[发明专利]一种基于微流控芯片的海洋生态毒理研究平台

说明书

一种基于微流控芯片的海洋生态毒理研究平台。本发明提供一种微流控趋化芯片，有以下几个单元构成：芯片细胞培养单元；芯片复合污染生成单元；芯片污染物浓度梯度生成单元；芯片控制单元；芯片检测系统。通过芯片上多种污染物的复合单元、污染物浓度梯度生成单元和阵列化细胞培养、细胞胁迫、标记和相应检测单元的集成，实现环境污染对海洋生物损害作用过程中多指标、多参数和多响应事件分析，确定污染物的毒性作用，并确保在单次实验中获得大量重要的毒理学信息。这种平台将突出体现微流控芯片相对于传统的生态毒理学毒性实验方法更加集成化和通量化的功能特征，且操作简单，成本低廉，同时该套平台还具有一定普适性，可延伸用于海洋环境科学其他研究领域。

技术领域

本发明涉及微流控芯片技术与海洋生态领域，尤其涉及一种基于微流控芯片的海洋生态毒理研究平台。同时，通过平台毒性试验和常规毒理方法结果对照予以综合评估，并将平台用于海洋污染典型生态效应机制的探索。

背景技术

现阶段，海洋生态毒理研究面临着受试污染物种类众多、多浓度梯度的毒性和复合污染效应考察所导致的工作量巨大，待测样品采集、预处理过程繁琐，分析、测定困难，所需仪器昂贵等问题。

本专利通过大规模集成芯片的制作和芯片上多种单元技术的灵活组合，将常规的海洋生物细胞(藻类和海洋动物细胞)培养、单一污染物多浓度梯度或复合污染条件的施加、细胞受胁迫、标记及细胞活性、状态和毒理效应指标(如生物标志物和细胞代谢产物)的测定等过程集成在一块芯片上完成，从而构建一种高内涵的细胞水平的海洋生态毒理研究平台。

通过芯片毒性试验和常规毒理学实验的对照对平台的综合性能加以评估并应用该平台进行海洋污染典型生态效应机制的探索。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于微流控芯片的海洋生态毒理研究平台，以解决目前海洋生态毒理研究过程中工作量大，预处理繁琐，分析测定困难以及仪器设备昂贵等诸多问题。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：

一种用于海洋生态毒理学研的微流控芯片，其特征在于，有以下几个单元构成：

芯片细胞培养单元——芯片上阵列设置的细胞培养室；

芯片复合污染生成单元——多种污染物的复合单元；

芯片污染物浓度梯度生成单元——污染物浓度生成梯度的单元；

芯片控制单元——至少包括微阀；

芯片检测系统——设置在微流控芯片的下游，进行待测抗原的免疫检测。

作为优选，该芯片设计为三层正方形芯片结构，上层和下层通过软刻蚀技术产生流路、细胞培养室、免疫检测室、微阀的结构，中间层为PDMS薄膜。

作为优选，由微流控芯片的上层外接微泵输入污染物，在芯片细胞培养单元实现各种类型细胞的培养和细胞响应事件的染色检测。

作为优选，在细胞培养室末端放置微孔滤膜，拦截输入的悬浮细胞。

作为优选，设置了多组常闭微阀，以外部气体作为制动力，控制芯片内的液体流向。

作为优选，微流控芯片中微阀的数目为1-10组，每组为1-20个。

一种基于微流控芯片的海洋生态毒理研究平台，其特征在于：以污染物抑制藻类活性相关参数和对鱼类细胞毒性作用为模型，通过对芯片上单一污染物不同作用浓度和多种污染物复合条件的实验研究，以及相应条件下细胞响应的多参数、多指标分析，判定不同污染物的毒性效应。

所述藻类选择亚新扁藻、海洋小球藻、三角褐指藻、尖刺拟菱形藻、紫球藻、青岛大扁藻的一种。