CN220685080U - 一种肠菌分离及培养的组合式液滴微流控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种肠菌分离及培养的组合式液滴微流控装置，涉及微流控技术领域，包括肠菌分离装置和安装在肠菌分离装置上的肠菌培养装置；所述肠菌分离装置包括第一进样口、圆柱阵列结构、第一直弯直微通道结构、第二进样口、微通道、交界处、第二直弯直微通道结构和第一PTFE管，所述第一进样口的一端与第一直弯直微通道结构的一端相连通，所述第一直弯直微通道结构的另一端与微通道相连通；本实用新型提供的技术方案中，通过圆柱阵列结构和第一直弯直微通道结构能使混悬液中的细菌呈“一”字线型排列输送，通过控制混悬液的浓度和装置中液体流速，可以调整单个细菌之间的间隔距离，从而实现混悬液中细菌的单细胞分离。
Description
技术领域
本实用新型涉及肠道菌群的微流控设备技术领域，尤其涉及一种肠菌分离及培养的组合式液滴微流控装置。
背景技术
肠道菌群，人体肠道的正常微生物，如双歧杆菌，乳酸杆菌等能合成多种人体生长发育必须的维生素，如B族维生素(维生素B1、B2、B6、B12)，维生素K，烟酸、泛酸等，还能利用蛋白质残渣合成必需氨基酸，如苯丙氨酸、缬氨酸和苏氨酸等，并参与糖类和蛋白质的代谢，同时还能促进铁、镁、锌等矿物元素的吸收。目前肠道菌群需要进行分离才能有效地提取相应的菌株，以进行相应的实验或者应用。如专利申请202221426561.4公开了一种肠道菌群提取装置，包括底座和支架板，支架板固定连接于底座的上端，支架板呈弓形形状，支架板的上部设有穿孔，且穿孔一直向下延伸到支架板的下部形成插孔，底座的内部设有旋转系统，旋转系统的端部延伸至插孔内，穿孔中插设有可分离的筒体，筒体的内部设有用于和旋转系统配合的转子。
然而，在肠菌分离及培养中，一个重要的影响因素是混悬液的浓度和装置中液体流速，目前在肠菌分离及培养中无法较好的控制混悬液的浓度和装置中液体流速，导致肠菌分离及培养的处理效果较差，因此，亟需改进。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种肠菌分离及培养的组合式液滴微流控装置，用以解决背景技术中的问题。
有鉴于此，本实用新型的技术方案如下：
一种肠菌分离及培养的组合式液滴微流控装置，包括肠菌分离装置和安装在肠菌分离装置上的肠菌培养装置；
所述肠菌分离装置包括第一进样口、圆柱阵列结构、第一直弯直微通道结构、第二进样口、微通道、交界处、第二直弯直微通道结构和第一PTFE管，所述第一进样口的一端与第一直弯直微通道结构的一端相连通，所述第一直弯直微通道结构的另一端与微通道相连通，所述第二进样口的一端与微通道相连通，所述第二直弯直微通道结构连接在微通道的侧壁，且第二直弯直微通道结构的一端与安装在微通道上第一直弯直微通道结构的一端相对应，所述第一PTFE管固定安装在第二直弯直微通道结构的一端。
优选的：所述肠菌培养装置包括大量直弯直微通道结构和第二PTFE管，所述第二PTFE管固定安装在大量直弯直微通道结构的一端，且所述大量直弯直微通道结构的另一端固定暗转在第一PTFE管的其中一端。
优选的：所述第一直弯直微通道结构、第二进样口和第二直弯直微通道结构均采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)材质制成。
优选的：所述第一直弯直微通道结构、微通道和第二直弯直微通道结构之间的连接位置构成十字形状的交界处。
优选的：所述圆柱阵列结构设置在第一进样口的表面。
从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：
本实用新型的一种肠菌分离及培养的组合式液滴微流控装置，将预处理的肠菌混悬液由肠菌分离装置的第一进样口输入，通过圆柱阵列结构和第一直弯直微通道结构能使混悬液中的细菌呈“一”字线型排列输送，通过控制混悬液的浓度和装置中液体流速，可以调整单个细菌之间的间隔距离，从而实现混悬液中细菌的单细胞分离，保证了该微流控装置的使用性能。然后连续相氟油从肠菌分离装置的另一个第二进样口输入，由微通道输送至与混悬液的交界处，通过流式聚焦的方式生成包裹单个细菌的液滴，生成的包含单菌的液滴依次通过第二直弯直微通道结构。
本实用新型的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型肠菌分离装置的结构示意图；
图3为本实用新型肠菌培养装置的结构示意图。
附图标记说明：1、第一进样口；2、圆柱阵列结构；3、第一直弯直微通道结构；4、第二进样口；5、微通道；6、交界处；7、第二直弯直微通道结构；8、第一PTFE管；9、大量直弯直微通道结构；10、第二PTFE管。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
下面结合附图具体描述本实用新型实施例的一种肠菌分离及培养的组合式液滴微流控装置。
为了便于理解，请参阅图1至图3，本实用新型提供的一种肠菌分离及培养的组合式液滴微流控装置的一个实施例，包括肠菌分离装置和安装在肠菌分离装置上的肠菌培养装置；
所述肠菌分离装置包括第一进样口1、圆柱阵列结构2、第一直弯直微通道结构3、第二进样口4、微通道5、交界处6、第二直弯直微通道结构7和第一PTFE管8，所述第一进样口1的一端与第一直弯直微通道结构3的一端相连通，所述第一直弯直微通道结构3的另一端与微通道5相连通，所述第二进样口4的一端与微通道5相连通，所述第二直弯直微通道结构7连接在微通道5的侧壁，且第二直弯直微通道结构7的一端与安装在微通道5上第一直弯直微通道结构3的一端相对应，所述第一PTFE管8固定安装在第二直弯直微通道结构7的一端；所述第一直弯直微通道结构3、微通道5和第二直弯直微通道结构7之间的连接位置构成十字形状的交界处6；所述圆柱阵列结构2设置在第一进样口1的表面。
需要说明的是，预处理的肠菌混悬液由肠菌分离装置的第一进样口1输入，圆柱阵列结构2和第一直弯直微通道结构3能使混悬液中的细菌呈“一”字线型排列，通过控制混悬液的浓度和装置中液体流速，可以调整单个细菌之间的间隔距离，从而实现混悬液中细菌的单细胞分离。
连续相氟油从肠菌分离装置的另一个第二进样口4输入，由微通道5输送至与混悬液的交界处6，通过流式聚焦的方式生成包裹单个细菌的液滴，生成的包含单菌的液滴依次通过第二直弯直微通道结构7，在出口处通过第一PTFE管8输入肠菌培养装置。
其中，该肠菌分离及培养的组合式液滴微流控装置，可将肠菌混悬液进行单菌分离并包裹成液滴进行培养，肠菌分离装置和肠菌培养装置的组合式可拆卸设计，能在一次分离中收集更多的单菌液滴，同时在装置中的培养能增加单个液滴内菌的数量，有利于后续扩培或分析。
在一个可选的实施例中：所述肠菌培养装置包括大量直弯直微通道结构9和第二PTFE管10，所述第二PTFE管10固定安装在大量直弯直微通道结构9的一端，且所述大量直弯直微通道结构9的另一端固定暗转在第一PTFE管8的其中一端。
需要说明的是，肠菌培养装置由大量直弯直微通道结构9组成，旨在容纳大量包含单菌的液滴，当肠菌培养装置的通道中充满液滴时，可取下与肠菌分离装置的接口，肠菌培养装置微通道末端的第二PTFE管10，将其放入培养箱进行培养，同时再替换上一个新的肠菌培养装置继续收集液滴，第一PTFE管8和第二PTFE管10采用的为聚四氟乙烯管。
在一个可选的实施例中：所述第一直弯直微通道结构3、第二进样口4和第二直弯直微通道结构7均采用聚二甲基硅氧烷PDMS材质制成。
需要说明的是，通过采用聚二甲基硅氧烷PDMS材质制成的第一直弯直微通道结构3、第二进样口4和第二直弯直微通道结构7，保证具有良好的生物相容性和透气性。
综上，第一进样口1和第二进样口4的直径优选为1000μm左右，第一直弯直微通道结构3、微通道5的宽度优选为100μm左右，第二直弯直微通道结构7、大量直弯直微通道结构9的宽度优选为200μm左右，第一直弯直微通道结构3、微通道5、大量直弯直微通道结构9的高度优选在80-300μm范围，且以上数据可供参考，具体根据实际操作选用。
工作原理：将预处理的肠菌混悬液由肠菌分离装置的第一进样口1输入，通过圆柱阵列结构2和第一直弯直微通道结构3能使混悬液中的细菌呈“一”字线型排列输送，通过控制混悬液的浓度和装置中液体流速，可以调整单个细菌之间的间隔距离，从而实现混悬液中细菌的单细胞分离。然后连续相氟油从肠菌分离装置的另一个第二进样口4输入，由微通道5输送至与混悬液的交界处6，通过流式聚焦的方式生成包裹单个细菌的液滴，生成的包含单菌的液滴依次通过第二直弯直微通道结构7，在出口处通过第一PTFE管8输入肠菌培养装置。当肠菌培养装置的通道中充满液滴时，可取下与肠菌分离装置的接口，肠菌培养装置微通道末端的第二PTFE管10，将其放入培养箱进行培养，同时再替换上一个新的肠菌培养装置继续收集液滴。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种肠菌分离及培养的组合式液滴微流控装置，其特征在于：包括肠菌分离装置和安装在肠菌分离装置上的肠菌培养装置；
所述肠菌分离装置包括第一进样口(1)、圆柱阵列结构(2)、第一直弯直微通道结构(3)、第二进样口(4)、微通道(5)、交界处(6)、第二直弯直微通道结构(7)和第一PTFE管(8)，所述第一进样口(1)的一端与第一直弯直微通道结构(3)的一端相连通，所述第一直弯直微通道结构(3)的另一端与微通道(5)相连通，所述第二进样口(4)的一端与微通道(5)相连通，所述第二直弯直微通道结构(7)连接在微通道(5)的侧壁，且第二直弯直微通道结构(7)的一端与安装在微通道(5)上第一直弯直微通道结构(3)的一端相对应，所述第一PTFE管(8)固定安装在第二直弯直微通道结构(7)的一端。
2.根据权利要求1所述的一种肠菌分离及培养的组合式液滴微流控装置，其特征在于：所述肠菌培养装置包括大量直弯直微通道结构(9)和第二PTFE管(10)，所述第二PTFE管(10)固定安装在大量直弯直微通道结构(9)的一端，且所述大量直弯直微通道结构(9)的另一端固定暗转在第一PTFE管(8)的其中一端。
3.根据权利要求1所述的一种肠菌分离及培养的组合式液滴微流控装置，其特征在于：所述第一直弯直微通道结构(3)、第二进样口(4)和第二直弯直微通道结构(7)均采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)材质制成。
4.根据权利要求1所述的一种肠菌分离及培养的组合式液滴微流控装置，其特征在于：所述第一直弯直微通道结构(3)、微通道(5)和第二直弯直微通道结构(7)之间的连接位置构成十字形状的交界处(6)。
5.根据权利要求1所述的一种肠菌分离及培养的组合式液滴微流控装置，其特征在于：所述圆柱阵列结构(2)设置在第一进样口(1)的表面。
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