[发明专利]一种微流控芯片及包括其的系统

说明书

本发明涉及一种微流控芯片及包括其的系统，该芯片包括：基板；以及形成在所述基板内的第一管道、第二管道以及第三管道，其中，所述第一管道，其两端分别包括第一连接口和第二连接口，第二管道，其一端包括第三连接口，另一端与第一管道连通，第三管道，其一端包括第四连接口，另一端与第一管道连通，第一管道和第二管道的第一连通部位位于第三管道和第一管道的第二连通部位的在液滴移动方向的上游，且第一连通部位和第二连通部位之间的距离为500μm～2000μm，优选750μm～1800μm，优选为1000μm～1500μm，形成在第一管道上的第一检测窗和第二检测窗。

技术领域

本发明属于微流控技术领域，涉及一种微流控芯片以及包括该微流控芯片的系统，尤其是用于生物培养检测分选的微流控芯片及包括其的系统，以及使用其的方法。

背景技术

传统的微生物选育一般采用平板涂布培养获得单菌落，再用摇瓶规模发酵培养验证。由于普通的微生物经过初筛、复筛等流程，到确认满足生产需要，一般要经过几个月到几年的时间，采用这种选育方法，筛选周期长。其次，采用传统选育方法，摇瓶水平发酵培养及评价过程，需要足够的人力和实验空间、培养空间，筛选效率往往只能达到10^1～2/每批次，造成筛选通量低。再次，诱变筛选工作的成功与否和筛选数量密切相关，如要获得目标性状突变株，需要大量的筛选样品量，使研发人员的工作量非常大。最后，传统选育方法，建立在固体培养或者大体积液体培养的基础上，造成了培养、检测用物料和资源的重大浪费，物料浪费严重。

为了解决上述问题，发展了微孔板培养筛选技术和微流控技术。微孔板筛选技术将培养体系从摇瓶水平的50～100毫升降低到几毫升至几十微升，可以同步实现24、48乃至384、1536等多个样品的培养，再配合相应的自动化监测设备，实现某些过程参数的在线监测。为了提高微孔板的筛选效率，围绕多孔板体系开发了包括自动化单克隆挑选设备、自动灭菌培养基制备设备、自动培养基分装系统、自动细菌平板稀释仪等在内的专业配套设备，大大提高了工作效率。微孔板培养筛选技术尽管在一定程度上解决了通量问题，减少了研发工作者的工作量，减少了培养物料的使用，但是耗时长，难实现快速分选。微流控技术是上世纪九十年代在分析化学领域发展起来的，它是基于微管道网络结构，实现微量样品的制备、进样、反应、分离、检测于一体的微型分析实验装备。微流控技术具有极高的效率，由于结构微小，易在芯片上一次集成上百个微生物培养单元，可节省大量的培养基；采用软件集成操作，可在芯片上模拟整个实验流程操作。

专利文献1于2013年公开了一种基于微流控芯片的加压细胞培养系统和方法，包括微流控芯片、压力驱动装置、连接管道和压力检测装置，所述微流控芯片中含有通道，所述压力驱动装置包括与之相匹配的用于盛放培养基的容器、所述容器通过连接管道与所述微流控芯片连接，所述动力驱动装置推动容器中的培养基进入微流控芯片，所述压力检测装置通过连接管道与所述微流控芯片连接。该系统可方便地进行细胞在剪切力和压力作用下的培养及相关研究，该细胞加压培养系统拆装方便，便于携带，但是不能实现微生物的培养和检测功能。

专利文献2于2013年公开了一种基于液滴微流控芯片的高通量检测系统，主要包括液滴微流控芯片系统(1)、光路系统(2)、数据采集分析系统(3)构成；其中液滴微流控芯片系统(1)将待检测微生物包埋形成独立单液滴微反应小室，通过光路系统(2)进行单液滴微反应小室内微生物样品的激光诱导荧光检测信号传输，并由数据采集分析系统(3)通过计算机软件对采集得到的信号进行检测分析。该发明的适于激光诱导荧光检测分析，只能是实现微液滴单元样品的检测，无法实现培养和分选功能。