專利名稱：微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物芯片，尤其涉及一種微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，其可實(shí)現(xiàn)以少量驅(qū)動(dòng)溝道驅(qū)動(dòng)多個(gè)相同大小的培養(yǎng)腔中液體循環(huán)流動(dòng)，并保持流速應(yīng)基本相同。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的高通量微流控細(xì)胞培養(yǎng)芯片尚無法滿足工業(yè)發(fā)酵中菌種培養(yǎng)要求。發(fā)酵工業(yè)最主要的液體發(fā)酵方式是深層發(fā)酵，即施加外力使微生物的菌體細(xì)胞均勻分散在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行懸浮培養(yǎng)，以促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)吸收和代謝物及時(shí)分散，達(dá)到菌體或代謝物高產(chǎn)的目的。工業(yè)上主要通過發(fā)酵罐內(nèi)的攪拌槳或空氣動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)菌體懸浮培養(yǎng)。然而微流控芯片中很難引入相應(yīng)的混合裝置。不僅制作微型攪拌槳十分困難，而且微小的液體培養(yǎng)體系因蒸發(fā)、表面張力等原因，也無法實(shí)現(xiàn)氣升式循環(huán)混合。微流控培養(yǎng)芯片目前主要用于動(dòng)物及人的細(xì)胞培養(yǎng)。細(xì)胞貼附在芯片培養(yǎng)室內(nèi)壁，向芯片中注入培養(yǎng)基即可實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)，芯片中缺乏培養(yǎng)液混合結(jié)構(gòu)，因此不適用于懸浮培養(yǎng)工業(yè)微生物。目前世界范圍內(nèi)用微流控芯片進(jìn)行微生物懸浮培養(yǎng)的研究尚很少報(bào)道，目前可以見諸于文獻(xiàn)主要有如下數(shù)例(1) 2005年N等人報(bào)道的一種用于微生物平行發(fā)酵的四通道微反應(yīng)器，其可用于大腸桿菌的培養(yǎng)發(fā)酵，但該芯片培養(yǎng)室直徑較大、攪拌槳加工安裝也較為復(fù)雜，培養(yǎng)單元數(shù)量的提升空間比較有限，制作難度大(Szita，N., et al.，Development of a multiplexed microbioreactor system for high-throughput bioprocessing. Lab on a Chip, 2005. 5(8) : p. 819-826. ) ； (2) 2005 年 Groisman· A等人報(bào)道的一種多通道的微流控微生物培養(yǎng)裝置，該裝置的培養(yǎng)單元多達(dá)340個(gè)，但其缺乏菌液混合結(jié)構(gòu)，僅能靜置培養(yǎng)，菌體無法在培養(yǎng)液中充分分散，未能實(shí)現(xiàn)真正意義上的懸浮培養(yǎng)，菌體生長狀態(tài)與懸浮培養(yǎng)條件下的相差很大(Groisman，Α., et al. , A microfluidic chemostat for experiments with bacterial and yeast cells. , Nature Methods, 2005. 2(9) : p. 685-689) ; (3) 2005 年 Balagadd6. FK 等報(bào)道的一種六通道的細(xì)菌培養(yǎng)芯片，該芯片包含六個(gè)獨(dú)立的環(huán)狀管道培養(yǎng)單元，每個(gè)單元容積16 nL，集成了氣動(dòng)微泵用于驅(qū)動(dòng)菌流循環(huán)混合，其可連續(xù)運(yùn)行500h以上(Balagadde，F(xiàn). K., et al., Long-term monitoring of bacteria undergoing programmed population control in a microchemostat. ,Science, 2005. 309(5731) : p. 137-140)。盡管如此，由于芯片上僅集成六個(gè)單元，培養(yǎng)單元占用空間較大，單元數(shù)量提升空間十分有限，且控制管路復(fù)雜繁多， 距高通量菌種篩選應(yīng)用尚有一段距離。因此，總體來看，目前已報(bào)道的用于微生物懸浮培養(yǎng)的微流控芯片尚存在重復(fù)單元少，培養(yǎng)單元空間占用面積大，缺乏有效的混合裝置，難以陣列化等不足，還不能滿足高通量微生物菌種篩選的要求
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種能以少量的驅(qū)動(dòng)管道和外接口驅(qū)動(dòng)多個(gè)培養(yǎng)單元的培養(yǎng)液流，從而提高單位芯片面積上培養(yǎng)單元的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)微生物大量平行培養(yǎng)的微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，進(jìn)而克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
一種微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，包括一個(gè)以上培養(yǎng)單元，其特征在于 每一培養(yǎng)單元包括層疊設(shè)置的培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層，培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層之間設(shè)有彈性隔膜
層
所述培養(yǎng)層上分布有環(huán)形閉合培養(yǎng)溝道回路，所述培養(yǎng)溝道回路與設(shè)置在所述芯片上的進(jìn)液口和出液口連通；
所述驅(qū)動(dòng)層上分布有兩根以上線形驅(qū)動(dòng)溝道，每一驅(qū)動(dòng)溝道的兩端均與培養(yǎng)單元外部連通，且每一驅(qū)動(dòng)溝道內(nèi)均按設(shè)定時(shí)序通入驅(qū)動(dòng)流體；
又及，每一驅(qū)動(dòng)溝道均從所述培養(yǎng)溝道上方或下方穿過，并與培養(yǎng)溝道上的兩個(gè)不同選定部位形成交叉；
并且，在所有培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道交叉處之中至少有兩個(gè)交叉處的培養(yǎng)溝道具有不同有效寬度和/或有效深度，從而使得在所有培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道交叉處的彈性隔膜在驅(qū)動(dòng)流體作用下發(fā)生形變時(shí)，對各交叉處的培養(yǎng)溝道內(nèi)培養(yǎng)液產(chǎn)生的側(cè)向驅(qū)動(dòng)力的合力足以驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)溝道內(nèi)的培養(yǎng)液流單向循環(huán)流動(dòng)；
所述有效寬度和有效深度分別指在培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道交叉處的彈性隔膜受擠壓時(shí)可進(jìn)入培養(yǎng)溝道的最大寬度值和最大深度值。優(yōu)選的，所述兩根以上線形驅(qū)動(dòng)溝道并列平行分布在所述驅(qū)動(dòng)層上，其進(jìn)液口均位于芯片同一側(cè)，且各驅(qū)動(dòng)溝道與培養(yǎng)溝道形成的所有交叉中，位于該芯片同一側(cè)的各交叉處的培養(yǎng)溝道的寬度均小于或大于位于芯片另一側(cè)的交叉處的培養(yǎng)溝道的寬度。尤為優(yōu)選的，所述兩根以上線形驅(qū)動(dòng)溝道并列平行分布在所述驅(qū)動(dòng)層上，其進(jìn)液口均位于芯片同一側(cè)，且各驅(qū)動(dòng)溝道與培養(yǎng)溝道形成的所有交叉中，位于該芯片同一側(cè)的各交叉處的培養(yǎng)溝道的有效深度均小于或大于位于芯片另一側(cè)的交叉處的培養(yǎng)溝道的有效深度。進(jìn)一步的，至少在位于芯片相同一側(cè)的，各驅(qū)動(dòng)溝道與培養(yǎng)溝道形成的交叉處的培養(yǎng)溝道中分布有支撐體，所述支撐體包括自培養(yǎng)溝道底部向上延伸的突出部和/或設(shè)置于培養(yǎng)溝道上端和下端之間的水平支撐件，所述突出部的高度低于培養(yǎng)溝道上端面或與之平齊，所述水平支撐件的直徑小于培養(yǎng)溝道深度。所述水平支撐件包括平行分布的復(fù)數(shù)根水平支撐柱。作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方案，該微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片包括一個(gè)以上培養(yǎng)單元，其特征在于
每一培養(yǎng)單元包括層疊設(shè)置的培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層，培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層之間設(shè)有彈性隔膜
層
所述培養(yǎng)層上分布有一主培養(yǎng)溝道和一組分支培養(yǎng)溝道，所述主培養(yǎng)溝道和分支培養(yǎng)溝道串接形成閉合培養(yǎng)溝道回路，該培養(yǎng)溝道回路與設(shè)置在所述芯片上的進(jìn)液口和出液口連通，
該一組分支培養(yǎng)溝道包括兩條平行設(shè)置的分支培養(yǎng)溝道，該兩條分支培養(yǎng)溝道的兩端分別與所述主培養(yǎng)溝道兩端連接形成一分支回路；
所述驅(qū)動(dòng)層上分布有兩根以上線形驅(qū)動(dòng)溝道，每一驅(qū)動(dòng)溝道的兩端均與培養(yǎng)單元外部連通，且每一驅(qū)動(dòng)溝道內(nèi)均按設(shè)定時(shí)序通入驅(qū)動(dòng)流體；
又及，每一驅(qū)動(dòng)溝道均從該兩條分支培養(yǎng)溝道及該主培養(yǎng)溝道上方或下方穿過，并與該兩條分支培養(yǎng)溝道及該主培養(yǎng)溝道上的選定部位形成交叉；
并且，所述分支培養(yǎng)溝道與主培養(yǎng)溝道具有不同有效寬度和/或有效深度，從而使得在所有主培養(yǎng)溝道及分支培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道交叉處的彈性隔膜在驅(qū)動(dòng)流體作用下發(fā)生形變時(shí)，對各交叉處的培養(yǎng)溝道內(nèi)培養(yǎng)液產(chǎn)生的側(cè)向驅(qū)動(dòng)力的合力足以驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)溝道回路內(nèi)的培養(yǎng)液流單向循環(huán)流動(dòng)；
所述有效寬度和有效深度分別指在彈性隔膜受擠壓時(shí)可進(jìn)入培養(yǎng)溝道的最大寬度值和最大深度值。具體而言，所述兩條分支培養(yǎng)溝道的結(jié)構(gòu)相同，且所述分支培養(yǎng)溝道的寬度和/ 或深度均小于主培養(yǎng)溝道。作為又一種優(yōu)選的實(shí)施方案，該微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片包括一個(gè)以上培養(yǎng)單元，其特征在于
每一培養(yǎng)單元包括層疊設(shè)置的培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層，培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層之間設(shè)有彈性隔膜
層
所述培養(yǎng)層上分布有二條主培養(yǎng)溝道和二組分支培養(yǎng)溝道，所述主培養(yǎng)溝道和分支培養(yǎng)溝道串接形成閉合培養(yǎng)溝道回路，該培養(yǎng)溝道回路與設(shè)置在所述芯片上的進(jìn)液口和出液 □連通，
其中，每一組分支培養(yǎng)溝道包括兩條平行設(shè)置的分支培養(yǎng)溝道，該兩條分支培養(yǎng)溝道的兩端分別與兩條主培養(yǎng)溝道的一端連接形成一分支回路；
所述驅(qū)動(dòng)層上分布有兩根以上線形驅(qū)動(dòng)溝道，每一驅(qū)動(dòng)溝道的兩端均與培養(yǎng)單元外部連通，且每一驅(qū)動(dòng)溝道內(nèi)均按設(shè)定時(shí)序通入驅(qū)動(dòng)流體；
又及，每一驅(qū)動(dòng)溝道均從該兩組分支培養(yǎng)溝道上方或下方穿過，并分別與各分支培養(yǎng)溝道上的選定部位形成交叉；
并且，所有分支培養(yǎng)溝道與主培養(yǎng)溝道及不同組中的各分支培養(yǎng)溝道之間均具有不同有效寬度和/或有效深度，從而使得在所有分支培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道交叉處的彈性隔膜在驅(qū)動(dòng)流體作用下發(fā)生形變時(shí)，對各交叉處的分支培養(yǎng)溝道內(nèi)培養(yǎng)液產(chǎn)生的側(cè)向驅(qū)動(dòng)力的合力足以驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)溝道回路內(nèi)的培養(yǎng)液流單向循環(huán)流動(dòng)；
所述有效寬度和有效深度分別指在彈性隔膜受擠壓時(shí)可進(jìn)入培養(yǎng)溝道的最大寬度值和最大深度值。優(yōu)選的，所有分支培養(yǎng)溝道的深度和/或?qū)挾染∮谥髋囵B(yǎng)溝道，且同一組內(nèi)的分支培養(yǎng)溝道的結(jié)構(gòu)均相同，而不同組內(nèi)的分支培養(yǎng)溝道的結(jié)構(gòu)互不相同。尤為優(yōu)選的，所述微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片包括平行分布與同一平面上的復(fù)數(shù)個(gè)培養(yǎng)單元，其中，各培養(yǎng)單元中的各驅(qū)動(dòng)溝道分別與相鄰培養(yǎng)單元中的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)溝道串接。前述培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層至少由高分子聚合物、水凝膠、硅片、石英、玻璃和金屬材料中的任意一種或兩種以上的組合形成，但不限于此。
所述彈性隔膜層由彈性高分子聚合物材料形成，但不限于此。所述閉合培養(yǎng)溝道回路可選用矩形、圓形等形態(tài)的平面閉合回路，但不限于此。所述進(jìn)液口、出液口及驅(qū)動(dòng)溝道的接口設(shè)置在所述芯片的頂部和/或底部。本發(fā)明微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片主要是利用蠕動(dòng)泵的原理工作，即向每根驅(qū)動(dòng)溝道內(nèi)按特定時(shí)序通入一定壓力的液體或氣體，在每個(gè)培養(yǎng)單元的培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道的交叉處，所述彈性膜按特定時(shí)序發(fā)生形變，而通過調(diào)整各交叉處培養(yǎng)溝道的結(jié)構(gòu)，比如，調(diào)整被驅(qū)動(dòng)溝道穿越區(qū)域內(nèi)培養(yǎng)溝道的寬度、深度、數(shù)量或在培養(yǎng)溝道內(nèi)設(shè)置阻礙彈性膜向下形變的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行調(diào)整彈性膜的形變量，使彈性膜對各交叉處的培養(yǎng)溝道內(nèi)培養(yǎng)液產(chǎn)生的側(cè)向驅(qū)動(dòng)力的合力推動(dòng)培養(yǎng)溝道中的培養(yǎng)液向一側(cè)方向流動(dòng)。特別是對于同一環(huán)狀閉合的培養(yǎng)單元而言，培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道有兩個(gè)交叉區(qū)， 彈性膜在這兩個(gè)交叉區(qū)的培養(yǎng)溝道可均為一根，亦可分為兩根或數(shù)根分支溝道。若每個(gè)交叉區(qū)內(nèi)的培養(yǎng)溝道為一根，則可對該一根或兩根培養(yǎng)溝道的深度分別進(jìn)行調(diào)整，或在該一根或兩根培養(yǎng)溝道內(nèi)分別設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)；若每一交叉區(qū)內(nèi)設(shè)置兩根以上分支溝道，則可該兩根以上分支溝道的深度和/或?qū)挾确謩e進(jìn)行調(diào)整，或在其中一根或兩根以上分支溝道內(nèi)分別設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)。通過這樣的設(shè)計(jì)，使得彈性膜在這兩個(gè)區(qū)域形變擠壓培養(yǎng)溝道而產(chǎn)生的液體推動(dòng)力不一致，從而推動(dòng)液體在培養(yǎng)管道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，帶動(dòng)液體中的微生物分散于整個(gè)液體環(huán)境中，驅(qū)動(dòng)溝道交替運(yùn)作可驅(qū)動(dòng)被其穿越的多個(gè)培養(yǎng)單元中的液流循環(huán)流動(dòng)。本發(fā)明可以用數(shù)量有限的兩根以上溝道將多個(gè)培養(yǎng)單元串聯(lián)起來并驅(qū)動(dòng)其中液流循環(huán)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)菌體運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)懸浮培養(yǎng)。在一定面積的芯片中，培養(yǎng)單元數(shù)量能夠大幅增加，而驅(qū)動(dòng)溝道最少可僅為2根，且在不增加驅(qū)動(dòng)溝道數(shù)量的情況下，培養(yǎng)單元數(shù)量還可進(jìn)一步增加。從而實(shí)現(xiàn)微流控多通道微生物懸浮培養(yǎng)，提高芯片的批次培養(yǎng)效率，并且，本發(fā)明中所有培養(yǎng)溝道是在同一個(gè)層面，制作更加方便，無需精確對準(zhǔn)，且培養(yǎng)單元可以排列的更為緊密，單位面積內(nèi)集成的培養(yǎng)單元數(shù)量更多。


圖IA是本發(fā)明第一種較佳實(shí)施例微流控細(xì)胞懸浮培養(yǎng)芯片的俯視示意圖； 圖IB是圖IA所示培養(yǎng)單元的分層結(jié)構(gòu)俯視示意圖IC是圖IB虛線方框部分的局部放大俯視示意ID是圖IA所示培養(yǎng)單元沿線ID的剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2A是本發(fā)明第二種較佳實(shí)施例微流控細(xì)胞懸浮培養(yǎng)芯片的俯視示意圖； 圖2B是圖2A所示培養(yǎng)單元的第一層結(jié)構(gòu)俯視示意圖； 圖2C是圖2B虛線方框部分的局部放大俯視示意3A是本發(fā)明第三種較佳實(shí)施例微流控細(xì)胞懸浮培養(yǎng)芯片的俯視示意圖； 圖;3B是圖3A所示培養(yǎng)單元的第一層結(jié)構(gòu)俯視示意圖； 圖3C是圖;3B虛線方框部分的局部放大俯視示意3D是圖3A所示培養(yǎng)單元沿線3D的剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4A是本發(fā)明第四種較佳實(shí)施例微流控細(xì)胞懸浮培養(yǎng)芯片的俯視示意圖； 圖4B是圖4A所示培養(yǎng)單元的第一層結(jié)構(gòu)俯視示意圖； 圖4C是圖4A所示培養(yǎng)單元沿線4C的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4D是圖4A所示培養(yǎng)單元沿線4D的剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中各附圖標(biāo)記及其指示的組件分別為 100、200、300、400為芯片中的一個(gè)培養(yǎng)單元；
110、210、310、410為芯片第一層， 120為芯片第二層，
130為芯片第三層，
111、211、311、411為位于芯片第一層的培養(yǎng)主溝道； 121為位于芯片第一層的分支溝道；
221為位于芯片第一層的主分支溝道 231為位于芯片第一層的次分支溝道 321為位于芯片第一層的支撐柱； 421為位于芯片第一層的淺溝道；
112、212、312、412為驅(qū)動(dòng)溝道；
113、213、313、413為進(jìn)液口 ； 123、223、323、423 為出液口 ；
114、214、314、414為驅(qū)動(dòng)溝道外接口。
具體實(shí)施例方式針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本案發(fā)明人經(jīng)長期研究和實(shí)踐，提出本發(fā)明的技術(shù)方案， 該技術(shù)方案可以采用多種實(shí)施方案。但總體來說，該微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片的基本結(jié)構(gòu)是該芯片包括一個(gè)以上培養(yǎng)單元，其中，每一培養(yǎng)單元包括層疊設(shè)置的培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層，培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層之間設(shè)有彈性隔膜層
所述培養(yǎng)層上分布有環(huán)形閉合培養(yǎng)溝道回路，所述培養(yǎng)溝道回路與設(shè)置在所述芯片上的進(jìn)液口和出液口連通；
所述驅(qū)動(dòng)層上分布有兩根以上線形驅(qū)動(dòng)溝道，每一驅(qū)動(dòng)溝道的兩端均與培養(yǎng)單元外部連通，且每一驅(qū)動(dòng)溝道內(nèi)均按設(shè)定時(shí)序通入驅(qū)動(dòng)流體；
又及，每一驅(qū)動(dòng)溝道均從所述培養(yǎng)溝道上方或下方穿過，并與培養(yǎng)溝道上的兩個(gè)不同選定部位形成交叉，通過調(diào)整被驅(qū)動(dòng)溝道穿越區(qū)域內(nèi)培養(yǎng)溝道的寬度、深度、數(shù)量或在培養(yǎng)溝道內(nèi)設(shè)置阻礙彈性膜向下形變的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而在同一層面驅(qū)動(dòng)液流單向運(yùn)動(dòng)。作為一種優(yōu)選實(shí)施方案，在所有培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道交叉處之中至少有兩個(gè)交叉處的培養(yǎng)溝道具有不同寬度和/或有效深度，從而使得在所有培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道交叉處的彈性隔膜在驅(qū)動(dòng)流體作用下發(fā)生形變時(shí)，對各交叉處的培養(yǎng)溝道內(nèi)培養(yǎng)液產(chǎn)生的側(cè)向驅(qū)動(dòng)力的合力足以驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)溝道內(nèi)的培養(yǎng)液流單向循環(huán)流動(dòng)。進(jìn)一步的，在該優(yōu)選方案中，所述兩根以上線形驅(qū)動(dòng)溝道并列平行分布在所述驅(qū)動(dòng)層上，其進(jìn)液口均位于芯片同一側(cè)，且各驅(qū)動(dòng)溝道與培養(yǎng)溝道形成的所有交叉中，位于該芯片同一側(cè)的各交叉處的培養(yǎng)溝道的寬度均小于或大于位于芯片另一側(cè)的交叉處的培養(yǎng)溝道的寬度。但是，顯然的，各驅(qū)動(dòng)溝道的進(jìn)液口亦可錯(cuò)位設(shè)置，此時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)蠕動(dòng)泵的工作原理無需任何創(chuàng)造性勞動(dòng)的設(shè)計(jì)出可產(chǎn)生推動(dòng)液流單向流通的溝道結(jié)構(gòu)。
尤為優(yōu)選的，所述兩根以上線形驅(qū)動(dòng)溝道并列平行分布在所述驅(qū)動(dòng)層上，其進(jìn)液口均位于芯片同一側(cè)，且各驅(qū)動(dòng)溝道與培養(yǎng)溝道形成的所有交叉中，位于該芯片同一側(cè)的各交叉處的培養(yǎng)溝道的有效深度均小于或大于位于芯片另一側(cè)的交叉處的培養(yǎng)溝道的有效深度。更優(yōu)選的，至少在位于芯片相同一側(cè)的，各驅(qū)動(dòng)溝道與培養(yǎng)溝道形成的交叉處的培養(yǎng)溝道中分布有支撐體，所述支撐體包括自培養(yǎng)溝道底部向上延伸的突出部和/或設(shè)置于培養(yǎng)溝道上端和下端之間的水平支撐件，所述突出部的高度低于培養(yǎng)溝道上端面，所述水平支撐件的直徑小于培養(yǎng)溝道深度。所述水平支撐件包括平行分布的復(fù)數(shù)根水平支撐柱，但不限于此。作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述培養(yǎng)層上的閉合培養(yǎng)溝道回路由一主培養(yǎng)溝道和一組分支培養(yǎng)溝道串接形成，該一組分支培養(yǎng)溝道包括兩條平行設(shè)置的分支培養(yǎng)溝道， 該兩條分支培養(yǎng)溝道的兩端分別與所述主培養(yǎng)溝道兩端連接形成一分支回路，每一驅(qū)動(dòng)溝道均從該兩條分支培養(yǎng)溝道及該主培養(yǎng)溝道上方或下方穿過，并與該兩條分支培養(yǎng)溝道及該主培養(yǎng)溝道上的選定部位形成交叉；
并且，所述分支培養(yǎng)溝道與主培養(yǎng)溝道具有不同有效寬度和/或有效深度，從而使得在所有主培養(yǎng)溝道及分支培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道交叉處的彈性隔膜在驅(qū)動(dòng)流體作用下發(fā)生形變時(shí)，對各交叉處的培養(yǎng)溝道內(nèi)培養(yǎng)液產(chǎn)生的側(cè)向驅(qū)動(dòng)力的合力足以驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)溝道回路內(nèi)的培養(yǎng)液流單向循環(huán)流動(dòng)；
該方案中，優(yōu)選的，所述兩條分支培養(yǎng)溝道的結(jié)構(gòu)相同，且所述分支培養(yǎng)溝道的寬度和 /或深度均小于主培養(yǎng)溝道。作為又一種優(yōu)選的實(shí)施方案，
所述培養(yǎng)層上的閉合培養(yǎng)溝道回路由二條主培養(yǎng)溝道和二組分支培養(yǎng)溝道串接形成， 其中，每一組分支培養(yǎng)溝道包括兩條平行設(shè)置的分支培養(yǎng)溝道，該兩條分支培養(yǎng)溝道的兩端分別與兩條主培養(yǎng)溝道的一端連接形成一分支回路，每一驅(qū)動(dòng)溝道均從該兩組分支培養(yǎng)溝道上方或下方穿過，并分別與各分支培養(yǎng)溝道上的選定部位形成交叉；并且，所有分支培養(yǎng)溝道與主培養(yǎng)溝道及不同組中的各分支培養(yǎng)溝道之間均具有不同有效寬度和/或有效深度，從而使得在所有分支培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道交叉處的彈性隔膜在驅(qū)動(dòng)流體作用下發(fā)生形變時(shí)，對各交叉處的分支培養(yǎng)溝道內(nèi)培養(yǎng)液產(chǎn)生的側(cè)向驅(qū)動(dòng)力的合力足以驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)溝道回路內(nèi)的培養(yǎng)液流單向循環(huán)流動(dòng)。優(yōu)選的，所有分支培養(yǎng)溝道的深度和/或?qū)挾染∮谥髋囵B(yǎng)溝道，且同一組內(nèi)的分支培養(yǎng)溝道的結(jié)構(gòu)均相同，而不同組內(nèi)的分支培養(yǎng)溝道的結(jié)構(gòu)互不相同。前述有效寬度和有效深度分別指在培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道交叉處的彈性隔膜受擠壓時(shí)可進(jìn)入培養(yǎng)溝道的最大寬度值和最大深度值。又及，該微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片包括平行分布與同一平面上的復(fù)數(shù)個(gè)培養(yǎng)單元，其中，各培養(yǎng)單元中的各驅(qū)動(dòng)溝道分別與相鄰培養(yǎng)單元中的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)溝道串接。前述培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層至少由高分子聚合物、水凝膠、硅片、石英、玻璃和金屬材料中的任意一種或兩種以上的組合形成，但不限于此。所述彈性隔膜層由彈性高分子聚合物材料形成，但不限于此。所述閉合培養(yǎng)溝道回路優(yōu)選為矩形閉合回路。
所述進(jìn)液口、出液口及驅(qū)動(dòng)溝道的接口設(shè)置在所述芯片的頂部和/或底部。但需要說明的是，由于本發(fā)明是利用被驅(qū)動(dòng)溝道穿越區(qū)域的培養(yǎng)溝道寬度或深度或溝道數(shù)量不同，彈性膜擠壓下面不同結(jié)構(gòu)的溝道能夠形成不同程度的側(cè)向合力，從而驅(qū)動(dòng)液流單向循環(huán)流動(dòng)，因此，凡是被驅(qū)動(dòng)溝道穿越區(qū)域，培養(yǎng)溝道具有不同寬度、深度或數(shù)量或阻礙彈性膜向下形變的結(jié)構(gòu)，均可達(dá)到在同一層面驅(qū)動(dòng)液流單向運(yùn)動(dòng)的目的。以下結(jié)合附圖及若干較佳實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1參閱圖1A 1D，本實(shí)施例是由分布于一芯片上的培養(yǎng)陣列組成，該陣列包括一平面上串接的4個(gè)培養(yǎng)單元100，每個(gè)培養(yǎng)單元包含了位于第一層的培養(yǎng)主溝道111 和分支溝道121，這兩段培養(yǎng)溝道兩端相互連通，構(gòu)成俯視為長方形的閉合回路，芯片第一層110厚度1. 5毫米，第一層的培養(yǎng)主溝道111寬100微米，深10微米，長6厘米；兩條分支溝道121分別寬50微米，深10微米，長5毫米；每個(gè)培養(yǎng)單元有獨(dú)立的進(jìn)液口 113和出液口 123，直徑均為2毫米，用于液體和培養(yǎng)物的注入與排出；每個(gè)培養(yǎng)單元100的形狀大小都一致，依次排成一列；溝道上部為第二層120，該層是一層彈性隔膜，厚20微米，將第一層110和第三層130隔開，第三層130有兩根平行的驅(qū)動(dòng)溝道112，組成微泵結(jié)構(gòu)，寬均為 100微米，高10微米，溝道間水平相鄰距離lOOum，驅(qū)動(dòng)溝道112從第一層培養(yǎng)主溝道111、 分支溝道121上方穿越每個(gè)培養(yǎng)單元100，每根驅(qū)動(dòng)溝道112兩端均具有外接口 114，芯片第三層130厚1. 5毫米，三個(gè)芯片層的材質(zhì)均選用聚二甲基硅氧烷，各層依次堆疊粘合。實(shí)施例2參閱圖2A 2C，本實(shí)施例是由分布于一芯片上的培養(yǎng)陣列組成，該陣列包括一平面上串接的4個(gè)培養(yǎng)單元200，每個(gè)培養(yǎng)單元包含了位于第一層的培養(yǎng)主溝道 211、兩條主分支溝道221、兩條次分支溝道231。芯片第一層210厚度1. 5毫米，第一層的培養(yǎng)主溝道211寬100微米，深10微米，長5厘米；兩條主分支溝道221分別寬100微米， 深10微米，長5毫米；兩條次分支溝道231分別寬50微米，深10微米，長5毫米；每個(gè)培養(yǎng)單元有獨(dú)立的進(jìn)液口 213和出液口 223，直徑均為2毫米，用于液體和培養(yǎng)物的注入與排出； 每個(gè)培養(yǎng)單元200的形狀大小都一致，依次排成一列；溝道上部為第二層220，該層是一層彈性隔膜，厚20微米，將第一層210和第三層230隔開，第三層230有兩根平行的驅(qū)動(dòng)溝道 212，組成微泵結(jié)構(gòu)，寬均為100微米，高10微米，溝道間水平相鄰距離lOOum，驅(qū)動(dòng)溝道212 從第一層培養(yǎng)主分支溝道221、次分支溝道231上方穿越每個(gè)培養(yǎng)單元200，每根驅(qū)動(dòng)溝道 212兩端均具有外接口 214，芯片第三層230厚1. 5毫米，三個(gè)芯片層的材質(zhì)均選用聚二甲基硅氧烷，各層依次堆疊粘合。實(shí)施例3參閱圖3A 3D，本實(shí)施例是由分布于一芯片上的培養(yǎng)陣列組成，該陣列包括一平面上串接的4個(gè)培養(yǎng)單元300，每個(gè)培養(yǎng)單元包含了位于第一層的培養(yǎng)主溝道311 和50個(gè)位于主溝道中的支撐柱321，芯片第一層310厚度1. 5毫米，第一層的培養(yǎng)主溝道 311寬100微米，深10微米，長6厘米；支撐住321高10微米，直徑30微米，柱間間隔70 微米；每個(gè)培養(yǎng)單元有獨(dú)立的進(jìn)液口 313和出液口 323，直徑均為2毫米，用于液體和培養(yǎng)物的注入與排出；每個(gè)培養(yǎng)單元300的形狀大小都一致，依次排成一列；溝道上部為第二層 320，該層是一層彈性隔膜，厚20微米，將第一層310和第三層330隔開，第三層330有兩根平行的驅(qū)動(dòng)溝道312，組成微泵結(jié)構(gòu)，寬均為100微米，高10微米，溝道間水平相鄰距離 lOOum，驅(qū)動(dòng)溝道312從第一層培養(yǎng)主溝道311、支撐柱321上方穿越每個(gè)培養(yǎng)單元300，每根驅(qū)動(dòng)溝道312兩端均具有外接口 314，芯片第三層330厚1. 5毫米，三個(gè)芯片層的材質(zhì)均選用聚二甲基硅氧烷，各層依次堆疊粘合。實(shí)施例4參閱圖4A、D，本實(shí)施例是由分布于一芯片上的培養(yǎng)陣列組成，該陣列包括一平面上串接的4個(gè)培養(yǎng)單元400，每個(gè)培養(yǎng)單元包含了位于第一層的培養(yǎng)主溝道411 和一段淺溝道421，芯片第一層410厚度1. 5毫米，第一層的培養(yǎng)主溝道411寬100微米， 深10微米，長6厘米；淺溝道421寬100微米，深5微米，長5毫米；每個(gè)培養(yǎng)單元有獨(dú)立的進(jìn)液口 413和出液口 423，直徑均為2毫米，用于液體和培養(yǎng)物的注入與排出；每個(gè)培養(yǎng)單元400的形狀大小都一致，依次排成一列；溝道上部為第二層420，該層是一層彈性隔膜，厚 20微米，將第一層410和第三層430隔開，第三層430有兩根平行的驅(qū)動(dòng)溝道412，組成微泵結(jié)構(gòu)，寬均為100微米，高10微米，溝道間水平相鄰距離lOOum，驅(qū)動(dòng)溝道412從第一層培養(yǎng)主溝道411、淺溝道421上方穿越每個(gè)培養(yǎng)單元400，每根驅(qū)動(dòng)溝道412兩端均具有外接口 414，芯片第三層430厚1. 5毫米，三個(gè)芯片層的材質(zhì)均選用聚二甲基硅氧烷，各層依次堆疊粘合。在現(xiàn)有技術(shù)中，特別是以Balagadc^設(shè)計(jì)的6通道培養(yǎng)芯片為例，其結(jié)構(gòu)中每個(gè)微泵都完全獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)每個(gè)培養(yǎng)單元的液流，每個(gè)微泵通過3根氣體管道和3個(gè)外部接口與外部驅(qū)動(dòng)設(shè)備連接。6個(gè)培養(yǎng)單元需要制作6個(gè)獨(dú)立微泵，包括18根驅(qū)動(dòng)管道。當(dāng)驅(qū)動(dòng)單元數(shù)量提高時(shí)，集成的獨(dú)立微泵的數(shù)量也必須提高，管線的數(shù)量將提高3倍，大量的驅(qū)動(dòng)溝道不僅使芯片的設(shè)計(jì)加工及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)更加復(fù)雜，而且占用了大量芯片面積，限制了單元數(shù)量的進(jìn)一步提升。而本發(fā)明最少可以兩根溝道將多個(gè)培養(yǎng)單元串聯(lián)起來并驅(qū)動(dòng)其中液流循環(huán)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)菌體運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)懸浮培養(yǎng)。在一定面積的芯片中，培養(yǎng)單元數(shù)量能夠大幅增加(150個(gè)單元以上)，高于Balagadc^的芯片(6個(gè))，而驅(qū)動(dòng)溝道僅為2根，少于Balagadc^ 的芯片(驅(qū)動(dòng)溝道18根，)，且在不增加驅(qū)動(dòng)溝道數(shù)量的情況下，培養(yǎng)單元數(shù)量還可進(jìn)一步增加，從而實(shí)現(xiàn)微流控多通道微生物懸浮培養(yǎng)，提高芯片的批次培養(yǎng)效率；并且，本發(fā)明所有培養(yǎng)溝道是在同一個(gè)層面，制作更加方便，無需精確對準(zhǔn)，且培養(yǎng)單元可以排列的更為緊密，單位面積內(nèi)集成的培養(yǎng)單元數(shù)量更多。以上僅是通過具體應(yīng)用范例對本發(fā)明的實(shí)質(zhì)特征進(jìn)行的介紹，對發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，包括一個(gè)以上培養(yǎng)單元，其特征在于每一培養(yǎng)單元包括層疊設(shè)置的培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層，培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層之間設(shè)有彈性隔膜層所述培養(yǎng)層上分布有環(huán)形閉合培養(yǎng)溝道回路，所述培養(yǎng)溝道回路與設(shè)置在所述芯片上的進(jìn)液口和出液口連通；所述驅(qū)動(dòng)層上分布有兩根以上線形驅(qū)動(dòng)溝道，每一驅(qū)動(dòng)溝道的兩端均與培養(yǎng)單元外部連通，且每一驅(qū)動(dòng)溝道內(nèi)均按設(shè)定時(shí)序通入驅(qū)動(dòng)流體；又及，每一驅(qū)動(dòng)溝道均從所述培養(yǎng)溝道上方或下方穿過，并與培養(yǎng)溝道上的兩個(gè)不同選定部位形成交叉；并且，在所有培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道交叉處之中至少有兩個(gè)交叉處的培養(yǎng)溝道具有不同有效寬度和/或有效深度，從而使得在所有培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道交叉處的彈性隔膜在驅(qū)動(dòng)流體作用下發(fā)生形變時(shí)，對各交叉處的培養(yǎng)溝道內(nèi)培養(yǎng)液產(chǎn)生的側(cè)向驅(qū)動(dòng)力的合力足以驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)溝道內(nèi)的培養(yǎng)液流單向循環(huán)流動(dòng)；所述有效寬度和有效深度分別指在培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道交叉處的彈性隔膜受擠壓時(shí)可進(jìn)入培養(yǎng)溝道的最大寬度值和最大深度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，其特征在于，所述兩根以上線形驅(qū)動(dòng)溝道并列平行分布在所述驅(qū)動(dòng)層上，其進(jìn)液口均位于芯片同一側(cè)，且各驅(qū)動(dòng)溝道與培養(yǎng)溝道形成的所有交叉中，位于該芯片同一側(cè)的各交叉處的培養(yǎng)溝道的寬度均小于或大于位于芯片另一側(cè)的交叉處的培養(yǎng)溝道的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，其特征在于，所述兩根以上線形驅(qū)動(dòng)溝道并列平行分布在所述驅(qū)動(dòng)層上，其進(jìn)液口均位于芯片同一側(cè)，且各驅(qū)動(dòng)溝道與培養(yǎng)溝道形成的所有交叉中，位于該芯片同一側(cè)的各交叉處的培養(yǎng)溝道的有效深度均小于或大于位于芯片另一側(cè)的交叉處的培養(yǎng)溝道的有效深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，其特征在于至少在位于芯片相同一側(cè)的，各驅(qū)動(dòng)溝道與培養(yǎng)溝道形成的交叉處的培養(yǎng)溝道中分布有支撐體，所述支撐體包括由培養(yǎng)溝道底部向上延伸的突出部和/或設(shè)置于培養(yǎng)溝道上端和下端之間的水平支撐件，所述突出部的高度低于培養(yǎng)溝道上端面或與之平齊，所述水平支撐件的直徑小于培養(yǎng)溝道深度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，其特征在于所述水平支撐件包括平行分布的復(fù)數(shù)根水平支撐柱。
6.一種微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，包括一個(gè)以上培養(yǎng)單元，其特征在于每一培養(yǎng)單元包括層疊設(shè)置的培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層，培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層之間設(shè)有彈性隔膜層所述培養(yǎng)層上分布有一主培養(yǎng)溝道和一組分支培養(yǎng)溝道，所述主培養(yǎng)溝道和分支培養(yǎng)溝道串接形成閉合培養(yǎng)溝道回路，該培養(yǎng)溝道回路與設(shè)置在所述芯片上的進(jìn)液口和出液口連通，該一組分支培養(yǎng)溝道包括兩條平行設(shè)置的分支培養(yǎng)溝道，該兩條分支培養(yǎng)溝道的兩端分別與所述主培養(yǎng)溝道兩端連接形成一分支回路；所述驅(qū)動(dòng)層上分布有兩根以上線形驅(qū)動(dòng)溝道，每一驅(qū)動(dòng)溝道的兩端均與培養(yǎng)單元外部連通，且每一驅(qū)動(dòng)溝道內(nèi)均按設(shè)定時(shí)序通入驅(qū)動(dòng)流體；又及，每一驅(qū)動(dòng)溝道均從該兩條分支培養(yǎng)溝道及該主培養(yǎng)溝道上方或下方穿過，并與該兩條分支培養(yǎng)溝道及該主培養(yǎng)溝道上的選定部位形成交叉；并且，所述分支培養(yǎng)溝道與主培養(yǎng)溝道具有不同有效寬度和/或有效深度，從而使得在所有主培養(yǎng)溝道及分支培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道交叉處的彈性隔膜在驅(qū)動(dòng)流體作用下發(fā)生形變時(shí)，對各交叉處的培養(yǎng)溝道內(nèi)培養(yǎng)液產(chǎn)生的側(cè)向驅(qū)動(dòng)力的合力足以驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)溝道回路內(nèi)的培養(yǎng)液流單向循環(huán)流動(dòng)；所述有效寬度和有效深度分別指在彈性隔膜受擠壓時(shí)可進(jìn)入培養(yǎng)溝道的最大寬度值和最大深度值。
7.如權(quán)利要求6所述的微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，其特征在于，所述兩條分支培養(yǎng)溝道的結(jié)構(gòu)相同，且所述分支培養(yǎng)溝道的寬度和/或深度均小于主培養(yǎng)溝道。
8.一種微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，包括一個(gè)以上培養(yǎng)單元，其特征在于 每一培養(yǎng)單元包括層疊設(shè)置的培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層，培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層之間設(shè)有彈性隔膜層所述培養(yǎng)層上分布有二條主培養(yǎng)溝道和二組分支培養(yǎng)溝道，所述主培養(yǎng)溝道和分支培養(yǎng)溝道串接形成閉合培養(yǎng)溝道回路，該培養(yǎng)溝道回路與設(shè)置在所述芯片上的進(jìn)液口和出液 □連通，其中，每一組分支培養(yǎng)溝道包括兩條平行設(shè)置的分支培養(yǎng)溝道，該兩條分支培養(yǎng)溝道的兩端分別與兩條主培養(yǎng)溝道的一端連接形成一分支回路；所述驅(qū)動(dòng)層上分布有兩根以上線形驅(qū)動(dòng)溝道，每一驅(qū)動(dòng)溝道的兩端均與培養(yǎng)單元外部連通，且每一驅(qū)動(dòng)溝道內(nèi)均按設(shè)定時(shí)序通入驅(qū)動(dòng)流體；又及，每一驅(qū)動(dòng)溝道均從該兩組分支培養(yǎng)溝道上方或下方穿過，并分別與各分支培養(yǎng)溝道上的選定部位形成交叉；并且，所有分支培養(yǎng)溝道與主培養(yǎng)溝道及不同組中的各分支培養(yǎng)溝道之間均具有不同有效寬度和/或有效深度，從而使得在所有分支培養(yǎng)溝道與驅(qū)動(dòng)溝道交叉處的彈性隔膜在驅(qū)動(dòng)流體作用下發(fā)生形變時(shí)，對各交叉處的分支培養(yǎng)溝道內(nèi)培養(yǎng)液產(chǎn)生的側(cè)向驅(qū)動(dòng)力的合力足以驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)溝道回路內(nèi)的培養(yǎng)液流單向循環(huán)流動(dòng)；所述有效寬度和有效深度分別指在彈性隔膜受擠壓時(shí)可進(jìn)入培養(yǎng)溝道的最大寬度值和最大深度值。
9.如權(quán)利要求8所述的微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，其特征在于，所有分支培養(yǎng)溝道的深度和/或?qū)挾染∮谥髋囵B(yǎng)溝道，且同一組內(nèi)的分支培養(yǎng)溝道的結(jié)構(gòu)均相同，而不同組內(nèi)的分支培養(yǎng)溝道的結(jié)構(gòu)互不相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或6或8所述的微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，其特征在于所述微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片包括平行分布與同一平面上的復(fù)數(shù)個(gè)培養(yǎng)單元，其中， 各培養(yǎng)單元中的各驅(qū)動(dòng)溝道分別與相鄰培養(yǎng)單元中的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)溝道串接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或6或8所述的微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，其特征在于 所述培養(yǎng)層和驅(qū)動(dòng)層至少由高分子聚合物、水凝膠、硅片、石英、玻璃、陶瓷和金屬材料中的任意一種或兩種以上的組合形成；所述彈性隔膜層由彈性高分子聚合物材料形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或6或8所述的微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，其特征在于所述進(jìn)液口、出液口及驅(qū)動(dòng)溝道的接口設(shè)置在所述芯片的頂部和/或底部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微流控微生物二維懸浮培養(yǎng)芯片，包括一個(gè)以上培養(yǎng)單元，每一培養(yǎng)單元包括層疊的培養(yǎng)層、彈性隔膜層和驅(qū)動(dòng)層；該培養(yǎng)層上分布有環(huán)形閉合培養(yǎng)溝道回路，該回路與設(shè)置在芯片上的進(jìn)、出液口連通；該驅(qū)動(dòng)層上分布有若干線形驅(qū)動(dòng)溝道，每一驅(qū)動(dòng)溝道內(nèi)均按設(shè)定時(shí)序通入驅(qū)動(dòng)流體，且每一驅(qū)動(dòng)溝道均從培養(yǎng)溝道回路上方或下方穿過，并與該回路的兩個(gè)不同選定區(qū)域交叉，通過調(diào)整被驅(qū)動(dòng)溝道穿越區(qū)域內(nèi)培養(yǎng)溝道的寬度、深度、數(shù)量或在培養(yǎng)溝道內(nèi)設(shè)置阻礙彈性膜向下形變的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而在同一層面驅(qū)動(dòng)液流單向運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明能以少量的驅(qū)動(dòng)管道和外接口驅(qū)動(dòng)多個(gè)培養(yǎng)單元的培養(yǎng)液流，提高單位芯片面積上培養(yǎng)單元的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)微生物的大量平行培養(yǎng)。
文檔編號(hào)C12M1/00GK102337207SQ20111031675
公開日2012年2月1日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者甘明哲, 陳立桅 申請人:中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所