[发明专利]一种实时精准控制观测点动态生化因子浓度的微流控芯片

摘要

一种实时精准控制观测点动态生化因子浓度的微流控芯片，该微流控芯片包括：改进的“圣诞树”状空间线性浓度梯度生成装置和Y型微流控装置两部分。“圣诞树”状空间线性浓度梯度生成装置是在传统“圣诞树”状空间单调浓度梯度生成装置的基础上，根据传统单调浓度数据与理想线性浓度数据间的对应关系计算得到，最终形成通道宽度与浓度数据呈类线性阶梯状分布；Y型微流控装置的上端入口与浓度梯度生成装置出口连通，以在主通道上层形成空间线性的浓度梯度，利用层流特性，通过控制下端入口的流量来调整Y型主通道内上层溶液与下层溶液的分界线位置。本发明可用于观察、检测不同动态浓度生化因子刺激下细胞生物学效应及其机制的实验研究。

主权项

1.一种实时精准控制观测点动态生化因子浓度的微流控芯片，其特征在于，该微流控芯片包括改进的“圣诞树”状空间线性浓度梯度生成装置(A)和Y型微流控装置(B)两个部分；改进的“圣诞树”状空间线性浓度梯度生成装置的出口(1‑3)与Y型微流控装置的第一通道的入口(2‑1)连接，Y型微流控装置的第二通道的入口(2‑2)通入无溶质的缓冲液；Y型微流控装置的主通道(2‑3)内形成上下两层、空间上存在梯度的浓度分布；所述的改进的“圣诞树”状空间线性浓度梯度生成装置最后一级各分支通道的宽度不保持一致；所述最后一级各分支通道的宽度由下述过程计算确定：以归一化空间距离xn作为横坐标，归一化浓度φ作为纵坐标，传统“圣诞树”结构中最后一级各分支通道的宽度相等，横坐标等距分布，根据传统“圣诞树”状空间单调浓度梯度生成装置的原理计算得到传统“圣诞树”状结构各分支通道对应的浓度纵坐标，即得到各分支通道相应的单调浓度数据坐标点；根据理想线性浓度梯度分布时φ＝1‑xn的准则，求得理想线性浓度梯度分布条件下上述各分支通道浓度纵坐标对应的横坐标，即得到各分支通道相应的理想线性浓度数据坐标点；将上述单调浓度数据坐标点的横坐标与理想线性浓度数据坐标点的横坐标进行对比分析，得出能产生类线性分布的离散阶梯数据，计算出每阶阶梯的宽度，每阶阶梯的宽度由当前坐标点与前后两坐标点间的空间距离决定；所述当前坐标点为单调浓度数据坐标点，所述前后两坐标点间为当前坐标点前后两坐标点对应的理想线性浓度坐标点；根据计算出每阶阶梯的宽度，确定最后一级各分支通道的宽度比例关系。