CN206244793U - 一种微流控芯片 - Google Patents

Abstract

一种微流控芯片，其由上层的PDMS流体通道层与下层的玻璃层构成；PDMS流体通道层与玻璃层通过氧等离子键合构成不可逆结构的流体通道单元；微流控芯片为圆形；流体通道单元包括：位于圆形芯片中心的加样孔和多个芯片单体，多个芯片单体结构相同且沿圆周均匀分布，每个芯片单体包括纯化增菌孔和浓度梯度发生器，浓度梯度发生器最上端设有并列的进样孔和病原体鉴定培养池；浓度梯度发生器包括多级分支通道组，分支通道组的分支通道数量从进样孔向出口逐层依次增加，每条分支通道上设置有发生器孔；浓度梯度发生器最下层分支通道组与出口通过出口微通道连通；微通道连通加样孔和纯化增菌孔后分别与并联的进样孔和病原体鉴定培养池连通。

Description

一种微流控芯片

技术领域

本实用新型涉及一种微流控芯片，尤其是一种用于实现宫颈取材标本在鉴定培养基中的颜色变化、药敏检测的微流控芯片。

背景技术

宫颈癌的发生是多种因素的结果，大量的流行病学及分子生物学等研究认为有些病原体尤其是通过性传播的病原体与宫颈癌的发生有密切关系，生殖道感染的微生物种类增多，宫颈癌的风险增加。宫颈感染的有效治疗严格依赖于药敏试验，确定患者样本感染的病原体抗菌谱的能力。

目前对于这些疾病的治疗，大多数医院还是以西医治疗为主，但随着社会的不断发展，中药也逐渐被应用到慢性宫颈炎以及阴道炎的治疗过程中，利用中药对患有妇科疾病的患者进行治疗效果显著，这为患者健康的恢复奠定了基础。

现有的微生物鉴定和抗生素敏感性试验的方法有几个缺点，包括培养时间长，样品和试剂消耗过量，检测灵敏度低等。

传统的检测病原体的方法主要通过直接涂片染色镜下观察，或者将病原体分离培养鉴定，传统的药敏实验是在96孔板的液体培养基中稀释或使用纸片法形成梯度的方法。确定最小抑菌浓度指导方针的方法是由临床和实验室标准研究所公布的，这些标准化的测试是可靠的，但是操作繁琐，孵育时间较长(通常为16至20小时)，直到MIC可以通过视觉检测培养的浊度或菌落生长。这不利于及时诊断和抗生素选择指导。

传统的细菌鉴定方法是将病人体液标本涂布在含有培养基的琼脂平板上培养增菌，继而挑选优势细菌培养鉴定并且进行药敏实验，这种方法存在的问题在于样品消耗量大和检测时间长，经常无法有效满足临床工作的需求，此外，传统细菌鉴定方法大多依赖于众多的大型专业化设备，限制了该技术在基层医疗单位的推广。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于实现宫颈取材标本在鉴定培养基中的颜色变化、药敏检测的微流控芯片。

本发明的技术解决方案是：一种微流控芯片，其由上层的PDMS流体通道层与下层的玻璃层构成；所述PDMS流体通道层与玻璃层通过氧等离子键合构成不可逆结构的流体通道单元；所述微流控芯片为圆形；所述流体通道单元包括：位于圆形芯片中心的加样孔和多个芯片单体，所述多个芯片单体结构相同且沿圆周均匀分布，每个芯片单体包括纯化增菌孔和浓度梯度发生器，所述浓度梯度发生器最上端设有并列的进样孔和病原体鉴定培养池；所述浓度梯度发生器包括多级分支通道组，所述分支通道组的分支通道数量从进样孔向出口逐层依次增加，每条分支通道上设置有发生器孔；所述浓度梯度发生器最下层分支通道组与出口通过出口微通道连通；微通道连通加样孔和纯化增菌孔后分别与并联的进样孔和病原体鉴定培养池连通。

进一步的，所述芯片单体的个数为6。

进一步的，最下层分支通道组的分支通道数量为4。

进一步的，所述纯化增菌孔和出口均设置有微阀。

与现有技术相比，本实用新型所述的微流控芯片具有以下有益技术效果：

(1)本实用新型的微流控芯片通过对宫颈脱落细胞进行病原体的检测，辅助临床进行宫颈病变的筛查，提高临床诊断的准确性；

(2)本实用新型的微流控芯片为临床标本的治疗选择了最佳的药物，达到了检测与药物敏感性分析实验的同步，减少了人为操作误差，节约了临床检验的时间；

(3)本实用新型的微流控芯片，表面体积比大、试剂消耗量少、诊断快速、结果精度高。

附图说明

图1为本实用新型微流控芯片总体结构的示意图。

图2为本实用新型微流控芯片的PDMS流体通道层的结构示意图。

图3为本实用新型微流控芯片的加样孔和多个芯片单体的结构示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，一种微流控芯片，其由上层的PDMS流体通道层1与下层的玻璃层2构成；所述PDMS流体通道层1与玻璃层2通过氧等离子键合构成不可逆结构的流体通道单元；所述微流控芯片为圆形；所述流体通道单元包括：位于圆形芯片中心的加样孔3和6个芯片单体，以转动微流控芯片的速度控制所述微流控芯片中液体的流速；所述6个芯片单体结构相同且沿圆周均匀分布，每个芯片单体包括纯化增菌孔4和浓度梯度发生器5，所述浓度梯度发生器5最上端设有并列的进样孔6和病原体鉴定培养池7；所述浓度梯度发生器5包括4级分支通道组8，所述分支通道组8的分支通道数量从进样孔6向出口9逐层依次增加，所述浓度梯度发生器5共设置3层，最下层分支通道组8的分支通道数量为4，每条分支通道上设置有发生器孔10；所述浓度梯度发生器5最下层分支通道组8与出口9通过出口微通道11连通；微通道12连通加样孔3和纯化增菌孔4后分别与并联的进样孔6和病原体鉴定培养池7连通，所述浓度发生器采用Jeon et al.所设计的模型构建，浓度梯度发生器5中与进样孔6连通的第一层的2个发生器孔10为不同药物入孔，可以通过所述浓度梯度发生器5中与进样孔6连通的第一层的2个发生器孔10加入不同浓度的药物来实现药物的浓度梯度发生(0:1:2:3)这是浓度梯度发生器，为实验的药敏检测提供便利。

优选的，所述微流控芯片包括微型注射泵，注射泵是外加的，而不是置于芯片上的，作用是加样时可以保证速度一致，加样量准确。

优选的，所述纯化增菌孔4和出口9均设置有微阀。

所述微流控芯片的制作方法包括如下步骤：

A)、利用CAD计算机图形软件构建芯片微通道；

B)、将微流控芯片平面图打印于透明塑料薄膜上，并以此为掩模，采用标准软光刻技术制作SU-8负胶模板；

C)、在模板上灌注已配制好的PDMS，待其凝固后扒下PDMS即为含有微通道的PDMS基片；

D)、用打孔装置在需要的位置打出孔洞；

F)、等离子清洗活化PDMS基片与玻璃载玻片，使之相互键合，完成芯片制备过程。

所述微流控芯片的使用方法包括如下步骤：

A)、药物诱导：将两种不同的药物加入到浓度梯度发生器5中与进样孔6连通的第一层的2个发生器孔10中，通过转动微流控芯片形成离心力将药物泵入浓度梯度发生器5最下层分支通道组上的4个发生器孔10中，并形成药物浓度梯度，此时出口9中的微阀关闭。

B)、加入待检标本：待加样孔3中加入待检标本后，转动微流控芯片，关闭纯化增菌孔4中的微阀，使样品进入纯化增菌孔4，培养24h后，打开纯化增菌孔4的微阀，转动微流控芯片，使浓度梯度孔中的药物与待检标本作用，培养24h后，分别向病原体鉴定培养池7和浓度梯度发生器5最下层分支通道组上的4个发生器孔10中加入鉴别培养基，将微流控芯片置于培养箱内作用24h，取出观察。

C)、病原体药物敏感性分析：所述微流控芯片浓度梯度发生器5最下层分支通道组上的4个发生器孔10中的颜色与病原体鉴定培养池7中的颜色进行对比，观察颜色减弱程度，从而确定抑制病原体生长的最佳药物浓度。

最后说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳的实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改和等同替代，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种微流控芯片，其特征在于：由上层的PDMS流体通道层(1)与下层的玻璃层(2)构成；所述PDMS流体通道层(1)与玻璃层(2)通过氧等离子键合构成不可逆结构的流体通道单元；所述微流控芯片为圆形；所述流体通道单元包括：位于圆形芯片中心的加样孔(3)和多个芯片单体，所述多个芯片单体结构相同且沿圆周均匀分布，每个芯片单体包括纯化增菌孔(4)和浓度梯度发生器(5)，所述浓度梯度发生器(5)最上端设有并列的进样孔(6)和病原体鉴定培养池(7)；所述浓度梯度发生器(5)包括多级分支通道组(8)，所述分支通道组(8)的分支通道数量从进样孔(6)向出口(9)逐层依次增加，每条分支通道上设置有发生器孔(10)；所述浓度梯度发生器(5)最下层分支通道组(8)与出口(9)通过出口微通道(11)连通；微通道(12)连通加样孔(3)和纯化增菌孔(4)后分别与并联的进样孔(6)和病原体鉴定培养池(7)连通。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：所述芯片单体的个数为6。

3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：最下层分支通道组(8)的分支通道数量为4。

4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：所述纯化增菌孔(4)和出口(9)均设置有微阀。