CN208844105U - 一种用于胚胎培养的微流控芯片装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及微流控芯片技术领域，具体来说是一种用于胚胎培养的微流控芯片装置，其特征在于所述液体通道连接营养池和微流控芯片，供给胚胎细胞生长的培养液由营养池流入装置，经液体通道出口流入管道，由芯片入口通道进入微流控芯片，培养液进入微流控芯片入口通道后，微流控芯片进行分流控制，液体被分流后流入细胞捕获结构，所述样本通道连接样本池和微流控芯片，要进行培养的胚胎细胞由样本池经样本通道进入细胞捕获结构，本实用新型与现有技术相比结构简单、使用方便，该微流控芯片装置的液体通道和样本通道及细胞捕获结构为胚胎细胞生长提供了必要的营养物质和生长环境。

Description

一种用于胚胎培养的微流控芯片装置

技术领域

本实用新型涉及微流控芯片技术领域，具体来说是一种用于胚胎培养的微流控芯片装置。

背景技术

微流控芯片技术（Microfluidics）是把生物、化学、医学分析过程的样本制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。微流控技术是一种使用微管道处理或操纵微小流体的技术，广泛应用于细胞培养、细胞刺激、细胞分析、核酸提取、核酸扩增、生化检测、免疫检测、环境监测等各种试验相关领域中。

微流控芯片（Microfluidic chip）是当前微全分析系统发展的热点领域。微流控芯片分析以芯片为操作平台，同时以分析化学为基础，以微机电加工技术为依托，以微管道网络为结构特征，以生命科学为目前主要应用对象，是当前微全分析系统领域发展的重点。它的目标是把整个化验室的功能，包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上，且可以多次使用。

微流控芯片是微流控技术的实现的主要平台，其装置特征主要是其容纳流体的有效结构（通道、反应室和其他某些功能部件）至少在一个纬度上为微米级尺度。由于微米级的结构，流体在其中显示和产生了与宏观尺度不同的特殊性能。微流控芯片具有液体流动可控、消耗试样和试剂极少、分析速度成十倍上百倍的提高，它可以在几分钟甚至更短的时间内进行上百个样品的同时分析，并且可以在线实现样品的预处理及分析全过程。

细胞培养是生物学研究的基本操作单元，通过一个能模拟体内环境的体外空间，配置以无菌、适当温度、酸碱度和一定营养条件培养细胞，使之生长繁殖并维持其结构和功能。

在微流控芯片上利用微机械加工技术刻蚀微米级的网格或通道作为细胞过滤器，根据细胞的大小实现分选。细胞表面进行特异性修饰，利用不同细胞对通道表面的选择性粘附特征来捕获特定细胞，达到细胞分选的目的。以微流控芯片作为平台的细胞分选技术具有微型化、集成化、细胞用量少、污染概率低等特点，可根据实际需要选择合适的技术，达到有效细胞分选的目的。

目前，胚胎培养在培养皿或者其他培养装置中进行，将多个胚胎细胞置于培养装置中，再辅以胚胎培养所需要的营养物质，再放于培养环境中进行培养，胚胎细胞的成长率较大，成功率不高，营养物质未及时充足的供应至每一个胚胎细胞及胚胎细胞的活性差异，可能是引起胚胎培养成功率不高的原因。

中国专利CN201410559419.0公开了一种用于细胞培养的微流控芯片、动态培养装置及方法，微流控芯片置于实验台上，营养池置于载物台上，硅胶管两头分别接营养池出液口和芯片入口，出口储液池置于基座上并粘在微流控芯片 的芯片出口处。在营养池中加入一定细胞密度的细胞培养液悬浮液，出口储液池置空，在液面差的作用下，细胞顺利地进入芯片入口流经细胞捕获结构流向芯片出口。但其结构复杂、操作不便，无法对胚胎培养所需的营养物质进行分流，无法对培养的胚胎细胞进行分选，降低了培养胚胎的成活率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种用于胚胎培养的微流控芯片装置，用于胚胎进行简单、高效的体外培养。该微流控芯片装置利用微流控芯片和细胞捕获结构，将胚胎培养所需的营养物质进行分流，对培养的胚胎细胞进行分选，提高了培养胚胎的成活率。

为了实现上述目的，设计一种用于胚胎培养的微流控芯片装置,包括营养池、样本池、液体通道、样本通道、微流控芯片和细胞捕获结构，所述微流控芯片整体上为管道式结构，其内部设有芯片通道，芯片通道包括芯片入口通道和芯片出口通道，在芯片入口通道和芯片出口通道之间连接有细胞捕获结构，所述细胞捕获结构由多个开口向上的细胞捕获单元收集小室构成，所述液体通道连接营养池和微流控芯片，供给胚胎细胞生长的培养液由营养池流入装置，经液体通道出口流入管道，由芯片入口通道进入微流控芯片，培养液进入微流控芯片入口通道后，微流控芯片进行分流控制，液体被分流后流入细胞捕获结构，所述样本通道连接样本池和微流控芯片，要进行培养的胚胎细胞由样本池经样本通道进入细胞捕获结构。

优选地所述的微流控芯片装置还包括微流控基板，所述微流控基板为圆形，用于承载微流控芯片，一端连接于支撑架的一部分，用于固定支撑架。

优选地所述的微流控芯片装置还包括微流控基板支撑架由竖向支撑杆和横向支撑杆呈十字交叉连接而成，竖向支撑杆下端固定于微流控基板左侧，上端与横向支撑杆由固定装置连接。

优选地所述的微流控芯片装置支撑架的横向支撑杆上有两个长方形的载物台，分别为营养池和样本池，左侧为营养池，右侧为样本池。

优选地所述的微流控芯片装置所述微流控芯片为长方形，左侧为芯片入口通道，右侧为芯片出口通道，芯片入口通道和芯片出口通道均为圆形。

优选地所述的微流控芯片装置细胞捕获结构呈正方形，包含多个开口向上的胚胎细胞捕获单元的收集小室，位于芯片入口通道和芯片出片通道中间，与两侧芯片通道连接，多个开口向上的胚胎细胞捕获单元的收集小室沿液体流动方向依次排列在细胞捕获单元内。

优选地所述的微流控芯片装置液体通道由透明的管道构成，管道为聚苯乙烯材质，管道一端连接营养池，为液体出口通道，一端连接芯片入口通道，为液体出口通道，样本通道由透明的管道构成，管道为聚苯乙烯材质，管道上段与样本池下端连接，为样本出口，管道下端与细胞捕获结构相接，为样本出口。

优选地所述的微流控芯片装置芯片右侧为芯片出口通道，同时作为废液出口通道，被分流后废弃的培养液和被分选后淘汰的胚胎细胞均由芯片出口通道排出。

优选地所述的微流控芯片装置液体通道和样本通道能同时运行，胚胎细胞培养所需的培养液由营养池进入，流经液体通道进入芯片入口通道被分流；胚胎或者细胞由样本池进入，经样本通道进入细胞捕获结构被分选；胚胎细胞和培养液在胚胎细胞捕获单元的收集小室内汇合，被分流的培养液能充分提供被分选的胚胎细胞生长发育所需的营养成分。

本实用新型与现有技术相比结构简单、使用方便，该微流控芯片装置的液体通道和样本通道及细胞捕获结构为胚胎细胞生长提供了必要的营养物质和生长环境。由营养池进入液体通道的胚胎培养液经微流控芯片分流后进入细胞捕获结构，分配到若干个收集小室；胚胎或细胞由样本池进入样本通道，在细胞捕获结构被分选，被捕获的优质胚胎细胞在收集小室内与培养液汇合，继而生长发育。其特征在于所述的微流控芯片装置还包括微流控基板，所述微流控基板为圆形，用于承载微流控芯片，一端连接于支撑架的一部分，用于固定支撑架。

附图说明

图1 为本实用新型整体结构示意图。

1为营养池，2为样本池，3为芯片入口，4为细胞捕获，5为芯片出口，6为支撑架，7为微流控基板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见附图1，一种用于胚胎培养的微流控芯片装置，包括微流控基板、支撑架、营养池、样本池、微流控芯片、液体通道、样本通道、芯片通道及细胞捕获结构。

所述微流控芯片整体上为管道式结构，其内部设置有芯片通道，芯片通道包括位于左侧的芯片入口通道和位于右侧的芯片出口通道，在芯片入口通道和芯片出口通道之间连接有细胞捕获结构。

所述微流控芯片装置的支撑架由竖向支撑杆和横向支撑杆由固定装置十字交叉组合而成，竖向支撑杆下端固定于微流控基板，上段与横向支撑杆相接，横向支撑杆上安装有2个长方形的载物台，分别为营养池和样本池，为胚胎细胞培养液和胚胎细胞样本注入端口。

所述微流控芯片装置的细胞捕获结构，连接芯片入口通道和芯片出口通道，位于两者之间，由多个开口向上的细胞捕获单元收集小室构成，开口向上的细胞捕获单元收集小室沿着由芯片分流后液体流动方向依次排列。

所述微流控芯片装置的样本池位于横向支撑杆右侧，需进行培养的胚胎细胞样本由样本池进入胚胎培养的微流控芯片装置，经过样本通道进入细胞捕获结构，细胞结构完整、生命活性强的胚胎细胞快速被细胞捕获单元收集小室捕获，进入收集小室，未被捕获的胚胎细胞沿着液体流动方向流经芯片出口排出。

液体通道和样本通道可以同时运行，胚胎细胞培养所需的培养液由营养池进入，流经液体通道进入芯片入口通道被分流；胚胎或者细胞由样本池进入，经样本通道进入细胞捕获结构被分选；胚胎细胞和培养液在胚胎细胞捕获单元的收集小室内汇合，被分流的培养液能充分提供被分选的胚胎细胞生长发育所需的营养成分。

Claims (9)

1.一种用于胚胎培养的微流控芯片装置,包括营养池、样本池、液体通道、样本通道、微流控芯片和细胞捕获结构，所述微流控芯片整体上为管道式结构，其内部设有芯片通道，芯片通道包括芯片入口通道和芯片出口通道，在芯片入口通道和芯片出口通道之间连接有细胞捕获结构，所述细胞捕获结构由多个开口向上的细胞捕获单元收集小室构成，其特征在于所述液体通道连接营养池和微流控芯片，供给胚胎细胞生长的培养液由营养池流入装置，经液体通道出口流入管道，由芯片入口通道进入微流控芯片，培养液进入微流控芯片入口通道后，微流控芯片进行分流控制，液体被分流后流入细胞捕获结构，所述样本通道连接样本池和微流控芯片，要进行培养的胚胎细胞由样本池经样本通道进入细胞捕获结构。

2.如权利要求1所述的一种用于胚胎培养的微流控芯片装置，其特征在于所述的微流控芯片装置还包括微流控基板，所述微流控基板为圆形，用于承载微流控芯片，一端连接于支撑架的一部分，用于固定支撑架。

3.如权利要求2所述的一种用于胚胎培养的微流控芯片装置，其特征在于支撑架由竖向支撑杆和横向支撑杆呈十字交叉连接而成，竖向支撑杆下端固定于微流控基板左侧，上端与横向支撑杆由固定装置连接。

4.如权利要求3所述的一种用于胚胎培养的微流控芯片装置，其特征在于支撑架的横向支撑杆上有两个长方形的载物台，分别为营养池和样本池，左侧为营养池，右侧为样本池。

5.如权利要求1所述的一种用于胚胎培养的微流控芯片装置，其特征在于所述微流控芯片为长方形，左侧为芯片入口通道，右侧为芯片出口通道，芯片入口通道和芯片出口通道均为圆形。

6.如权利要求1所述的一种用于胚胎培养的微流控芯片装置，其特征在于所述细胞捕获结构呈正方形，包含多个开口向上的胚胎细胞捕获单元的收集小室，位于芯片入口通道和芯片出片通道中间，与两侧芯片通道连接，多个开口向上的胚胎细胞捕获单元的收集小室沿液体流动方向依次排列在细胞捕获单元内。

7.如权利要求6所述的一种用于胚胎培养的微流控芯片装置，其特征在于所述液体通道由透明的管道构成，管道为聚苯乙烯材质，管道一端连接营养池，为液体出口通道，一端连接芯片入口通道，为液体出口通道，样本通道由透明的管道构成，管道为聚苯乙烯材质，管道上段与样本池下端连接，为样本出口，管道下端与细胞捕获结构相接，为样本出口。

8.如权利要求1所述的一种用于胚胎培养的微流控芯片装置，其特征在于微流控芯片右侧为芯片出口通道，同时作为废液出口通道，被分流后废弃的培养液和被分选后淘汰的胚胎细胞均由芯片出口通道排出。

9.如权利要求1所述的一种用于胚胎培养的微流控芯片装置，其特征在于液体通道和样本通道能同时运行，胚胎细胞培养所需的培养液由营养池进入，流经液体通道进入芯片入口通道被分流；胚胎或者细胞由样本池进入，经样本通道进入细胞捕获结构被分选；胚胎细胞和培养液在胚胎细胞捕获单元的收集小室内汇合，被分流的培养液能充分提供被分选的胚胎细胞生长发育所需的营养成分。