[发明专利]基于水凝胶的器官芯片微流控装置

权利要求书

1.微流控装置(10)，包括：

a)第一元件(11)，所述第一元件(11)包括在其表面上的一种以上化学官能团，其中所述一种以上化学官能团包括在与所述表面共价结合的分子中；

b)水凝胶层(14)，所述水凝胶层(14)具有彼此相对的第一面(7)和第二面(9)，所述水凝胶层(14)包括一种以上化学官能团，至少一种所述化学官能团有效地与共价结合于所述第一元件(11)表面的分子中包括的至少一种化学官能团反应；和

c)第二元件(16)，

其中所述水凝胶层(14)在给定轴线(40)上介于所述第一元件(11)和所述第二元件(16)之间，所述给定轴线(40)基本垂直于所述水凝胶层(14)，并且所述第一元件(11)、所述第二元件(16)和所述水凝胶层(14)具有确定的形状和尺寸，以在所述第一元件(11)和所述水凝胶层(14)的所述第一面(7)之间勾画出至少一个微通道(34)，以及在所述第二元件(16)和所述水凝胶(14)的所述第二面(9)之间勾画出至少一个腔体(32)，所述至少一个微通道(34)和所述至少一个腔体(32)相对于彼此布置，使得所述给定轴线(40)截断所述至少一个微通道(34)和所述至少一个腔体(32)，

其中，分子中包括的至少一种所述化学官能团和所述水凝胶层(14)的至少一种所述化学官能团彼此共价结合，所述分子共价结合到所述第一元件(11)的表面。

2.根据权利要求1所述的微流控装置(10)，其中，所述第二元件(16)面对所述水凝胶层(14)的表面包括一种以上化学官能团，并且至少一种所述化学官能团与所述水凝胶层(14)的至少一种化学官能团共价结合。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的微流控装置(10)，其中，所述第一元件(11)和所述第二元件(16)中的至少一个包括凹口(20)，所述水凝胶层(14)安装于所述凹口(20)中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的微流控装置(10)，其中，所述水凝胶层(14)覆盖形成在所述第一元件(11)的所述表面上的至少一个凹槽，从而形成至少一个微通道(34)。

5.根据权利要求4所述的微流控装置(10)，其中，所述凹口(20)形成在所述第一元件(11)上并且包括具有所述至少一个凹槽的底部(22)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的微流控装置(10)，其中，所述微流控装置(10)包括用于在所述至少一个微通道(34)和所述至少一个腔体(32)之间产生压力差的器件(46)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的微流控装置(10)，其中，所述第一元件、所述第二元件或这两种元件都包括透明或半透明的材料，例如，聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的微流控装置(10)，其中，共价结合至所述第一元件(11)或所述第二元件(16)的至少一部分表面的分子中包含的化学官能团包括：硫醇基团，所述水凝胶层(14)中包含的化学官能团包括乙烯基砜基团。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的微流控装置(10)，其中，所述水凝胶层(14)的弹性模量在1kPa至50kPa的范围内。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的微流控装置(10)，其中，所述水凝胶层(14)的厚度在30μm至500μm的范围内。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的微流控装置(10)，其中，所述装置包括两层或更多层水凝胶。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的微流控装置(10)，其中，所述水凝胶层(14)包括聚合物基材，所述聚合物基材包含或由一种以上大分子单体或一种以上亲水性大分子单体组成，所述大分子单体具有连接至所述一种以上大分子单体的聚合物主链的亲水性官能团，可选地，所述聚合物基材包括聚乙二醇(PEG)。