[发明专利]用于单细胞识别的细菌耐药性快速检测微流控芯片、制备及应用

说明书

本发明涉及用于单细胞识别的细菌耐药性快速检测微流控芯片、制备及应用，属于微流控及生物医学检验领域。所述芯片上包含有注药区、注菌区、反应区，中间区域为反应区，两侧分别设计相互独立的16个通道和由圆角通道结构多次分流形成16个通道，两侧通道据需求分别作注药区和注菌区，用于一菌多药或一药多菌的耐药性高通量检测。本发明通过配合显微镜等成像装置对细菌计数，在短时间内绘制细菌生长曲线，具有高通量、高精度、低成本、低消耗、检测快等优点。可解决目前临床耐药检测周期长、自动化程度低、劳动强度大、易受人为因素干扰等问题，适合广泛应用于医院临床实验室细菌耐药高效检测、耐药机制探究、耐药细菌流行传播防控等领域。

技术领域

本发明涉及微流控技术、微生物技术、医学检验方法等领域。尤其涉及一种用于单细胞识别的细菌耐药性快速检测微流控芯片及其制备，以及其在生物医学中的应用。

背景技术

细菌耐药特性又称细菌抗药性，指细菌对药物的耐受性，细菌一旦产生抗药性，药物即不再是治疗该细菌的特效药。

近年来随着广谱和超广谱抗生素在临床上的普遍使用，耐药菌株的检出率逐年增加，并开始出现多重耐药、全耐药菌株。病原菌的药敏试验结果可以为临床医生的用药提供很好的依据，从而针对性的使用抗菌药物，有效的杜绝抗生素的滥用，减少耐药菌株的产生，维持微生物菌群的稳定。

传统的细菌耐药分析方法有Kirby-Bauer纸片法(K-B法)、琼脂稀释法和肉汤稀释法、E-TEST纸条法，自动化检测系统有梅里埃VITEK 2 全自动细菌鉴定及药敏分析系统、Thermo全自动药敏分析系统、BD Phoenix Automated Microbiology系统等，其中梅里埃VITEK 2全自动细菌鉴定及药敏分析系统是目前医院最常用的检测方法，它是将菌落种进孔板检测卡中，孵育到较高浓度，通过培养液的浑浊度进行检测。

病原菌药敏检测需要经标本的采集、培养、药敏试验，该过程通常需数天，耗时较长，增加了医疗负担，同时病人无法在第一时间得到最佳治疗方案，有延误病情的风险。

所以，寻求一种快速、高效、可行性强的新型细菌耐药性检测平台，是临床敏感性药物筛查的迫切需求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于单细胞识别的细菌耐药性快速检测微流控芯片，利用所述微流控芯片可实现高通量、高精度、低成本、低消耗等的细菌耐药性的快速检测，不仅可以克服现有技术中存在的比浊法耗时较长的问题，还可解决目前临床耐药检测自动化程度低、劳动强度大、易受人为因素干扰等问题。

本发明采用的具体方案如下：

本发明的目的一是提供一种用于单细胞识别的细菌耐药性快速检测微流控芯片，所述微流控芯片上的微结构包括注菌区、注药区和反应区；

所述反应区包含相互独立且成一列排布的若干个微米尺度的反应孔，每个反应孔两侧分别连接注菌通道和注药通道；

所述注药区包含若干个与所述反应孔一一对应的注药孔，所述注药孔的个数与反应孔的个数相同，所述注药孔之间相互独立且成一列排布，所述注药孔与反应孔通过所述注药通道连通；所述注菌区包含一个注菌孔，所述注菌孔中的菌液通过注菌通道多级分流一次性分别注入所有反应孔中。

作为对上述微流控芯片的进一步优化，所述反应孔和注药孔的个数均为16个；所述注菌孔中的菌液通过注菌通道经四级分流一次性分别注入到16个所述反应孔中。

更进一步地，所述注菌通道包含多级分流弯道，所述分流弯道采用平滑弧直角弯道，减少迪安流和乱流，确保流路畅通性和可控性。

作为对上述微流控芯片的进一步优化，所述微流控芯片的基材选用聚二甲基硅氧烷和玻璃的杂化材料，采用等离子键合法制得。所述微流控芯片的制备，包括以下步骤：

（1）用SU-8光刻法刻蚀出含微流控芯片微结构的母板；