CN218459549U - 微流控芯片 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种微流控芯片，微流控芯片包括基板、盖板以及疏水结构；基板具有相互连通的水凝胶通道以及培养流体通道；盖板盖设于基板，且盖合于水凝胶通道以及培养流体通道；疏水结构包括疏水条，疏水条位于水凝胶通道与培养流体通道之间，疏水条能够阻挡水凝胶流入培养流体通道，进而可将水凝胶限制在水凝胶通道内；进一步地，疏水条与水凝胶通道的交界位置形成较为稳定的凝胶界面，凝胶界面为细胞贴壁提供较为合适的基底硬度，且水凝胶通道内的水凝胶与培养流体通道内的培养基可通过水凝胶进行营养物质的交换，以供细胞生长的需求，进而以构建较为接近于生物体内的生长环境，利于保证细胞体外培养数据研究的真实性以及有效性。

Description

微流控芯片
本申请要求于2022年07月29日提交中国专利局，申请号为2022109108919、发明名称为“微流控芯片”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及生物医学技术领域，尤其涉及一种微流控芯片。
背景技术
器官芯片技术是一种在芯片中进行体外三维细胞培养的技术，通过对微通道、微反应室以及其他功能部件的构建，对芯片中的细胞、流体、气体以及细胞外微环境等组分进行精准操控，从而生成具有生物功能性的人体微组织以及微器官。器官芯片技术具有集成化、消耗低、通量高、仿真度高以及分析快等优点，在新药研发、疾病模型、个性化医疗以及航天医学等领域具有广阔的应用前景。
人体内通过血管运输养分以及气体到身体各个部位，并通过器官与血管界面进行营养、气体以及代谢物交换。为了对人体内这种结构进行模拟，很多器官芯片技术研究中采用了多孔膜来构建这样的界面，在多孔膜的两侧分别培养血管内皮细胞以及与器官对应的细胞，用以模拟器官以及血管界面的细胞排列和界面功能。
添加多孔膜的方式一方面对多孔膜本身的性质以及生物相容性提出了较高的要求，多孔膜的存在也会影响细胞在各通道之间的自由交互和迁移，另一方面多孔膜在芯片中的结合方式相对而言也较为复杂。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种微流控芯片，能够增强微流控芯片中流体的限制效果，以提高构建微流控芯片的良率。
本申请的提供了一种微流控芯片，包括：
基板，具有相互连通的水凝胶通道以及培养流体通道；
盖板，盖设于所述基板，且盖合于所述水凝胶通道以及所述培养流体通道；
疏水结构，所述水凝胶通道与所述培养流体通道的连通处以所述疏水结构为界进行划分，所述疏水结构包括疏水条，所述疏水条位于所述水凝胶通道与所述培养流体通道之间；
其中，在水凝胶被注入所述水凝胶通道后，所述疏水条能够阻挡所述水凝胶流入所述培养流体通道。
在其中一些实施例中，所述疏水条连接于所述水凝胶通道的通道壁；和/或，所述疏水条连接于所述培养流体通道的通道壁。
在其中一些实施例中，所述疏水条连接于所述水凝胶通道的通道壁时，所述疏水条连接于所述水凝胶通道的通道壁表面；或者，所述通道壁开设有安装槽，所述疏水条嵌设于所述安装槽内。
在其中一些实施例中，所述疏水条的部分位于所述安装槽内且部分伸出所述安装槽；或者，所述疏水条安装于所述安装槽内且顶部与所述水凝胶通道的通道壁平齐；或者，所述疏水条整体位于所述安装槽内且相对于所述安装槽的槽口凹陷。
在其中一些实施例中，所述水凝胶通道自身的延伸方向为水凝胶的纵流方向，所述疏水条沿所述纵流方向延伸。
在其中一些实施例中，所述水凝胶通道的数量为一个，所述培养流体通道的数量为两个，所述水凝胶通道位于两个所述培养流体通道之间，每一所述培养流体通道与所述水凝胶通道之间均设置有所述疏水条。
在其中一些实施例中，所述水凝胶通道包括物质交换段以及与所述物质交换段的两端分别连接的水凝胶入口段以及水凝胶出口段，所述物质交换段与所述培养流体通道连通；
所述疏水结构包括设置于所述基板的第一疏水组以及设置于所述盖板的第二疏水组，所述第一疏水组包括间隔设置的两个第一疏水条；所述第二疏水组包括间隔设置的两个第二疏水条，所述疏水条包括所述第一疏水条以及所述第二疏水条，两个所述第一疏水条以及两个所述第二疏水条限定出所述物质交换段。
在其中一些实施例中，所述水凝胶入口段、所述水凝胶出口段以及所述物质交换段三者设置为直通段，且所述水凝胶入口段、所述水凝胶出口段以及所述物质交换段三者的中轴线共线。
在其中一些实施例中，所述第一疏水条与所述第二疏水条在所述盖板与所述基板的叠设方向上正对设置，或者所述第一疏水条与所述第二疏水条在所述盖板与所述基板的叠设方向上错位设置。
在其中一些实施例中，所述盖板具有多个进液流道、多个进液连通孔，多个出液流道以及多个出液连通孔，所述进液连通孔的流通截面小于所述进液流道的流通截面，所述出液连通孔的流通截面小于所述出液流道的流通截面；
每一所述水凝胶通道的一端通过一所述进液连通孔与一所述进液流道连通，每一所述水凝胶通道的另一端通过一所述出液连通孔与所述出液流道连通；
每一所述培养流体通道的一端通过一所述进液连通孔与一所述进液流道连通，每一所述培养流体通道的另一端通过一所述出液连通孔与所述出液流道连通。
基于本申请实施例中提供的微流控芯片，水凝胶通道与培养流体通道的连通处以疏水结构为界进行划分，疏水结构包括疏水条，疏水条位于水凝胶通道与培养流体通道之间，疏水条能够阻挡水凝胶流入培养流体通道，进而可将水凝胶限制在水凝胶通道内；进一步地，疏水条与水凝胶通道的交界位置形成较为稳定的凝胶界面，凝胶界面为细胞贴壁提供较为合适的基底硬度，且水凝胶通道内的水凝胶与培养流体通道内的培养基可通过水凝胶进行营养物质的交换，以供细胞生长的需求，进而以构建较为接近于生物体内的生长环境，利于保证细胞体外培养数据研究的真实性以及有效性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一种实施例中的微流控芯片的整体结构示意图；
图2为本申请一种实施例中的微流控芯片的分解结构示意图；
图3为本申请一种实施例中的基板的结构示意图；
图4为本申请一种实施例中的微流控芯片的剖面示意图；
图5为本申请一种实施例中的微流控芯片(细胞贴壁于凝胶界面)的剖面示意图；
图6为本申请一种实施例中的微流控芯片中的第一疏水条以及第二疏水条位于水凝胶通道的结构示意图；
图7为本申请一种实施例中基于图6结构的凝胶界面的分布情况的示意图；
图8为本申请一种实施例中的基板的另一结构示意图；
图9为本申请一种实施例中的盖板的结构示意图；
图10为本申请一种实施例中的微流控芯片用于构建皮肤模型的流程示意图；
图11为本申请一种实施例中的微流控芯片用于构建肺模型的流程示意图。
附图标记：
10、基板；11、水凝胶通道；111、物质交换段；112、水凝胶入口段；113、水凝胶出口段；114、凝胶界面；116、第一夹角；117、第二夹角；
12、培养流体通道；121、培养流体入口段；122、培养流体出口段；123、培养流体通道段；13、膨大部；
20、盖板；21、进液流道；22、进液连通孔；23、出液流道；24、出液连通孔；
31、第一疏水组；311、第一疏水条；32、第二疏水组；321、第二疏水条；
H、横流方向；Z、纵流方向；D、叠设方向。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
人体内通过血管运输养分以及气体到身体各个部位，并通过器官与血管界面进行营养、气体以及代谢物交换。为了对人体内这种结构进行模拟，很多器官芯片技术研究中采用了多孔膜来构建这样的界面，在多孔膜的两侧分别培养血管内皮细胞以及与器官对应的细胞，用以模拟器官以及血管界面的细胞排列和界面功能。
添加多孔膜的方式一方面对多孔膜本身的性质以及生物相容性提出了较高的要求，多孔膜的存在也会影响细胞在各通道之间的自由交互和迁移，另一方面多孔膜在芯片中的结合方式相对而言也较为复杂。
为了解决上述问题，请参见图1至图3，本申请提供了一种微流控芯片，微流控芯片包括基板10、盖板20以及疏水结构(图中未示出)。
基板10具有水凝胶通道11以及培养流体通道12，水凝胶通道11以及培养流体通道12可以用于输送细胞、流体、气体、药物等细胞外微环境组分中的至少一种。
培养流体通道12可为一个或者两个，培养流体通道12为一个时，培养流体通道12位于水凝胶通道11的一侧，且培养流体通道12与水凝胶通道11连通，水凝胶通道11内通以水凝胶，培养流体通道12内通以培养流体，例如培养基。
需要说明的是，水凝胶以及培养流体的添加方式可为无泵式重力驱动，也可以使用外置蠕动泵、注射泵等装置驱动水凝胶以及培养基流动，以使这种流动能够提供细胞生长所需的流体剪切力环境。
盖板20位于基板10靠近水凝胶通道11以及培养流体通道12的一侧，且盖合于水凝胶通道11以及培养流体通道12，使水凝胶通道11与培养流体通道12构成中间封闭两端敞开的通道状，以使得水凝胶可在水凝胶通道11内流动，以及培养基可在培养流体通道12内流动。
请参见图3至图4，水凝胶通道11与培养流体通道12的连通处以疏水结构为界进行划分，疏水结构包括疏水条(如图4中311、321)，水凝胶被注入水凝胶通道11内，由于疏水条造成的毛细力屏障的突变，水凝胶溶液被限制在水凝胶通道11内；进一步地，疏水条与水凝胶通道11的交界位置形成凝胶界面(如图5中114)，为细胞提供较为合适的基地硬度，便于细胞贴壁在凝胶界面114。培养流体通道12为一个时，细胞生长在水凝胶内，培养基内的营养物质可通过凝胶界面114与水凝胶进行物质交换，以满足位于水凝胶内的细胞生长需求。
请参见图3，培养流体通道12为两个时，两个培养流体通道12分别位于水凝胶通道11的相对两侧。疏水结构位于水凝胶通道11与培养流体通道12之间，水凝胶通道11内通以水凝胶，培养流体通道12通以培养基，以形成培养基、水凝胶以及培养基的三层结构。
请参见图5，由于疏水条造成的毛细力屏障的突变，水凝胶被限制在水凝胶通道11内，以阻挡水凝胶通道11内的水凝胶流到培养流体通道12内，进而可将水凝胶限制在水凝胶通道11内；且可在水凝胶与疏水条的交界位置形成凝胶界面114，以利于细胞贴壁。培养流体通道12为两个时，细胞生长在培养基中，且可贴壁在凝胶界面114，凝胶界面114为细胞提供生长所需的基地硬度，以便于细胞在凝胶界面114上均匀地贴附以及分布；同时水凝胶通道11位于两个培养流体通道12之间，两个培养流体通道12内可通以不同的培养基，且两个培养流体通道12内的培养基可通过设置在水凝胶通道11内的水凝胶进行物质交换，以满足位于两种不同的培养基内的细胞的生长所需的营养物质的需求。
以构建皮肤模型为例，水凝胶通道11内通以Matrigel(基质胶)/胶原/纤维蛋白等水凝胶，且在疏水条与水凝胶通道11的交界位置形成凝胶界面114。其中一个培养流体通道12内通以皮肤角质细胞，皮肤角质细胞在凝胶界面114贴壁；而后培养流体通道12内通以皮肤角质细胞培养基，以提供皮肤角质细胞生长所需的营养物质。皮肤角质细胞在皮肤角质细胞培养基内培养48小时后，将培养流体通道12内的皮肤角质细胞培养基吸干，同时在另一培养流体通道12内通以皮肤角质细胞培养基，以使皮肤角质细胞培养基通过水凝胶向皮肤角质细胞提供营养物质。
再以构建肺模型为例，水凝胶通道11内通以Matrigel(基质胶)/胶原/纤维蛋白等水凝胶，且在疏水条与水凝胶通道11的交界位置形成凝胶界面114。其中一个培养流体通道12内通以肺上皮细胞，肺上皮细胞在凝胶界面114贴壁；而后培养流体通道12内通以肺上皮细胞培养基，以提供肺上皮细胞生长所需的营养物质。肺上皮细胞在肺上皮细胞培养基内培养48小时后，将培养流体通道12内的肺上皮细胞培养基吸干，同时在另一培养流体通道12内通以肺上皮细胞培养基，以使肺上皮细胞培养基通过水凝胶向肺上皮细胞提供营养物质。进一步地，凝胶界面可对生物体中真实界面的仿真，使细胞生长的环境更加接近于生物体中的生长环境，以保证细胞体外培养数据研究的真实性以及有效性。
进一步地，请参见图3至图4，疏水条可位于水凝胶通道11的通道壁，由于疏水条造成的毛细力屏障的突变，水凝胶被限制在水凝胶通道11内，以阻挡水凝胶通道11内的水凝胶流到培养流体通道12内，进而可将水凝胶限制在水凝胶通道11内；同时疏水条与水凝胶通道11的交界位置形成凝胶界面114，以便于细胞在凝胶界面114上的均匀地贴附以及分布，可为细胞提供细胞生长所需的基地硬度以及生长微环境。
在一些实施例中，疏水条也可位于培养流体通道12的通道壁，由于疏水条造成的毛细力屏障的突变，以使水凝胶被限制在水凝胶通道11内。
进一步地，疏水条连接于水凝胶通道11的通道壁时，疏水条可通过光刻、气相沉积、压印、打印、滴涂、浸泡等方法在水凝胶通道11的通道壁修饰上疏水材料条带，并控制疏水条的接触角为90～100°。
例如，在水凝胶通道11的通道壁上连接二氧化硅条带，并通过对二氧化硅的表面修饰，以改变二氧化硅表面的湿润性。具体来说，二氧化硅表面有大量的羟基键，使其具有亲水性，通过对表面的羟基进行共价修饰上疏水基团，可改变二氧化硅表面的湿润性，随着二氧化硅表面疏水基团的增加和表面羟基键的减少，疏水性逐渐增加。
请参见图5至图7，以培养流体通道12为两个为例，水凝胶从亲水的水凝胶通道11流过时，水凝胶通道11的两侧由于疏水条造成的毛细力屏障的突变，水凝胶被限制在水凝胶通道11内，进一步地，疏水条与水凝胶通道11的交界位置形成凝胶界面114，细胞可贴附于凝胶界面114，且在凝胶界面114上均匀分布，以利于细胞的生长。
在一些实施例中，水凝胶通道11靠近培养流体通道12的通道壁可开设有安装槽，疏水条嵌设于安装槽内，安装槽以用于对疏水条进行限位；疏水条可通过光刻、气相沉积、压印、打印、滴涂、浸泡等方法修饰于安装槽的槽底。
进一步地，疏水条连接于安装槽内时，疏水条远离安装槽的槽底的一侧可位于安装槽内，相当于疏水条整体位于安装槽内且相对于安装槽的槽口凹陷；或者疏水条安装于安装槽内且顶部与水凝胶通道11的通道壁平齐；或者疏水条远离安装槽的槽底的一侧也可与伸出安装槽，相当于凸出水凝胶通道11的通道壁。
如图1所示，进一步地，水凝胶通道11自身的延伸方向为水凝胶的纵流方向Z，水凝胶通道11内的水凝胶将要流向培养流体通道12的流向为水凝胶的横流方向H，疏水条沿所述纵流方向Z延伸；疏水条可限制水凝胶沿横流方向H流进培养流体通道12内。
在一些实施例中，水凝胶通道11的高度为大于等于0μm以及小于等于500μm，疏水条的宽度大于等于100μm小于等于400μm的条件下，疏水条对位于水凝胶通道11内的水凝胶均有较佳的阻拦效果。
进一步地，请参见图3，水凝胶通道11包括物质交换段111以及与物质交换段111的两端分别连接的水凝胶入口段112以及水凝胶出口段113，物质交换段111与培养流体通道12连通。
物质交换段111可设置为直线通道，水凝胶入口段112以及水凝胶出口段113也可设置为直线通道，且与物质交换段111连接，以形成水凝胶入口段112至物质交换段111至水凝胶出口段113的水凝胶通道11，便于水凝胶从水凝胶入口段112加进且流至物质交换段111，且在疏水条与物质交换段111的交界位置形成凝胶界面114，以供培养流体通道12内的细胞进行粘附生长。
同时水凝胶入口段112以及水凝胶出口段113两者可为直通段，以及物质交换段111也可为直通段，且水凝胶入口段112、水凝胶出口段113以及物质交换段111三者的中轴线共线，以将水凝胶入口段112以及水凝胶出口段113设置在较为合适的位置，以便于水凝胶添加以及多余的水凝胶的收集。
在一些实施例中，水凝胶入口段112以及水凝胶出口段113两者的中轴线可与物质交换段111的中轴线间设置有夹角，在一些实施例中，水凝胶入口段112以及水凝胶出口段113两者的中轴线与物质交换段111的中轴线间的夹角可根据实际的基板10以及盖板20的形状以及大小进行设置，本申请不做限制。需要注意的是，水凝胶入口段112、水凝胶出口段113以及物质交换段111三者可沿直线延伸，以降低水凝胶在水凝胶通道11内的流动阻力，以便于水凝胶的流动。
在一些实施例中，水凝胶入口段112、水凝胶出口段113以及物质交换段111也可为其他的形状，具体可根据实际的需求进行设置，本申请不做限制。
疏水结构包括设置于基板10的第一疏水组31以及设置于盖板20的第二疏水组32，且第一疏水组31包括两个第一疏水条311，第二疏水组32包括两个第二疏水条321，疏水条包括所述第一疏水条311以及第二疏水条321，两个第一疏水条311以及两个第二疏水条321限定出物质交换段111。
物质交换段111包括第一物质交换段(图中未示出)以及第二物质交换段(图中未示出)，第一物质交换段靠近基板10，第二物质交换段靠近盖板20。位于基板10上的两个间隔设置的第一疏水条311限定出第一物质交换段，第一疏水条311对水凝胶具有限制作用，进而第一疏水条311可将水凝胶限定在第一物质交换段；位于盖板20上的两个间隔设置的第二疏水条321限定出第二物质交换段，第二疏水条321对水凝胶具有限制作用，进而第二疏水条321可将水凝胶限制在第二物质交换段；两个第一疏水条311以及两个第二疏水条321的共同作用，进而可将水凝胶限制在水凝胶通道11内，防止水凝胶进到培养流体通道12内。
进一步地，由于第一疏水条311以及第二疏水条321的共同的限制，以疏水条与水凝胶通道11的交界位置形成较为稳定的凝胶界面114，进而有助于培养流体通道12内的培养基与水凝胶内的营养物质进行物质交换；同时较为稳定的凝胶界面114，便于细胞的粘附，以较为接近生物体的生长环境，进而有利于保证细胞体外培养数据研究的真实性以及有效性。
培养流体通道12也可包括培养流体通道段123以及位于培养流体通道段123两端的培养流体入口段121以及培养流体出口段122，以形成培养流体入口段121至培养流体通道段123至培养流体出口段122的培养流体通道12，便于培养基从培养流体入口段121加进培养流体通道段123内，以为细胞生长提供营养物质。
请参见图8结合图3，培养流体通道12位于水凝胶通道11的一侧，培养流体入口段121以及培养流体出口段122可设置为直通段，培养流体入口段121与培养流体通道段123间设置为第一夹角116，培养流体出口段122与培养流体通道段123间设置为第二夹角117，以将培养基的加液口以及出液口设置在基板10以及盖板20的合适的位置，以便于操作者添加以及收集培养基。本申请中第一夹角116以及第二夹角117的大小不做限定，可根据实际需求进行设置。
培养流体通道12与水凝胶通道11的位置可设置为川字状，培养流体通道段123可往水凝胶通道11的位置靠近，以使培养流体入口段121的加液口以及培养流体出口段122的出液口远离水凝胶通道11，同时培养流体通道段123靠近水凝胶通道11，以将培养流体入口段121的加液口以及培养流体出口段122的出液口设置在合适的位置，以便于进行添加培养基以及收集多余的培养基。
进一步地，请参见图4至图7结合图2，第一疏水条311与第二疏水条321在盖板20与所述基板10的叠设方向D上正对设置，疏水条的接触角为90°，以使疏水条与水凝胶通道11的交界位置形成直线型的凝胶界面114。
图5示出了细胞粘附于凝胶界面114上的状态。细胞可贴附于凝胶界面114，且在凝胶界面114上均匀分布，以利于细胞的生长。
图6示出了水凝胶通道11内的水凝胶与培养流体通道12内的培养基的作用下，第一疏水条311与第二疏水条321对应设置且接触角为90°。
需要说明的是，接触角是指在固、液、气三相交界处，自固-液界面经过液体内部到气-液界面之间的夹角；本申请中的接触角为第一疏水条311与水凝胶的界面，经过水凝胶内部到培养流体通道12内的空气与水凝胶界面之间的夹角。
按照图6中的设置可得出图7中的模拟结果，白色部分表示水凝胶与培养流体通道12内的空气的接触界面(凝胶界面114)，可以看出水凝胶被限制在了水凝胶通道11中，凝胶界面114接近直线型，这种凝胶界面114在细胞悬液在凝胶壁上贴附生长的过程中帮助细胞在界面上的均匀分布。
在一些实施例中，第一疏水条311也可与第二疏水条321在盖板20与基板10的叠设方向D上错位设置，以使水凝胶与空气间形成凝胶界面114，第一疏水条311以及第二疏水条321对水凝胶的流动具有限制作用，进而可防止水凝胶通道11内的水凝胶流到的培养流体通道12内。
进一步地，请参见图9，盖板20具有多个进液流道21、多个进液连通孔22，多个出液流道23以及多个出液连通孔24，进液连通孔22的流通截面小于进液流道21的流通截面，出液连通孔24的流通截面小于出液流道23的流通截面。
每一水凝胶通道11的一端通过一进液连通孔22与一进液流道21连通，每一水凝胶通道11的另一端通过一出液连通孔24与出液流道23连通；
请结合图1至图3，水凝胶通道11包括水凝胶入口段112、水凝胶出口段113以及物质交换段111，进液流道21与水凝胶入口段112的进液口对应，且进液流道21靠近水凝胶入口段112的进液口的一侧设置有进液连通孔22，进液连通孔22的流通截面小于进液流道21的流通截面，以便于将进液流道21内的水凝胶经过进液连通孔22添加到物质交换段111，同时截面较大的进液流道21以便于移液器的出液端进入，进而有助于移液器内的水凝胶通过进液连通孔22进到水凝胶入口段112，进一步地，将移液器的出液端置于进液流道21内，也可防止移液器内的水凝胶受到污染。同时水凝胶入口段112靠近进液连通孔22的位置设置有膨大部13，以便于进液连通孔22内的水凝胶可全部进到水凝胶入口段112内。
出液流道23与水凝胶出口段113的出液口对应，且出液流道23靠近水凝胶出口段113的出液口的一侧设置有出液连通孔24，出液连通孔24的流通截面小于出液流道23的流通截面，截面较小的出液连通孔24以便于连接出液流道23与水凝胶出口段113，进而可将水凝胶出口段113内的多余的水凝胶排到出液流道23；同时截面较大的出液流道23可储存较多的水凝胶，可等到出液流道23内的水凝胶的量达到一定量时，操作者进行移除，以提高多余的水凝胶的移除效率。
同时水凝胶出口段113靠近出液连通孔24的位置设置有膨大部13，以便于将多余的水凝胶汇聚到膨大部13，进而通过膨大部13将多余的水凝胶通过出液连通孔24进到出液流道23内。
每一培养流体通道12的一端通过一进液连通孔22与一进液流道21连通，每一培养流体通道12的另一端通过一出液连通孔24与出液流道23连通。
培养流体通道12包括培养流体通道段123以及位于培养流体通道段123两端的培养流体入口段121以及培养流体出口段122；进液流道21与培养流体入口段121的进液口对应，且进液流道21靠近培养流体入口段121的进液口的一侧设置有进液连通孔22，进液连通孔22的流通截面小于进液流道21的流通截面，以便于将进液流道21内的培养基经过进液连通孔22添加到培养流体通道12，同时截面较大的进液流道21以便于移液器的出液端进入，进而有助于移液器内的培养基通过进液连通孔22进到培养流体通道12，进一步地，将移液器的出液端置于进液流道21内，也可防止移液器内的培养基受到污染。
同时培养流体入口段121靠近进液连通孔22的位置设置有膨大部13，以便于进液连通孔22内的培养基可全部进到培养流体入口段121内。
出液流道23与培养流体出口段122的出液口对应，且出液流道23靠近培养流体出口段122的出液口的一侧设置有出液连通孔24，出液连通孔24的流通截面小于出液流道23的流通截面，截面较小的出液连通孔24以便于连接出液流道23与培养流体出口段122，进而可将培养流体出口段122内的多余的培养基排到出液流道23；同时截面较大的出液流道23可储存较多的多余的培养基，可等到出液流道23内的多余的培养基的量达到一定量时，操作者进行移除，以提高多余的培养基的移除效率。
同时培养流体出口段122靠近出液连通孔24的位置设置有膨大部13，以便于将多余的培养基汇聚到膨大部13，进而通过膨大部13将多余的培养基通过出液连通孔24进到出液流道23培养流体入口段内。
请参见图10，本实施例的微流控芯片用于构建皮肤模型的使用方法包括：
S11、将盖板20与基板10组装形成微流控芯片。
S12、对微流控芯片进行灭菌。
S13、向水凝胶通道11内加入Matrigel(基质胶)/胶原/纤维蛋白混合水凝胶，疏水条的阻拦可将Matrigel/胶原/纤维蛋白混合水凝胶限制在水凝胶通道11内，多余的Matrigel/胶原/纤维蛋白混合水凝胶经出液连通孔24从出液流道23流出。
S14、Matrigel/胶原/纤维蛋白混合水凝胶固化后，形成Matrigel/胶原/纤维蛋白混合水凝胶的凝胶界面114。
S15、从进液流道21向其中一个培养流体通道12加入皮肤角质细胞，使加入皮肤角质细胞贴壁在凝胶界面114，从进液流道21加入皮肤角质细胞培养基，经进液连通孔22进入培养流体通道12，多余的皮肤角质细胞培养基经出液连通孔24从出液流道23流出。
S16、皮肤角质细胞在皮肤角质细胞培养基内培养48小时后，从出液流道23将培养流体通道12内的皮肤角质细胞培养基吸干；从进液流道21向另一培养流体通道12加入皮肤角质细胞培养基，皮肤角质细胞培养基可经过Matrigel/胶原/纤维蛋白混合水凝胶为皮肤角质细胞提供营养。
S17、细胞培养成功后构建完成皮肤表皮模型，用于后续测试。
请参见图11，本实施例的微流控芯片在用于构建肺模型的使用方法包括：
S21、将盖板20与基板10组装形成微流控芯片。
S22、对微流控芯片进行灭菌。
S23、向水凝胶通道11内加入Matrigel/胶原/纤维蛋白混合水凝胶，疏水条的阻拦可将Matrigel/胶原/纤维蛋白混合水凝胶限制在水凝胶通道11内，多余的Matrigel/胶原/纤维蛋白混合水凝胶经出液连通孔24从出液流道23流出。
S24、Matrigel/胶原/纤维蛋白混合水凝胶固化后，形成Matrigel/胶原/纤维蛋白混合水凝胶的凝胶界面114。
S25、从进液流道21向其中一个培养流体通道12加入肺上皮细胞，使加入的肺上皮细胞贴壁在凝胶界面114，从进液流道21加入肺上皮细胞培养基，经进液连通孔22进入培养流体通道12，多余的肺上皮细胞培养基经出液连通孔24从出液流道23流出。
S26、肺上皮细胞在肺上皮细胞培养基内培养48小时后，从出液流道23将培养流体通道12内的肺上皮细胞培养基吸干；从进液流道21向另一培养流体通道12加入肺上皮细胞培养基，肺上皮细胞培养基可经过Matrigel/胶原/纤维蛋白混合水凝胶为肺上皮细胞提供营养。
S27、细胞培养成功后构建完成皮肤表皮模型，用于后续测试。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微流控芯片，其特征在于，包括：
基板，具有相互连通的水凝胶通道以及培养流体通道；
盖板，盖设于所述基板，且盖合于所述水凝胶通道以及所述培养流体通道；
疏水结构，所述水凝胶通道与所述培养流体通道的连通处以所述疏水结构为界进行划分，所述疏水结构包括疏水条，所述疏水条位于所述水凝胶通道与所述培养流体通道之间；
其中，在水凝胶被注入所述水凝胶通道后，所述疏水条能够阻挡所述水凝胶流入所述培养流体通道。
2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，
所述疏水条连接于所述水凝胶通道的通道壁；和/或，所述疏水条连接于所述培养流体通道的通道壁。
3.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，
所述疏水条连接于所述水凝胶通道的通道壁时，所述疏水条连接于所述水凝胶通道的通道壁表面；或者，所述通道壁开设有安装槽，所述疏水条嵌设于所述安装槽内。
4.根据权利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述疏水条的部分位于所述安装槽内且部分伸出所述安装槽；或者，所述疏水条安装于所述安装槽内且顶部与所述水凝胶通道的通道壁平齐；或者，所述疏水条整体位于所述安装槽内且相对于所述安装槽的槽口凹陷。
5.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述水凝胶通道自身的延伸方向为水凝胶的纵流方向，所述疏水条沿所述纵流方向延伸。
6.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述水凝胶通道的数量为一个，所述培养流体通道的数量为两个，所述水凝胶通道位于两个所述培养流体通道之间，每一所述培养流体通道与所述水凝胶通道之间均设置有所述疏水条。
7.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，
所述水凝胶通道包括物质交换段以及与所述物质交换段的两端分别连接的水凝胶入口段以及水凝胶出口段，所述物质交换段与所述培养流体通道连通；
所述疏水结构包括设置于所述基板的第一疏水组以及设置于所述盖板的第二疏水组，所述第一疏水组包括间隔设置的两个第一疏水条；所述第二疏水组包括两个间隔设置的第二疏水条，所述疏水条包括所述第一疏水条以及所述第二疏水条，两个所述第一疏水条以及两个所述第二疏水条限定出所述物质交换段。
8.根据权利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，
所述水凝胶入口段、所述水凝胶出口段以及所述物质交换段三者设置为直通段，且所述水凝胶入口段、所述水凝胶出口段以及所述物质交换段三者的中轴线共线。
9.根据权利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一疏水条与所述第二疏水条在所述盖板与所述基板的叠设方向上正对设置，或者所述第一疏水条与所述第二疏水条在所述盖板与所述基板的叠设方向上错位设置。
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的微流控芯片，其特征在于，
所述盖板具有多个进液流道、多个进液连通孔，多个出液流道以及多个出液连通孔，所述进液连通孔的流通截面小于所述进液流道的流通截面，所述出液连通孔的流通截面小于所述出液流道的流通截面；
每一所述水凝胶通道的一端通过一所述进液连通孔与一所述进液流道连通，每一所述水凝胶通道的另一端通过一所述出液连通孔与所述出液流道连通；
每一所述培养流体通道的一端通过一所述进液连通孔与一所述进液流道连通，每一所述培养流体通道的另一端通过一所述出液连通孔与所述出液流道连通。
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