ψ”型通道中两侧通道宽度相等均为300-500μm，长度为1cm；中间通道宽度150-250μm，长度为1cm；两侧通道与中间通道夹角均为45°；趋化效应观测室宽度为2cm，长度4cm。

5.根据权利要求1或2所述的微流控趋化芯片，其特征在于：由上下两层组成，上层为液路层，下层为空白层。

6.根据权利要求1或3所述的微流控趋化芯片，其特征在于：整个流路通道高度为50μm；营养水体和细胞储液池半径均为1-2mm，深度为2-4mm；进样通道宽度为200-300μm，长度为1cm；细胞进样的窄细通道宽度为50-100μm，长度为1cm；梯度培养观察室宽度为圆形，半径2cm；扩散点为半透膜或水凝胶。

7.根据权利要求6所述微流控趋化芯片，其特征在于：当扩散点为半透膜时，该芯片由上下两层构成，营养水体进样通道位于芯片下层，通过半透膜与芯片上层趋化效应观测室连接，细胞进样通道也位于芯片上层。

8.根据权利要求6所述微流控趋化芯片，其特征在于：当扩散点为水凝胶时，该芯片由上下两层构成，上层为液路层，下层为空白层；水凝胶阻塞于营养水体进样通道末端，将通道与趋化效应观测室连接。

9.根据权利1-3及7-8中任一项所述微流控趋化芯片，其特征在于：其材质为玻璃、PDMS和PMMA中的一种；采用玻璃化学刻蚀及高温不可逆烧接，PDMS软刻蚀及等离子不可逆封接和PMMA热压及热压封接技术中的一种构建。

10.一种基于权利要求1所述的微流控趋化芯片的水体富营养化指示方法，其特征在于：通过“Ψ”型通道两个旁支管路向趋化效应检测室输送细胞；中央营养水体进样通道向趋化效应检测室输送含营养物质的溶液；微米尺度下的中央营养物通内流体呈现层流特征，雷诺数Re在～0.01，在趋化效应检测区内形成层流区带；在流体切断后，依靠扩散作用，在趋化通道内自动生成由中央向通道两侧递减的营养物线源浓度梯度，细胞在感应营养物后，由两侧向中间游动，指示水体营养特征；以趋化效应发生用与否指示营养物质的有无；经过饥饿或特殊营养条件诱导后细胞可对特定营养物质产生趋化，指示营养物质种类。

11.一种基于权利要求1所述的微流控趋化芯片的水体富营养化指示方法，其特征在于：营养水体储液池和进样通道中的水体被扩散点与趋化效应观测室阻隔，仅营养物质可通过扩散点扩散到趋化效应观测室，形成营养物质点源扩散梯度；细胞培养室的细胞在感应营养物后，由培养室向营养物质点源移动，指示水体营养特征；以趋化效应持续时间长短指示营养物质浓度高低；经过饥饿或特殊营养条件诱导后细胞可对特定营养物质产生趋化效应，指示营养物质种类。