[发明专利]一种可用于对斑马鱼胚胎进行药物筛选的微流芯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种微流芯片，特别涉及一种廉价、易于制备、适合大规模、高通量、自动化对斑马鱼胚胎进行药物筛选的微流芯片。

背景技术

斑马鱼是一种胚胎透明且渗透性强、发育快速且调控过程相对保守、体积小且易于操作的模式生物，利用斑马鱼进行高通量的药物筛选在生态毒理学、发育遗传学、药物研发等众多领域有着广泛应用。在筛选过程中，若能够实现自动化的换液步骤，则可以大量的减少劳动力及实验的人为误差。虽然人们已经发展了利用高密度孔板及排枪来进行换液的技术，但该技术只能提高操作的效率而不能满足完全自动化的实现整个换液过程的需求。

近几年，单细胞的研究越来越受到人们的重视，单个胚胎的研究也将成为生物学领域的一个热点。然而，传统的利用斑马鱼进行筛选的方法，都是对几个或者十几个胚胎进行群体处理及分析，这种群体方法得到的结果很可能淹没了个体的信息。但是，由于传统方法操作繁琐，使得对单个胚胎逐一进行处理不易实现。因此，我们的自动化操作的芯片也将在单个胚胎的研究方面扮演着重要的角色。

发明内容

本发明的目的正是针对现有技术中斑马鱼胚胎换液自动化程度低、劳动密集、消耗大的问题，提供一种微流芯片以及微流液体操作系统，该系统可实现斑马鱼胚胎药物筛选过程中在设定时间点完成换液的全部过程，在一个优选的实施方式中，在一张4×6个“养鱼微池”(以下简称微池)的芯片中，每个微池中只有一个鱼胚胎，这些养鱼微池与流体层管道相连接，流体层管道通过程序控制对每个微池中的液体在设定的时间点实现加药或洗脱，从而实现自动化的换液过程。如图1所示，黑色管道为控制管道，红色管道和绿色管道为流体层管道，黄色部分为微池，微池的入口和出口都采用二分型的管道设计来平衡阻力。

本发明中的“芯片”与通常本领域所定义的芯片概念相同，其外观为厚度均一的平整片状物体，最常见的形状为长方形或正方形。

本发明中的“一条微流通道”是根据微流通道在微流芯片上的开口(非微池内壁的开口)来确定的，与一个上述的开口连通的微流通道都属于同一条微流通道。

本发明中的“一条控制通道”是以在微流芯片上的开口为标志，与一个上述的开口连通的控制通道都属于同一条控制通道。

本发明中的“交叉点”指的是微流通道与控制通道在微流芯片上的投影的相交点。显而易见，由于微流通道和控制通道属于不同的层，它们之间不可能是连通的。

本发明采用的技术方案如下。

一种可用于对斑马鱼胚胎进行药物筛选的微流芯片，其特征在于所述微流芯片包括至少一个微流层、至少一个与微流层相邻的控制层、将相邻的微流层和控制层连接起来的连接层和至少一个用于容纳斑马鱼胚胎并为其提供生长环境的微池；所述微流层具有至少2条微流通道；每一个微池的内部空间与至少两条微流通道连通，其中至少一条微流通道用于往微池中注入液体，上述微流通道称为输入微流通道，其余的微流通道用于从微池中抽出液体，上述微流通道称为输出微流通道；每一条微流通道在微流芯片上具有一个开口与外界连通，在至少一个微池内壁上具有至少一个开口与微池内部空间连通，所述开口的横截面小于微池中鱼胚胎的横截面；所述控制层具有至少一条控制通道，每一条控制通道在微流芯片上具有一个开口与外界连通，其他部分均在微流芯片内部；每一条微流通道与所述控制通道具有至少一个交叉点，至少一个交叉点位置的连接层由弹性体材料构成，当控制通道中的压力增加到一定值时，上述至少一个交叉点位置的弹性体连接层将向微流层方向膨胀并与微流通道内表面紧密接触至完全阻断微流通道，使其处于断开的状态，当控制通道中的压力恢复时，交叉点位置的弹性体连接层恢复原态，微流通道重新连通，上述交叉点处的弹性体连接层具有阀门的功能，称为弹性体阀门。