[发明专利]一种多力场耦合的细胞组织培养芯片

权利要求书

1.一种多力场耦合的细胞组织培养芯片，其特征在于，所述多力场耦合为机械力学、流体力学以及静液压力多力场耦合；

所述芯片由相互键合的上层(2)、下层PDMS芯片(1)构成，上层(2)、下层PDMS芯片(1)为同等大小的长方形；在下层PDMS芯片(1)的上贴合面上开设开口向下的圆角长方形细胞组织培养微腔(4)、出液腔(5)、进液腔(6)、液体流道(7)和下层芯片螺丝通孔(8)；在上层PDMS芯片(2)开设与下层芯片凹槽流道对应的出(10)、进液通孔(11)和螺丝通孔(9)；三孔芯片夹具(3)为亚克力材料的长方体，其螺丝通孔(12)使用激光雕刻机开设；

所述上层(2)、下层PDMS芯片(1)键合后，鲁尔接头旋入出(10)、进液通孔(11)，细胞组织悬浮液和细胞组织培养基等其他试剂从旋入进液通孔(11)的鲁尔接头灌入圆角正方形细胞组织培养微腔(4)，腔体内多余的气体通过旋入出液通孔(10)的鲁尔接头排出；旋入进液体通孔(11)的鲁尔接头与液压控制系统连接；通过三孔芯片夹具(3)和不锈钢螺丝将上述组合后的上层(2)和下层PDMS芯片(1)固定于平行气动手指气缸滑动平台；组装完成后气缸与气压控制系统相连，芯片与液压控制系统相连，通过控制系统控制电磁阀的开关和电压施加时间来驱动芯片的拉抻运动及芯片内部加压。

2.根据权利要求1所述的多力场耦合的细胞组织培养芯片，其特征在于，所述的上层PDMS芯片(2)为88.5mm×40mm×4mm的长方体，进(11)、出液通孔(10)为d＝2mm的通孔，螺丝通孔(9)为d＝3mm的圆形通孔。

3.根据权利要求1所述的多力场耦合的细胞组织培养芯片，其特征在于，所述的下层PDMS芯片(1)为88.5mm×40mm×4mm的长方体，向下开设细胞组织培养微腔为22mm×20mm×1.7mm的圆角(R＝1mm)长方体凹槽，液体流道(7)为R＝6.2mm深度1.7mm的圆弧构成，进液腔(6)、出液腔(5)为R＝2mm深度1.7mm的圆形，螺丝通孔(8)为d＝3mm的圆形通孔，其圆心与上层PDMS芯片(1)的螺丝通孔(9)的圆心对齐。

4.根据权利要求1所述的多力场耦合的细胞组织培养芯片，其特征在于，所述三孔芯片夹具(3)为40mm×15mm×4mm亚克力长方体，三孔芯片夹具(3)利用激光雕刻机开设d＝3.5mm的圆形通孔,其圆心与上层(2)、下层PDMS芯片(1)的螺丝通孔(9)、(8)和平行气动手指气缸螺纹孔的圆心对齐。

5.根据权利要求1所述的多力场耦合的细胞组织培养芯片，其特征在于，所述的上层(2)、下层PDMS芯片(1)键合方式为等离子体不可逆键合。

6.根据权利要求1所述的多力场耦合的细胞组织培养芯片，其特征在于，所述的上层(2)、下层PDMS芯片(1)利用M3不锈钢螺丝和三孔芯片夹具(3)固定于平行气动手指气缸滑动平台。

7.根据权利要求1所述的多力场耦合的细胞组织培养芯片，其特征在于，所述的平行气动手指气缸型号为MHF-20D。

8.根据权利要求1所述的多力场耦合的细胞组织培养芯片，其特征在于，所述的平行气动手指气缸为气液联用缸，以液压的不可压缩的特性，实现较高的同步精度。

9.根据权利要求1所述的多力场耦合的细胞组织培养芯片，其特征在于，所述的平行气动手指气缸为气液联用缸，使用外部机械连接，实现稳定可靠的同步动作。