[发明专利]一种用于形成浓度梯度的装置及系统

说明书

技术领域

本发明属于生物学装置领域，更具体地，涉及一种用于形成浓度梯度的装置及系统。

背景技术

浓度梯度形成装置，能实现不同浓度梯度的药物样品的形成，且所消耗试剂量在纳升级别，被认为是高通量研究细胞刺激，药物筛选的一个有效工具。

研究者们已经建立了多种微流控浓度梯度装置通过注入两种不同的液体用于高通量分析，主要包括基于分子扩散的浓度梯度形成装置和基于多次分流合流的浓度梯度形成装置。基于分子扩散的浓度梯度形成装置，如基于分子扩散的浓度梯度芯片，操作简单，加工简易，但是由于扩散的系统误差，这种芯片很难形成完美的直线型浓度梯度，更重要的是这种芯片极大的受到了分子大小，流速，扩散距离以及液体粘度的影响。基于多次分流合流的浓度梯度形成装置，如基于分流合流的浓度梯度芯片，通过芯片结构操作多路液流来形成浓度梯度，往往结构过于复杂，在每一次的分流合流的过程中需要较长的直通道或者复杂的微混合器来实现，并且其结构的复杂性随着浓度的增多而增加，大大加大了浓度梯度芯片形成浓度梯度的冗余性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种结构简单、加工简易、稳定性好的的浓度梯度形成微流控装置，其目的在于克服现有浓度梯度形成微流控装置结构复杂，稳定性差的缺点，由此解决高通量药物筛选等实验的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于形成浓度梯度的装置，包括多组浓度形成通道，所述通道一端为出样口，另一端进样口，所述浓度形成通道按照进样到出样的方向依次布设有混合通道和反应腔室，每组浓度形成通道其进样口通过母液分流通道和缓冲液分流通道分别与母液储液池和缓冲液储液池相连，每组浓度形成通道，根据所要形成的目标浓度不同，其母液分流通道和缓冲液分流通道的长度比例不同；

工作时，控制所述浓度形成通道两端压力差相同，母液和缓冲液根据每组浓度形成通道所连接的母液分流通道和缓冲液分流通道长度，以不同的比例进入相应的浓度形成通道，经过其混合通道时，母液和缓冲液均匀混合，形成不同浓度的反应液，储存在反应腔室内。

优选的，所述用于形成浓度梯度的装置，其母液分流通道和缓冲液分流通道横截面宽度和高度相同，其母液分流通道和缓冲液分流通道的长度比例按照母液流量与缓冲液流量比例与其对应通道长度成反比确定。

优选的，所述用于形成浓度梯度的装置，其多组浓度形成通道共用同一出样口。

优选的，所述用于形成浓度梯度的装置，其多组浓度形成通道以出样口为中心，均匀径向排列。

优选的，所述用于形成浓度梯度的装置，工作时，所述出样口形成负压。

优选的，所述用于形成浓度梯度的装置，其混合通道为S型蜿蜒通道。

按照本发明的另一方面，提供了一种用于形成浓度梯度的系统，包括所述的浓度梯度形成装置和负压形成装置，所述浓度梯度形成装置中所有浓度形成通道其出样口与负压形成装置的相连，所述浓度梯度形成装置的另一端处于相同气压下。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)由于采用不同长度比例的母液分流通道和缓冲液分流通道，来控制母液和缓冲液的比例，因此可方便的形成各种浓度的目标反应液，不需要通过复杂管道系统形成相应浓度；

(2)与传统的芯片方式相比，液体稀释后的浓度比完全由芯片结构所决定，大大提高了该芯片的稳定性；

(3)本发明所构思的浓度形成装置，结构紧凑，适用于小型或微型的浓度形成装置，应用广泛；

(4)所述装置一次性合流稀释的方式实现多浓度的稀释，本方法与多步分流合流的浓度梯度形成芯片相比，结构更为简单，冗余度更低，需要形成稳定浓度的微混合器更少。该装置为研究包含细胞多药耐药性等实验提供了一种新的途径，在多种基于细胞实验以及生物化学反应等领域具有广泛的应用前景；

(5)所述用于形成浓度梯度的系统通过一路负压实现系统进样和多路流体控制，与传统的两路进样方式相比，液体的流速不由进样的两路液体流速影响，泵和注射器所引发的不稳定脉冲不影响液体的稀释，大大提高了稳定性。

附图说明

图1是实施例1中的用于形成浓度梯度的装置结构示意图；

图2是实施例2中的用于形成浓度梯度的系统结构示意图。