[发明专利]一种毛细驱动的芯片自动灌注系统

说明书

本发明公开了一种毛细驱动的芯片自动灌注系统，包括：用于盛放实验试剂的储液箱供液箱；用于收集反应后废液的吸液盘，该吸液盘中盛放有吸液材料；具有毛细驱动功能的芯片，该芯片上设置有反应区以及与反应区连通的进料流道和出料流道；所述芯片中，进料流道的进料端与储液箱供液箱内实验试剂接触，出料流道的出料端与吸液盘的吸液材料接触。本发明利用毛细驱动现象在纸基微流控芯片上实现自动化大通量供液，该装置制造成本低廉、制造过程简单，该装置能够弥补纸基微流控芯片本身无法持续供液的缺陷，使纸基微流控芯片能够更快的走出实验室，实现真正意义上的市场化应用。

技术领域

本发明涉及生物芯片系统，尤其是涉及一种基于毛细驱动的可实现细胞及组织营养自动灌注的芯片自动灌注系统。

背景技术

微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、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。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。生物芯片通常指将微流控技术与生物技术结合，实现在芯片上种植细胞及组织结构，并进行后续的药物筛选、病理等生物医学研究。

传统的以玻璃、石英等材料为基底的微流控芯片，往往使用外置的注射泵等来为微流控芯片提供持续的液体，这是因为传统的微流控芯片无法实现自行的液体流动和输送。纸作为一种优异的分析载体，其自身的毛细现象产生的毛细作用力可以作为液体的驱动力，这也是纸基微流控芯片相较于传统芯片最大的优势。将纸做成具有亲水及疏水的流道结构，即可实现纸基的微流控芯片。2007年，哈佛大学的Whitesides小组首次提出了纸基微流控芯片的概念，并成功制作出了能够同时检测蛋白质和葡萄糖的纸芯片，自此，纸基微流控芯片成为新的研究热点，备受国内外学者的关注。纸基微流控芯片具有制作简单、生物兼容性好等优点，目前已在临床诊断、食品安全等领域得到一定的应用。

然而依靠自身毛细驱动力实现芯片上液体输送固然是一大优势，但是毛细驱动存在一个不可避免的缺陷，即无法持续供液。而许多芯片的应用都是基于持续供液实现的，如微混合器、细胞培养、药物筛选等。目前，单纯的纸基微流控芯片还无法完成上述的诸多需要持续供液的应用，这对于纸基微流控芯片的发展推广和市场化是不利的。

发明内容

本发明提供了一种毛细驱动的芯片自动灌注系统，通过集成具有毛细驱动功能的芯片(比如纸基微流控芯片)及为具有毛细驱动功能的芯片所专门设计的供液装置和吸液装置，实现芯片的自动化灌注。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种毛细驱动的芯片自动灌注系统，包括：

用于盛放实验试剂的供液箱；

用于收集反应后废液的吸液盘，该吸液盘中盛放有吸液材料；

具有毛细驱动功能的芯片，该芯片上设置有反应区以及与反应区连通的进料流道和出料流道；

所述芯片中，进料流道的进料端与供液箱内实验试剂接触，出料流道的出料端与吸液盘的吸液材料接触。

本发明通过具有毛细驱动功能的芯片与吸液材料相配合，可实现持续供液。

作为优选，所述具有毛细驱动功能的芯片为纸基微流控芯片，该纸基微流控芯片通过固定件与所述供液箱相对固定。

作为进一步优选，所述固定件包括：

将芯片顶面向下压紧的微流控芯片压板；

将芯片进料流道的进料端保持在供液箱设定高度的进液固定板。

通过微流控芯片压板防止芯片在竖直方向上发生移动，通过进液固定板防止芯片的进料流道的进料端脱离实验试剂，保证持续供液。

作为优选，还包括：