[发明专利]高通量药物筛选系统及方法

权利要求书

1.一种高通量药物筛选系统，其特征在于，包括：

微流控芯片，其上具有微流道结构，该微流道结构包括药物初筛选结构和药物精筛选结构，所述药物初筛选结构用于从不同种类的药物中筛选出对靶细胞具有作用效果的候选药物，所述药物精筛选结构用于对不同浓度的候选药物的作用效果进行分析判断；

光学检测模块，其用于对所述药物初筛选结构和药物精筛选结构中的反应体系进行光学检测，以判断药物的作用效果；

培养模块，其用于为所述药物初筛选结构和药物精筛选结构中的反应体系提供需要的培养环境；

以及液路模块，其用于为所述微流控芯片提供靶细胞和液体的输注功能；

其中，所述药物初筛选结构包括初筛药物进药口以及与所述初选药物进样口连通的若干初选药物分配支通道，所述药物精筛选结构包括浓度梯度生成单元、与所述浓度梯度生成单元连通的细胞培养单元以及与所述细胞培养单元连通的细胞进样单元；

所述药物初筛选结构共用所述药物精筛选结构的所述细胞培养单元和细胞进样单元，所述细胞培养单元包括若干个相互独立的细胞培养腔；

靶细胞通过所述细胞进样单元注入后进入所述细胞培养单元，不同种类的药物经所述初筛药物进药口注入后，通过若干初选药物分配支通道分别进入不同的所述细胞培养腔中与靶细胞单独作用，然后通过所述光学检测模块筛选出能对靶细胞产生作用效果的药物作为候选药物；

候选药物经所述浓度梯度生成单元后生成一系列不同浓度的候选药物溶液，并被输送至不同的所述细胞培养腔中与靶细胞单独作用，然后通过所述光学检测模块分析得到该候选药物溶液的浓度与对靶细胞的作用效果之间的关系。

2.根据权利要求1所述的高通量药物筛选系统，其特征在于，所述光学检测模块包括光源、准直透镜、第一滤光片、二向色镜、物镜、第二滤光片、成像探测器以及计算机；

所述光源发出的光依次经过所述准直透镜、第一滤光片后被所述二向色镜反射，然后经过所述物镜后照射至所述微流控芯片的细胞培养腔中，细胞培养腔中的靶细胞被激发产生的荧光经所述物镜收集后透射所述二向色镜，然后经过所述第二滤光片后被所述成像探测器采集，所述成像探测器采集的图像传输至所述计算机中进行荧光分析。

3.根据权利要求2所述的高通量药物筛选系统，其特征在于，该系统还包括样品台和设置在所述样品台上的样品移动架，所述样品移动架用于带动所述微流控芯片移动，以使得若干个所述细胞培养腔均可移动至所述光学检测模块的物镜的视野内。

4.根据权利要求3所述的高通量药物筛选系统，其特征在于，利用该系统进行药物筛选的方法包括以下步骤：

1)药物初筛选：

1-1)将荧光标记后的靶细胞通过所述细胞进样口注入，并经所述细胞分支通道均匀分配至各个细胞培养腔中，然后注入培养液至各个细胞培养腔；

1-2)将多种不同的药物通过所述初筛药物进药口注入，并经所述初选药物分配支通道分别分配至不同的细胞培养腔中，与靶细胞混合，将所述微流控芯片转移至所述培养模块中孵育；

1-3)通过所述光学检测模块对各个细胞培养腔进行荧光检测，依据各个细胞培养腔的荧光强度值判断不同药物对靶细胞的作用效果，筛选出对细胞具有作用的药物作为候选药物；检测过程中通过所述样品移动架带动所述微流控芯片移动，以使得若干个所述细胞培养腔依次移动至所述光学检测模块的物镜的视野内进行荧光检测；

1-4)对药物初筛选结构、细胞培养单元、细胞进样单元进行清洗；

2)药物精筛选：

2-1)将荧光标记的靶细胞通过所述细胞进样口注入，并经所述细胞分支通道均匀分配至各个细胞培养腔中，然后注入培养液至各个细胞培养腔；

2-2)取一种步骤1)筛选得到的候选药物，注入所述浓度梯度生成单元，通过所述浓度梯度生成单元生产一系列不同浓度的候选药物溶液，不同浓度的候选药物溶液输送至不同的细胞培养腔中，与靶细胞混合，将所述微流控芯片转移至所述培养模块中孵育；

2-3)通过所述光学检测模块对各个细胞培养腔进行荧光检测，依据各个细胞培养腔的荧光强度值分析得到不同浓度的候选药物溶液对靶细胞的作用效果；

2-4)对微流控芯片的微流道结构进清洗，重复上述步骤2-1)至2-3)，完成所有候选药物的精筛选。