CN117645927A - 一种基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置及方法。本发明装置可以同时生成一系列线性浓度梯度的细胞培养液微液滴，包括：浓度梯度微流控芯片、液滴微流控芯片和玻璃基底层。首先，浓度梯度微流控芯片与液滴微流控芯片进行键和，通过微通道连通；之后将已经键合的浓度梯度微流控芯片和液滴微流控芯片与玻璃基底层键合，形成完整的微流控系统；浓度梯度微流控芯片生成一系列线性浓度梯度的细胞培养液，与液滴微流控芯片键合后，将细胞培养液封装在微液滴中，使微液滴成为一个培养皿，并在液滴微流控芯片的出口处连接导管，收集微液滴待后续观察使用。本发明具有试剂消耗少、成本低廉、操作便捷、易于集成、高通量等优点，在细胞生物学领域具有广泛的应用前景。

Description

一种基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置及方法

技术领域

本发明涉及微流控芯片技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置及方法。

背景技术

微流控芯片指的是把化学和生物等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测，或者细胞培养、分选、裂解、分析等基本操作单元集成或基本集成到一块几平方厘米(甚至更小)的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用以实现常规化学、生物、医学等不同类型实验功能的一种技术。微流控芯片技术能够在微米级的通道内完成精确的液体控制，近年来被普遍应用于生物化学分析领域，浓度梯度微流控芯片和液滴微流控芯片是微流控技术的两个主流研究方向。

浓度梯度微流控芯片是一种能够快速构建稳定浓度梯度的工具，经典的“圣诞树模型”芯片基于低雷诺数条件下层流扩散混合的原理，它的主要优势在于能够通过灵活的通道网络设计形成不同形状的浓度梯度，适应不同需求，且能够维持浓度梯度的稳定，广泛应用于高通量药物筛选、化学毒性分析、细胞趋化性研究和材料合成等领域。

液滴微流控芯片是指利用不同的微通道结构使互不相容的分散相和连续相流体在通道连接处相遇，通过调节通道结构、两相流速大小及流速比，可以在通道连接处下游生成大小可控的液滴，并对其进行操控的技术。基于微流控技术生成的微液滴具有单分散性好、高通量、无交叉污染、可重复性高等优点，在微流控技术的应用中发挥着极其重要的作用。

细胞是生物体结构、功能及生命活动的基本单元，细胞研究对于认识疾病的诱因、探索疾病发展规律以及研发相关治疗药物等方面具有重要意义。细胞培养指的是从体内组织取出细胞膜，模拟体内的生存环境，使其生长繁殖并维持细胞结构和功能的一种培养技术。由于细胞的培养是在体外进行的，而在体外进行细胞培养需要保证以下条件：(1)无菌操作。处于体外的细胞比较敏感，易受细菌等感染，进行培养操作时需要保证无菌环境；(2)适宜的细胞培养条件。不同细胞的生长繁殖需要不同的营养物质，还要为细胞提供适宜的温度、酸碱度及相对湿度等条件。

传统的细胞培养方式有贴壁培养、悬浮培养、固定化培养等，尽管传统的细胞培养手段已经较为成熟，但在获取细胞信息时依旧需要大量器皿进行重复的细胞培养操作，其操作步骤复杂，试剂消耗量大，尤其对于一些珍贵试剂及其不利。更重要的是，相比较生物体内复杂的微环境与细胞的微尺寸，传统方法客观上难以真实反映生理状态下细胞的生物学特征。

发明内容

根据上述提出的技术问题，提供一种基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置及方法。本发明装置可以同时生成一系列线性浓度梯度的细胞培养液微液滴，用做细胞生活的微环境。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置，可以同时产生六种线性浓度梯度的细胞培养液，包括：浓度梯度微流控芯片、液滴微流控芯片和玻璃基底层，其中：所述浓度梯度微流控芯片和所述液滴微流控芯片进行键和，二者之间通过微通道连通；之后将键合的浓度梯度微流控芯片和液滴微流控芯片与玻璃基底层键合，形成完整的微流控系统；

所述浓度梯度微流控芯片生成一系列线性浓度梯度的细胞培养液，与所述液滴微流控芯片键合后，将细胞封装在培养液微液滴中，使得微液滴成为一个培养皿。

进一步地，所述浓度梯度微流控芯片采用圣诞树型结构，包括入口、出口以及连通入口和出口的混合通道，其中：

所述入口包括第一培养液入口和第二培养液入口，分别用于注射100％浓度和0浓度的培养液；

所述出口包括第一培养液出口、第二培养液出口、第三培养液出口、第四培养液出口、第五培养液出口以及第六培养液出口，分别用于流出100％浓度、80％浓度、60％浓度、40％浓度、20％浓度以及0浓度的培养液；

所述混合通道采用蛇形结构，用于在相同面积的情况下增加通道长度，延长混合时间，提高培养液的浓度精确度。

进一步地，所述入口的培养液浓度能够根据需求更换，所述出口的数量能够根据需求增加或减少。

进一步地，所述第一培养液入口和第二培养液入口分别连接装有100％浓度细胞培养液和0浓度细胞培养液的注射器。

进一步地，所述液滴微流控芯片包括分散相培养液入口、连续相矿物油入口、液滴生成十字结构以及微液滴出口，其中：

所述分散相培养液入口包括第一分散相培养液入口、第二分散相培养液入口、第三分散相培养液入口、第四分散相培养液入口、第五分散相培养液入口以及第六分散相培养液入口，分别用于注射100％浓度、80％浓度、60％浓度、40％浓度、20％浓度以及0浓度的培养液；

所述连续相矿物油入口包括第一连续相矿物油入口、第二连续相矿物油入口、第三连续相矿物油入口、第四连续相矿物油入口、第五连续相矿物油入口以及第六连续相矿物油入口，分别用于注射矿物油；

所述液滴生成十字结构利用流动聚焦法生成微液滴；

所述微液滴出口包括第一微液滴出口、第二微液滴出口、第三微液滴出口、第四微液滴出口、第五微液滴出口以及第六微液滴出口，分别用于收集生成的微液滴，出口分别连接有导管。

进一步地，所述分散相培养液入口的培养液浓度能够根据需求更换，数量与浓度梯度微流控芯片的出口数量相同，所述微液滴出口的数量能够根据需求增加或减少。进一步地，所述浓度梯度微流控芯片和所述液滴微流控芯片的制作材料均为聚二甲基硅氧烷，所述玻璃基底层的制作材料为玻璃板。

本发明还提供了一种基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装方法，基于上述线性浓度梯度微液滴封装装置实现，包括：

S1、在第一培养液入口处连接装有100％浓度细胞培养液的注射器，在第二培养液入口处连接装有0浓度细胞培养液的注射器，并且两个注射器的培养液中提前放置入细胞；

S2、第一培养液入口和第二培养液入口处的注射泵以500μm/s的速度缓慢注入两种浓度的细胞培养液，使细胞培养液在蛇形通道中充分混合，在第一培养液出口、第二培养液出口、第三培养液出口、第四培养液出口、第五培养液出口以及第六培养液出口处分别得到浓度为100％、80％、60％、40％、20％和0的带有细胞的培养液；

S3、在第一连续相矿物油入口、第二连续相矿物油入口、第三连续相矿物油入口、第四连续相矿物油入口、第五连续相矿物油入口以及第六连续相矿物油入口处分别缓慢注入矿物油，使矿物油装满液滴微流控芯片；

S4、继续缓慢注入矿物油和细胞培养液，矿物油作为连续相，细胞培养液作为分散相，在液滴微流控芯片的液滴生成十字结构处封装成多个微液滴；

S5、第一微液滴出口、第二微液滴出口、第三微液滴出口、第四微液滴出口、第五微液滴出口以及第六微液滴出口分别连接导管，收集制备好的微液滴细胞培养液，待后续观察使用。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置，具有试剂消耗少、成本低廉、操作便捷、易于集成、高通量等优点，在细胞生物学领域具有广泛的应用前景。

2、本发明提供的基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置，其微纳尺度的结构与细胞尺寸相匹配，便于对细胞进行更为精确捕获及操控。

3、本发明提供的基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置，由于其尺寸较小，试剂消耗量低，能够帮助节省资源和制作成本。

4、本发明提供的基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置，其高通量的特性允许其在同一时间内处理多组样品，将两种微流控芯片结合，实现了多功能模块化的集成。

基于上述理由本发明可在细胞培养研究等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明装置整体示意图。

图2为本发明浓度梯度微流控芯片立体图。

图3为本发明液滴微流控芯片立体图。

图4为本发明浓度梯度微流控芯片浓度梯度分布平面图。

图5为本发明液滴微流控芯片平面图及十字结构放大图。

图中：1、浓度梯度微流控芯片；1-1、第一培养液入口；1-2、第二培养液入口；2、液滴微流控芯片；2-1、第一培养液出口；2-2、第二培养液出口；2-3、第三培养液出口；2-4、第四培养液出口；2-5、第五培养液出口；2-6、第六培养液出口；3-1、第一分散相培养液入口；3-2、第二分散相培养液入口；3-3、第三分散相培养液入口；3-4、第四分散相培养液入口；3-5、第五分散相培养液入口；3-6、第六分散相培养液入口；4-1、第一连续相矿物油入口；4-2、第二连续相矿物油入口、4-3、第三连续相矿物油入口；4-4、第四连续相矿物油入口；4-5第五连续相矿物油入口；4-6、第六连续相矿物油入口；5-1、第一微液滴出口；5-2、第二微液滴出口；5-3、第三微液滴出口；5-4、第四微液滴出口；5-5、第五微液滴出口；5-6、第六微液滴出口；3、玻璃基底层；4、混合通道；5、液滴生成十字结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明提供了一种基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置，可以同时产生六种线性浓度梯度的细胞培养液，包括：浓度梯度微流控芯片1、液滴微流控芯片2和玻璃基底层3，其中：所述浓度梯度微流控芯片和所述液滴微流控芯片进行键和，二者之间通过微通道连通；之后将键合的浓度梯度微流控芯片和液滴微流控芯片与玻璃基底层键合，形成完整的微流控系统；

所述浓度梯度微流控芯片生成一系列线性浓度梯度的细胞培养液，与所述液滴微流控芯片键合后，将细胞封装在培养液微液滴中，使得微液滴成为一个培养皿。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，如图2所示，所述浓度梯度微流控芯片采用圣诞树型结构，包括入口、出口以及连通入口和出口的混合通道4，其中：

所述入口包括第一培养液入口1-1和第二培养液入口1-2，分别用于注射100％浓度和0浓度的培养液；

所述出口包括第一培养液出口2-1、第二培养液出口2-2、第三培养液出口2-3、第四培养液出口2-4、第五培养液出口2-5以及第六培养液出口2-6，分别用于流出100％浓度、80％浓度、60％浓度、40％浓度、20％浓度以及0浓度的培养液；

所述混合通道4采用蛇形结构，用于在相同面积的情况下增加通道长度，延长混合时间，提高培养液的浓度精确度。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述入口的培养液浓度能够根据需求更换，所述出口的数量能够根据需求增加或减少。在本实施例中，入口设置两个，出口设置六个。如图4所示，为浓度梯度微流控芯片浓度梯度分布平面图。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述第一培养液入口1-1和第二培养液入口1-2分别连接装有100％浓度细胞培养液和0浓度细胞培养液的注射器。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，如图3所示，所述液滴微流控芯片包括分散相培养液入口、连续相矿物油入口、液滴生成十字结构5以及微液滴出口，其中：

所述分散相培养液入口包括第一分散相培养液入口3-1、第二分散相培养液入口3-2、第三分散相培养液入口3-3、第四分散相培养液入口3-4、第五分散相培养液入口3-5以及第六分散相培养液入口3-6，分别用于注射100％浓度、80％浓度、60％浓度、40％浓度、20％浓度以及0浓度的培养液；

所述连续相矿物油入口包括第一连续相矿物油入口4-1、第二连续相矿物油入口4-2、第三连续相矿物油入口4-3、第四连续相矿物油入口4-4、第五连续相矿物油入口4-5以及第六连续相矿物油入口4-6，分别用于注射矿物油；

所述液滴生成十字结构5利用流动聚焦法生成微液滴；如图5所示，为液滴微流控芯片平面图及十字结构放大图。

所述微液滴出口包括第一微液滴出口5-1、第二微液滴出口5-2、第三微液滴出口5-3、第四微液滴出口5-4、第五微液滴出口5-5以及第六微液滴出口5-6，分别用于流出生成的微液滴。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述分散相培养液入口的培养液浓度能够根据需求更换，数量与浓度梯度微流控芯片1的出口数量相同，所述微液滴出口的数量能够根据需求增加或减少。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述第一微液滴出口5-1、第二微液滴出口5-2、第三微液滴出口5-3、第四微液滴出口5-4、第五微液滴出口5-5以及第六微液滴出口5-6分别连接有导管。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述浓度梯度微流控芯片1和所述液滴微流控芯片2的制作材料均为聚二甲基硅氧烷，所述玻璃基底层3的制作材料为玻璃板。其中，所述浓度梯度微流控芯片1和所述液滴微流控芯片2均使用光刻技术制造，光刻胶使用SU-8 2050，芯片厚度为100μm，通道宽500μm，光刻技术的操作步骤具体如下：

基片预处理：通过去离子水冲洗、氮气吹干的方法使基片表面净化，确保光刻胶更好地粘附在基片表面；

涂胶：采用旋涂法在经过处理的基片表面上均匀涂覆粘性好厚度适当的光刻胶，根据光刻胶的使用说明，设置转速为1700rpm；

前烘：将旋涂后的硅片放在加热板上加热，同时在硅片上方放上锡纸防止落灰。65℃时烘烤5min，之后按1℃/min的速率缓慢升温至95℃，保持该温度20min，使其充分反应，之后自然冷却至室温；

曝光：将已制备好的掩膜覆盖在基片上，利用紫外曝光机对其进行曝光，曝光时间为23s；

后烘：将曝光后的硅片放在加热板上加热，65℃时烘烤5min，95℃时烘烤10min；

显影：将曝光后的硅片放入烧杯中，倒入显影液使其没过硅片，浸泡硅片，浸泡9min，浸泡结束后用超纯水清洗。如若效果不理想，将烧杯中换入新的显影液，浸泡20s-30s，然后用超纯水清洗，最后用氮气吹干；

坚膜：将显影后的基片进行清洗后150℃烘烤1h，以彻底除去显影后残留于胶膜中的溶剂或水分，使胶膜与基片紧密粘附防止胶层脱落，并增强胶膜本身的抗蚀能力；

浇注：将处理好的PDMS缓慢浇注在显影后的基片上，保证厚度适中；

固化：将浇注PDMS的基片放入80℃的加热板上加热，加快PDMS的固化速度。1h后从加热板上取下玻璃片，此时PDMS已经固化，将PDMS通道从基片上小心剥离下来，用保鲜膜封装，防止被污染；

键合：将浓度梯度微流控芯片1的PDMS通道和液滴微流控芯片2的PDMS通道进行等离子清洗后键合，压上重物，置于加热箱中90℃加热1h，增强键合效果，使二者完全贴合；将液滴微流控芯片2的PDMS通道和玻璃基底层3进行等离子清洗，并迅速将二者键合，压上重物，置于加热箱中90℃加热1h，增强二者的键合效果，使整体芯片更加牢固；

后处理：用美工刀修饰边缘，在浓度梯度微流控芯片1的两个入口处插入乳胶管用于注入细胞培养液，等待后续投入使用。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，浓度梯度微流控芯片1内的溶液浓度可以通过计算得知其计算公式如下：

对于通道中以平均速度为U流动的培养液，当培养液浓度为C₀与培养液浓度为c＝0的混合比为1:1时，无量纲浓度c*＝c/C₀为：

其中，n＝1，2，3，...，分别为宽度为W的通道中的无量纲横坐标和纵坐标。/>为佩莱特数，D为扩散系数。通过计算浓度分布作为Pe的函数，可以得到浓度达到平衡无量纲浓度c*＝1/2的位置x*。

本发明还提供了一种基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装方法，基于所述线性浓度梯度微液滴封装装置实现，包括：

S1、在第一培养液入口1-1处连接装有100％浓度细胞培养液的注射器，在第二培养液入口1-2处连接装有0浓度细胞培养液的注射器，并且两个注射器的培养液中提前放置入细胞；

S2、第一培养液入口1-1和第二培养液入口1-2处的注射泵以500μm/s的速度缓慢注入两种浓度的细胞培养液，使细胞培养液在蛇形通道中充分混合，在第一培养液出口2-1、第二培养液出口2-2、第三培养液出口2-3、第四培养液出口2-4、第五培养液出口2-5以及第六培养液出口2-6处分别得到浓度为100％、80％、60％、40％、20％和0的带有细胞的培养液；

S3、在第一连续相矿物油入口4-1、第二连续相矿物油入口4-2、第三连续相矿物油入口4-3、第四连续相矿物油入口4-4、第五连续相矿物油入口4-5以及第六连续相矿物油入口4-6处分别缓慢注入矿物油，使矿物油装满液滴微流控芯片；

S4、继续缓慢注入矿物油和细胞培养液，矿物油作为连续相，细胞培养液作为分散相，在液滴微流控芯片的液滴生成十字结构5处封装成多个微液滴；

S5、第一微液滴出口5-1、第二微液滴出口5-2、第三微液滴出口5-3、第四微液滴出口5-4、第五微液滴出口5-5以及第六微液滴出口5-6分别连接导管，收集制备好的微液滴细胞培养液，待后续观察使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置，其特征在于，线性浓度梯度微液滴封装装置可以同时产生六种线性浓度梯度的细胞培养液，包括：浓度梯度微流控芯片(1)、液滴微流控芯片(2)和玻璃基底层(3)，其中：所述浓度梯度微流控芯片(1)和所述液滴微流控芯片(2)进行键和，二者之间通过微通道连通；之后将键合的浓度梯度微流控芯片(1)和液滴微流控芯片(2)与玻璃基底层(3)键合，形成完整的微流控系统；

所述浓度梯度微流控芯片生成一系列线性浓度梯度的细胞培养液，与所述液滴微流控芯片键合后，将细胞培养液封装在微液滴中，使得微液滴成为一个培养皿。

2.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置，其特征在于，所述浓度梯度微流控芯片采用圣诞树型结构，包括入口、出口以及连通入口和出口的混合通道(4)，其中：

所述入口包括第一培养液入口(1-1)和第二培养液入口(1-2)，分别用于注射100％浓度和0浓度的培养液；

所述出口包括第一培养液出口(2-1)、第二培养液出口(2-2)、第三培养液出口(2-3)、第四培养液出口(2-4)、第五培养液出口(2-5)以及第六培养液出口(2-6)，分别用于流出100％浓度、80％浓度、60％浓度、40％浓度、20％浓度以及0浓度的培养液；

所述混合通道(4)采用蛇形结构，用于在相同面积的情况下增加通道长度，延长混合时间，提高培养液的浓度精确度。

3.根据权利要求2所述的基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置，其特征在于，所述入口的培养液浓度能够根据需求更换，所述出口的数量能够根据需求增加或减少。

4.根据权利要求2所述的基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置，其特征在于，所述第一培养液入口(1-1)和第二培养液入口(1-2)分别连接装有100％浓度细胞培养液和0浓度细胞培养液的注射器。

5.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置，其特征在于，所述液滴微流控芯片包括分散相培养液入口、连续相矿物油入口、液滴生成十字结构(5)以及微液滴出口，其中：

所述分散相培养液入口包括第一分散相培养液入口(3-1)、第二分散相培养液入口(3-2)、第三分散相培养液入口(3-3)、第四分散相培养液入口(3-4)、第五分散相培养液入口(3-5)以及第六分散相培养液入口(3-6)，分别用于通入100％浓度、80％浓度、60％浓度、40％浓度、20％浓度以及0浓度的培养液；

所述连续相矿物油入口包括第一连续相矿物油入口(4-1)、第二连续相矿物油入口(4-2)、第三连续相矿物油入口(4-3)、第四连续相矿物油入口(4-4)、第五连续相矿物油入口(4-5)以及第六连续相矿物油入口(4-6)，分别用于通入矿物油；

所述液滴生成十字结构(5)利用流动聚焦法生成微液滴；

所述微液滴出口包括第一微液滴出口(5-1)、第二微液滴出口(5-2)、第三微液滴出口(5-3)、第四微液滴出口(5-4)、第五微液滴出口(5-5)以及第六微液滴出口(5-6)，分别用于收集生成的微液滴。

6.根据权利要求5所述的基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置，其特征在于，所述分散相培养液入口的培养液浓度能够根据需求更换，数量与浓度梯度微流控芯片(1)的出口数量相同，所述微液滴出口的数量能够根据需求增加或减少。

7.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装装置，其特征在于，所述浓度梯度微流控芯片(1)和所述液滴微流控芯片(2)的制作材料均为聚二甲基硅氧烷，所述玻璃基底层(3)的制作材料为玻璃板。

8.一种基于微流控芯片的线性浓度梯度微液滴封装方法，其特征在于，基于权利要求1-7中任意一项所述线性浓度梯度微液滴封装装置实现，包括：

S1、在第一培养液入口(1-1)处连接装有100％浓度细胞培养液的注射器，在第二培养液入口(1-2)处连接装有0浓度细胞培养液的注射器，并且两个注射器的培养液中提前放置入细胞；

S2、第一培养液入口(1-1)和第二培养液入口(1-2)处的注射泵以500μm/s的速度缓慢注入两种浓度的细胞培养液，使细胞培养液在蛇形通道中充分混合，在第一培养液出口(2-1)、第二培养液出口(2-2)、第三培养液出口(2-3)、第四培养液出口(2-4)、第五培养液出口(2-5)以及第六培养液出口(2-6)处分别得到浓度为100％、80％、60％、40％、20％和0的带有细胞的培养液；

S3、在第一连续相矿物油入口(4-1)、第二连续相矿物油入口(4-2)、第三连续相矿物油入口(4-3)、第四连续相矿物油入口(4-4)、第五连续相矿物油入口(4-5)以及第六连续相矿物油入口(4-6)处分别缓慢注入矿物油，使矿物油装满液滴微流控芯片；

S4、继续缓慢注入矿物油和细胞培养液，矿物油作为连续相，细胞培养液作为分散相，在液滴微流控芯片的液滴生成十字结构(5)处封装成多个微液滴；

S5、第一微液滴出口(5-1)、第二微液滴出口(5-2)、第三微液滴出口(5-3)、第四微液滴出口(5-4)、第五微液滴出口(5-5)以及第六微液滴出口(5-6)分别连接导管，收集制备好的微液滴细胞培养液，待后续观察使用。