本實用新型涉及一種新型藥物篩選的生物微分析芯片，從使用上講，是一種運用在活細胞培養(yǎng)系統(tǒng)中的，一種串聯(lián)型多種藥物篩選生物芯片。

背景技術：

高通量藥物篩選是指以分子水平和細胞水平的實驗方法為基礎，以微板形式作為實驗工具載體，以自動化操作系統(tǒng)執(zhí)行試驗過程，以靈敏快速的檢測儀器采集實驗結果數據，以計算機對實驗數據進行分析處理，同一時間對數以千萬樣品檢測，并以相應的數據庫支持整體系運轉的技術體系。高通量藥物篩選體系在創(chuàng)新藥物篩選中是新藥開發(fā)研究的一個重要領域，已經被廣泛應用于候選化合物生物活性的篩選。高通量藥物篩選模型不僅可以用于發(fā)現(xiàn)新藥，也可用于藥物研究。但是傳統(tǒng)藥物篩選芯片不能實時觀測藥物作用下的細胞形態(tài)變化。解決此問題，需將藥物的添加、實驗細胞的培養(yǎng)、藥物效果的檢測等多個步驟集成到一塊芯片，實現(xiàn)藥物篩選的自動化分析，減少即時觀測的實驗時間和誤差。

為此，本實用新型一種串聯(lián)型多種藥物篩選生物芯片，以解決上述問題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是利用氣室設計一種串聯(lián)結構的活細胞培養(yǎng)的藥物篩選的生物微分析芯片，將藥物的給樣、細胞培養(yǎng)、藥物效果檢測等多個實驗功能集成到一塊芯片上。

本實驗的技術方案為：提供一種串聯(lián)型多種藥物篩選生物芯片，由包含通氣系統(tǒng)和篩選系統(tǒng)的功能單元串聯(lián)組成，其特征在于：通氣系統(tǒng)是在芯片上層加工的，以“十”字交叉排布的氣室通道和通氣道，以及由氣室為交叉中心點組成的一個功能區(qū)。氣室通道的一頭連接氣體入口或上一個功能單元的氣室通道，另一頭連接下一個功能單元的氣室通道，一直到氣體出口結束。通氣道兩頭各聯(lián)通一個中層上加工的培養(yǎng)檢測區(qū)。篩選系統(tǒng)是在中層上，以氣室通道作為對稱軸，兩側對稱排布加工的一對呈“V”字形的雙進樣通道或一對單進樣通道，兩個培養(yǎng)檢測區(qū)，以及在對稱軸的軸線上加工的排液通道。以上組成芯片的一個功能單元，串聯(lián)型多種藥物篩選生物芯片就是按此功能單元依次串聯(lián)。此外，芯片的每個功能單元的排液通道上接連培養(yǎng)檢測區(qū)的弧形通道；下接另一個功能單元的培養(yǎng)檢測區(qū)的弧形通道，最后排液通道連接到廢液池和出口。在芯片中，功能單元依次以“之”字形串聯(lián)排布，或以“回”字形串聯(lián)成圓盤排布。

優(yōu)選的，所述每對雙進樣通道（2）的2個端頭加工有進樣口（1），2條雙進樣通道（2）呈“V”字形排列； “V”字的開口均朝以氣室通道（4）作為對稱軸的外側、“V”字垂直對稱軸線；在雙進樣通道（2）內的匯流處，加工有渦輪結構（5）；每個對稱的雙進樣通道（2）匯流后，分別與2條平行于以氣室通道（4）作為對稱軸的直通道（15）相連，在直通道（15）內的匯流處均加工有直通道渦輪結構（19）；所述單進樣通道（20）是與直通道（15）的進樣方向呈“V”字形夾角的一條弧形通道，其端頭加工有進樣口（1），另一端與直通道（15）相連匯流，在直通道（15）內的匯流處均加工有直通道渦輪結構（19）。

優(yōu)選的，所述每條直通道（18）與弧形通道（6）連接；半圓形的2條弧形通道（6）中間加工有一個培養(yǎng)檢測區(qū)（7）；兩個培養(yǎng)檢測區(qū)（7）通過通氣道（8）共用氣室（9）；矩形廢液池（10）的短邊兩側通過排液通道（11）連接到弧形通道（6）、或直接連接到弧形通道（6），長邊一端通過排液通道（11）與出口（12）連接。

優(yōu)選的，所述芯片分為上層（16）、中層（17）、底層（18）三層；底層（18）是芯片的基底，材質是透明的材質；進樣口（1）、出口（12）貫通上層（16）和中層（17）。每個培養(yǎng)檢測區(qū)內部各有一個“U”型結構，當培養(yǎng)液和藥物到達時，“U”型結構（16）可以將細胞攔截，保證細胞在固定的區(qū)域生長，而培養(yǎng)液和藥物等液體可以自由流通。培養(yǎng)區(qū)內部的“U”型結構（16），使細胞在固定的區(qū)域生長，便于實時觀測在不同藥物（或不同濃度的藥物）作用下細胞形態(tài)的變化情況。

優(yōu)選的，所述雙進樣通道和單進樣通道內有混合通道內液體的渦輪結構和直通道渦輪結構，當藥物注入后與細胞樣品在通道處充分混合，保證藥物與細胞充分接觸并發(fā)生作用；或者同時加入兩種藥物，在通道處充分混合，保證藥物混合均勻。

本實用新型的效果特點：本實用新型芯片將藥物的添加、實驗細胞培養(yǎng)、藥物效果檢測等多個步驟集成到一塊芯片體上，可在有限的面積內檢測多個指標，達到即時、有效、微量檢測。能夠在檢測的時間段內進行實時監(jiān)測，控制營養(yǎng)物質的輸入速率，保證檢測的可靠性，使得結果更能反應真實的細胞生長環(huán)境，達到最終藥物篩選目的。

附圖說明

圖1為本實用新型的功能單元的俯視結構示意圖。

圖2為本實用新型的功能單元的俯視結構示意圖A-A剖視圖。

圖3為本實用新型的一種單進樣通道3個功能單元的俯視示意圖。

圖4為本實用新型的一種雙進樣通道3個功能單元的俯視示意圖。

其中：1.進樣口；2.雙進樣通道；3.氣體入口；4.氣室通道；5.渦輪結構；6.弧形通道；7.培養(yǎng)檢測區(qū)；8.通氣道；9.氣室；10.廢液池；11.排液通道；12.出口；13.氣體出口；14.“U”型結構；15.直通道；16.上層；17.中層；18.底層；19.直通道渦輪結構；20.單進樣通道。

具體實施方式

下面結合附圖1-4和實施例進一步對本實用新型加以說明。

具體實施例一

參照附圖3，本實用新型有3個功能單元，其中一個是雙進樣通道2的功能單元，另外2個是單進樣通道20的功能單元。芯片在矩形基片上的設計結構是以“之”字形串聯(lián)排布。氣體最后會聚到一個總的氣體出口13排除，篩選的實驗藥液和實驗細胞最后會聚到一個總的出口12排出。每個進樣口1，包含了細胞及其培養(yǎng)液進口和藥物進口的功能。培養(yǎng)檢測區(qū)7大小尺寸一致，能夠實現(xiàn)實時觀測不同濃度的藥物對同種細胞的作用效果。

具體實施例二

參照附圖4，本實用新型有3個功能單元，3個都是雙進樣通道2的功能單元。芯片在矩形基片上的設計結構是以“之”字形串聯(lián)排布。氣體最后會聚到一個總的氣體出口13排除，篩選的實驗藥液和實驗細胞最后會聚到一個總的出口12排出。每個進樣口1，包含了細胞及其培養(yǎng)液進口和藥物進口的功能。培養(yǎng)檢測區(qū)7大小尺寸一致，能夠實現(xiàn)實時觀測不同濃度的藥物對同種細胞的作用效果。