[发明专利]微流控实验装置及方法

说明书

本发明提供一种微流控实验装置及方法，所述装置包括微流控实验室，还包括通过微流体管道依次连接的原液推送设备、配液瓶、第一微流体推送设备、多通道切换阀；所述多通道切换阀的出液口分别与一级缓冲瓶和二级缓冲瓶相连，所述一级缓冲瓶和二级缓冲瓶分别通过第二微流体推送设备与所述微流控实验室相连。本发明能够满足多通道对比实验的需求，缩短了多组实验时所需时间，且可以实现对多种微环境参数的长期实时调控，同时减少了人工操作，提高了溶液配制的控制精度和实验的稳定性。

技术领域

本发明涉及流体物理、生物学、化学、微电子和生物医学工程等的新兴交叉技术领域，具体的，涉及一种微流控实验装置及方法。

背景技术

微流控(microfluidics)指的是使用微通道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科。公开号为CN108626102A中国专利文献公开了一种微流控装置，包括位移致动器和微流控芯片，所述位移致动器与所述微流控芯片相互独立；所述微流控芯片具有微管道，所述微管道具有输入端及输出端，所述微管道的所述输入端与所述输出端之间具有挤压部；所述位移致动器具有挤压所述挤压部微管道的制动部件。以该微流控装置为代表的现有基于微流控芯片的生物培养实验存在以下问题：(1)无法满足对于多芯片或同一芯片多腔室对比实验尤其是同时对比的需求，且进行多组实验时所需时间较长；(2)无法实现对实验微化学(营养盐、pH值等)、物理(温度、盐度)环境进行长期的动态精确控制；(3)传统的微流控实验或细胞培养实验为手动操作完成单个配液的配液及推送，没有实现自动化，存在人工操作的控制精度差等人为干扰因素，稳定性差。

发明内容

本发明的目的之一是解决现有技术中存在的无法进行对比实验尤其是同时对比且进行多组实验时所需时间较长的问题。

本发明的目的之二是实现对多种微环境参数的长期实时调控，同时减少人工操作，提高控制系统的控制精度和稳定性。

为实现上述目的，本发明首先提供一种微流控实验装置，包括微流控实验室，还包括通过微流体管道依次连接的原液推送设备、配液瓶、第一微流体推送设备、多通道切换阀；所述多通道切换阀的出液口分别与一级缓冲瓶和二级缓冲瓶相连，所述一级缓冲瓶和二级缓冲瓶分别通过第二微流体推送设备与所述微流控实验室相连。

优选地，还包括一控制器，所述原液推送设备、第一微流体推送设备、第二微流体推送设备、多通道切换阀分别与所述控制器相连。

优选地，所述配液瓶中设有传感器，所述传感器与所述控制器相连。

优选地，所述原液推送设备的数量为N个且并列设置，N≥1，每个原液推送设备均分别与所述配液瓶相连。

优选地，所述微流控实验室的数量为M个且并列设置，M≥1；所述一级缓冲瓶的数量同样为M个，每个一级缓冲瓶的出液口均通过一个M通道流体输送设备与相应微流控实验室相连；所述二级缓冲瓶的数量同样为M个，每个二级缓冲瓶的出液口均通过另外一个M通道流体输送设备与相应微流控实验室相连。

优选地，所述微流控实验室为微流控芯片或生物培养皿或生物试验箱。

优选地，所述原液推送设备包括原液瓶及与之相连的第三推送设备。

优选地，所述传感器为pH传感器、盐度传感器、溶解氧传感器中的一种或多种。

优选地，所述微流体推送设备为气压泵、蠕动泵中的一种。

本发明还提供一种基于上述实验装置的微流控实验方法，包括如下步骤：

步骤一：向N个所述原液推送设备内分别装入实验所需的相应标准液；

步骤二：控制器控制所述原液推送设备以将相应标准液推送至配液瓶中，同时配液瓶中的传感器实时监测配液瓶中溶液的相应浓度信号并将此浓度信号传送至控制器；