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申请/专利权人：浙江大学

摘要：本发明公开了一种气动控制的镶嵌琼脂糖‑PDMS‑玻璃复合微流控微生物培养芯片系统，包括芯片以及与芯片配合使用实现自动化气动控制的实验系统。本发明通过在玻璃上打孔并镶嵌琼脂糖，辅之以PDMS气动控制层，结合多层复合芯片的键合技术制作了一种气动控制的镶嵌琼脂糖‑PDMS‑玻璃复合微流控微生物培养芯片，适应于对高通量复杂通道的微流控芯片进行精确控制的微生物培养，同时具有牢固键合、芯片强度高的优势。另外，该芯片通过配合自动化气动控制系统，能够通过电脑编程对镶嵌琼脂糖液路层中的特定流体通路进行开关，有计划地控制在高通量复杂微流控芯片上进行大规模互不干扰差异性实验，实现自动化多方案组合给药和微生物培养的功能。

主权项：1.一种气动控制的镶嵌琼脂糖-PDMS-玻璃复合微流控微生物培养芯片系统，其特征在于，包括镶嵌琼脂糖-PDMS-玻璃复合微流控微生物培养芯片，以及与所述芯片配合使用实现自动化气动控制的实验系统；所述镶嵌琼脂糖-PDMS-玻璃复合微流控微生物培养芯片自上而下包括气动控制层、弹性薄膜、镶嵌琼脂糖液路层和底板层；所述气动控制层、弹性薄膜与镶嵌琼脂糖液路层内反应室具有匹配关系；所述气动控制层、弹性薄膜、镶嵌琼脂糖液路层之间通过等离子处理法进行键合；所述镶嵌琼脂糖液路层和底板层通过贴合对齐法进行键合；所述气动控制层、弹性薄膜和底板层为PDMS材质；所述实验系统包括显微镜、高速摄像机、电脑、微流体注射泵、阀门控制器、气动控制阀和空气压缩机，通过有计划地调整气动控制层开关阀，能够实现自动化控制的多方案组合微生物培养实验；所述镶嵌琼脂糖液路层控制流体的流动方式，该层通过在玻璃片的上表面刻蚀非贯穿的微流体通道作为液路，在微生物培养反应室部分进行激光贯穿打孔以及镶嵌琼脂糖制成，反应室呈圆形，排布呈现密布的阵列结构，镶嵌琼脂糖液路层上反应室位置不相切或者重叠，对应镶嵌琼脂糖液路层的打孔位置不相切或者重叠，且不同反应室之间保留0.1mm以上的间距供气路设计，并且能保证流动过程中相邻孔之间不会发生液体扩散；所述气动控制层为互不连通的多气路结构，每条气路包括入口、开关阀和气路连通通道，气路入口在反应室阵列之外，每条气路通过气路连通通道连接一个或多个开关阀，气路连通通道为宽度小于1mm的矩形截面直通道或折线形通道，开关阀布置于密布的反应室阵列结构之上，并且每个开关阀与镶嵌琼脂糖液路层中的微生物培养反应室位置相匹配；气路连通通道在反应室阵列外的结构呈现放射状，不同气路结构的长度不同以保证气路入口错落分布互不干扰；当每条气路布置一个开关阀时，气路连通通道为截面为四边形的直通道，当气路连通通道连接多个开关阀时，气路连通通道为截面为四边形的折线通道，在反应室阵列内同一条气路上的开关阀连成一条直线，其中的多条气路开关阀直线相互平行且开关阀数量相等，这样布置能够形成定量对比；控制层开关阀呈圆形或者方形但是面积要等于或略大于微生物培养反应室，开关阀必须全部覆盖微生物培养反应室；所述气动控制层和镶嵌琼脂糖液路层之间通过弹性薄膜进行连接，所述弹性薄膜能够根据气动控制层注入吸出气体产生的正负压而对相应的开关阀进行关闭开启，气动控制阀的关闭开启决定镶嵌琼脂糖微生物培养反应室与液路结构的连通性；所述底板层用于承载芯片并且在镶嵌琼脂糖液路层的玻璃片层和底板层之间涂覆微生物；所述实验系统的连接方式为：镶嵌琼脂糖-PDMS-玻璃复合微流控微生物培养芯片的镶嵌琼脂糖液路层入口通过四氟毛细管连接微流体注射泵，出口通过四氟毛细管连接废液池，气动控制层通过四氟管依次连接气动阀、阀门控制器、空气压缩机，同时阀门控制器与电脑连接，镶嵌琼脂糖-PDMS-玻璃复合微流控微生物培养芯片放置于显微镜载物台上提供观察和数据采集，显微镜连接高速摄像机和电脑。

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