一种可提高药物扩散的肿瘤细胞三维培养微流控芯片

本发明涉及微流控芯片，具体为一种可提高药物扩散的肿瘤细胞三维培养微流控芯片。

背景技术：

1、微流控芯片是一种把整个化验室的功能,包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上，且可以多次使用的装置，能较快的知道药物效果和培养数据，通过较小的芯片实现节约培养成本的作用，通过微流控芯片对肿瘤细胞进行培养，从而得到药物对细胞培养的数据，现在的微流控芯片加入药物和稀释液后，稀释液与药物混合进入培养室，但是直流的方式使药物与稀释剂还没充分混合就进入了培养室，从而影响培养数据，导致每次的培养数据不一致，影响细胞的培养。

2、经过检索，中国专利授权公告号cn110257249a，公告日2019年09月20日，公开了一种用于肿瘤细胞三维培养的微流控芯片及给药培养方法，文中提出“自细胞培养层1的上表面向下凹设有细胞培养区11以及与细胞培养区11的两端分别连通的细胞载流液入口通道12和细胞载流液出口通道13，”芯片内的药物通过稀释剂进入后，不具有使之混合均匀的结构，导致细胞培养效果差，且导致每次的培养数据不一致，鉴于此，针对上述问题，深入研究，遂有本案产生。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可提高药物扩散的肿瘤细胞三维培养微流控芯片，以解决上述背景技术中提出现有的一种用于肿瘤细胞三维培养的微流控芯片及给药培养方法不具有药物混合均匀，保证每次培养数据一致的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可提高药物扩散的肿瘤细胞三维培养微流控芯片，包括稀释液入口、基板与活动球，所述基板的上方安装有中层板，且中层板的上方安装有顶板，所述顶板顶端的一侧设置有稀释液入口，且稀释液入口的一侧连接有第一连接管道，所述第一连接管道的一侧连接有药物入口，且药物入口的一侧连接有第二连接管道，所述第二连接管道的一侧连接有第二防逆流器，所述第二防逆流器的一侧连接有过滤管道，且过滤管道的一侧连接有混合管道，所述混合管道的内部均匀设置有阻挡块，且阻挡块的之间形成多个导流路径，所述混合管道的一侧连接有集合球体管道，且集合球体管道的一侧分别连接有单通道、二通道和三通道，所述单通道、二通道和三通道的一侧均连接有导流管道，所述导流管道的一侧内部皆均匀安装有第一倾斜板，所述导流管道另一侧的内壁皆均匀安装有第二倾斜板，所述导流管道的一侧均连接有第一防逆流器，所述第一防逆流器和第二防逆流器的内部均安装有复位弹簧，且复位弹簧的一侧均连接有活动球，且活动球的一侧均设置有堵塞口，所述第一防逆流器的一侧均连接有第三连接管道，所述中层板一侧的顶端设置有细胞培养室，所述细胞培养室的一侧均连接有出口通道，且出口通道的一侧均连接有药物出口。

3、优选的，所述过滤管道的内侧均匀设置有微柱，且微柱之间的距离为～微米。

4、用上述技术方案，通过～微米的微柱，便于对药物去除杂质的作用。

5、优选的，所述单通道设置为一个进药通道，所述二通道设置成两个进药通道，所述三通道设置为三个进药通道，且每个通道进药量相同。

6、用上述技术方案，通过每个通道进药量相同，实现对不同浓度药物进行同时培养的作用。

7、优选的，所述第三连接管道的一侧皆均匀连接有分流管，且分流管的数量均设置为四个。

8、用上述技术方案，通过设置多个分流管，便于药物的分流扩散。

9、优选的，所述细胞培养室的内侧均放置有肿瘤细胞样本，所述分流管的输出端均延伸至细胞培养室的上方。

10、用上述技术方案，通过多个分流管对药物进行扩散流出，便于在肿瘤细胞样本上均匀分布，提高药物扩散。

11、优选的，所述细胞培养室的上方安装有第二透明板，且第二透明板的顶端安装有热色液晶层，所述热色液晶层的顶端安装有第一透明板。

12、用上述技术方案，通过热色液晶层感温变色的结构，使热色液晶层与肿瘤细胞样本接触可变色，从而改变透光率。

13、优选的，所述肿瘤细胞样本下方基板的顶端设置有凹槽，且凹槽的内侧安装有光电感应传感器。

14、用上述技术方案，通过光电感应传感器对光源照射后透下的光强度进行检测作用，便于分析肿瘤细胞样本的温度。

15、优选的，所述药物入口、稀释液入口和药物出口的外壁均安装有密封圈，所述密封圈实现药物入口、稀释液入口和药物出口与顶板之间的密封连接。

16、用上述技术方案，通过密封圈对药物入口、稀释液入口和药物出口与顶板之间的缝隙进行填充，避免药物泄漏。

17、优选的，所述第一倾斜板和第二倾斜板的数量均设置有四个，且第一倾斜板和第二倾斜板的倾斜度均设置为40°。

18、用上述技术方案，通过多个第一倾斜板和第二倾斜板减慢流速，使药物受阻挡，反流后有前进，最终汇合，使药物混合均匀。

19、优选的，所述导流管道的一侧内部均通过轴承安装有安装轴，且安装轴的外壁均安装有转动球体。

20、用上述技术方案，通过安装轴通过轴承连接于导流管道内壁，便于转动球体受力转动，使水流分散开。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、(1)本发明提供有第二防逆流器、复位弹簧和堵塞口，利用药物进入第二防逆流器内，首先水流撞击活动球使之向右侧移动，复位弹簧被挤压变形，然后水流通过堵塞口进入第二防逆流器内，然后再从右侧流出，停止药物进入后，水流冲击力变小，复位弹簧复位使活动球对堵塞口进行堵塞，实现避免药物的反流，影响细胞的培养，解决了药物反流的问题；

23、(2)本发明提供有热色液晶层、肿瘤细胞样本和光电感应传感器，利用热色液晶层与肿瘤细胞样本接触，肿瘤细胞样本的温度可使热色液晶层的透光率改变，当使光源照向热色液晶层时，光电感应传感器对向下透出的光进行检测强度，从而便于分析肿瘤细胞样本的温度值，适宜的温度便于细胞的培养，解决了不便检测温度的问题；

24、(3)本发明提供有混合管道、阻挡块和导流路径，利用混合药物进入混合管道内，通过多个阻挡块的阻挡，使药物返回又前进，同时通过多个导流路径，使药物多个导流路径进行流动，然后再交互，使混合药物混合更加均匀，然后药物进入导流管道内，药物的流动冲击力撞击转动球体，使转动球体发生转动，通过转动球体转动使药物向两侧分散，再通过多个第一倾斜板和第二倾斜板之间形成的路径，使药物受到第一倾斜板和第二倾斜板阻挡返回又前进，通过路径有汇合，使药物混合进一步混合均匀，避免每次数据的不精准和不一致，解决了药物混合不均匀，导致每次数据不一致的问题。

技术特征：

1.一种可提高药物扩散的肿瘤细胞三维培养微流控芯片，包括稀释液入口(2)、基板(20)与活动球(31)，其特征在于：所述基板(20)的上方安装有中层板(21)，且中层板(21)的上方安装有顶板(22)，所述顶板(22)顶端的一侧设置有稀释液入口(2)，且稀释液入口(2)的一侧连接有第一连接管道(3)，所述第一连接管道(3)的一侧连接有药物入口(1)，且药物入口(1)的一侧连接有第二连接管道(4)，所述第二连接管道(4)的一侧连接有第二防逆流器(19)，所述第二防逆流器(19)的一侧连接有过滤管道(5)，且过滤管道(5)的一侧连接有混合管道(6)，所述混合管道(6)的内部均匀设置有阻挡块(17)，且阻挡块(17)的之间形成多个导流路径(33)，所述混合管道(6)的一侧连接有集合球体管道(7)，且集合球体管道(7)的一侧分别连接有单通道(16)、二通道(15)和三通道(8)，所述单通道(16)、二通道(15)和三通道(8)的一侧均连接有导流管道(14)，所述导流管道(14)的一侧内部皆均匀安装有第一倾斜板(35)，所述导流管道(14)另一侧的内壁皆均匀安装有第二倾斜板(36)，所述导流管道(14)的一侧均连接有第一防逆流器(9)，所述第一防逆流器(9)和第二防逆流器(19)的内部均安装有复位弹簧(32)，且复位弹簧(32)的一侧均连接有活动球(31)，且活动球(31)的一侧均设置有堵塞口(30)，所述第一防逆流器(9)的一侧均连接有第三连接管道(10)，所述中层板(21)一侧的顶端设置有细胞培养室(12)，所述细胞培养室(12)的一侧均连接有出口通道(11)，且出口通道(11)的一侧均连接有药物出口(23)。

2.根据权利要求1所述的一种可提高药物扩散的肿瘤细胞三维培养微流控芯片，其特征在于：所述过滤管道(5)的内侧均匀设置有微柱(18)，且微柱(18)之间的距离为15～50微米。

3.根据权利要求1所述的一种可提高药物扩散的肿瘤细胞三维培养微流控芯片，其特征在于：所述单通道(16)设置为一个进药通道，所述二通道(15)设置成两个进药通道，所述三通道(8)设置为三个进药通道，且每个通道进药量相同。

4.根据权利要求1所述的一种可提高药物扩散的肿瘤细胞三维培养微流控芯片，其特征在于：所述第三连接管道(10)的一侧皆均匀连接有分流管(13)，且分流管(13)的数量均设置为四个。

5.根据权利要求4所述的一种可提高药物扩散的肿瘤细胞三维培养微流控芯片，其特征在于：所述细胞培养室(12)的内侧均放置有肿瘤细胞样本(26)，所述分流管(13)的输出端均延伸至细胞培养室(12)的上方。

6.根据权利要求1所述的一种可提高药物扩散的肿瘤细胞三维培养微流控芯片，其特征在于：所述细胞培养室(12)的上方安装有第二透明板(28)，且第二透明板(28)的顶端安装有热色液晶层(25)，所述热色液晶层(25)的顶端安装有第一透明板(27)。

7.根据权利要求5所述的一种可提高药物扩散的肿瘤细胞三维培养微流控芯片，其特征在于：所述肿瘤细胞样本(26)下方基板(20)的顶端设置有凹槽，且凹槽的内侧安装有光电感应传感器(29)。

8.根据权利要求1所述的一种可提高药物扩散的肿瘤细胞三维培养微流控芯片，其特征在于：所述药物入口(1)、稀释液入口(2)和药物出口(23)的外壁均安装有密封圈(24)，所述密封圈(24)实现药物入口(1)、稀释液入口(2)和药物出口(23)与顶板(22)之间的密封连接。

9.根据权利要求1所述的一种可提高药物扩散的肿瘤细胞三维培养微流控芯片，其特征在于：所述第一倾斜板(35)和第二倾斜板(36)的数量均设置有四个，且第一倾斜板(35)和第二倾斜板(36)的倾斜度均设置为40°。

10.根据权利要求1所述的一种可提高药物扩散的肿瘤细胞三维培养微流控芯片，其特征在于：所述导流管道(14)的一侧内部均通过轴承安装有安装轴(37)，且安装轴(37)的外壁均安装有转动球体(34)。

技术总结
本发明公开了一种可提高药物扩散的肿瘤细胞三维培养微流控芯片，涉及微流控芯片技术领域，包括稀释液入口、基板与活动球，所述顶板顶端的一侧设置有稀释液入口，所述第一连接管道的一侧连接有药物入口，所述第二连接管道的一侧连接有第二防逆流器，所述第二防逆流器的一侧连接有过滤管道，所述混合管道的内部均匀设置有阻挡块。本发明利用药物进入第二防逆流器内，首先水流撞击活动球使之向右侧移动，复位弹簧被挤压变形，然后水流通过堵塞口进入第二防逆流器内，然后再从右侧流出，停止药物进入后，水流冲击力变小，复位弹簧复位使活动球对堵塞口进行堵塞，实现避免药物的反流，影响细胞的培养，解决了药物反流的问题。

技术研发人员：潘秋辉,孙奋勇,毛思维,马纪,刘丽,徐稳
受保护的技术使用者：上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13