(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221521246.X (22)申请日 2022.06.16 (73)专利权人 中国农业大 学 地址 100193 北京市海淀区 圆明园西路2号 (72)发明人 李洁明　金梦琦　郭钟惠　张明霞　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 专利代理师 胡程潇 (51)Int.Cl. B01L 3/00(2006.01) A01K 29/00(2006.01) A01K 67/033(2006.01) A01K 45/00(2006.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/00(2006.01) (54)实用新型名称 测定微小生物趋化 性的芯片装置 (57)摘要 本实用新型涉及静态 微流控芯片技术领域， 提供一种测定微小生物趋化性的芯片装置， 包括 底板， 底板的上表面设有微腔室和至少一组反应 腔室， 每一组反应腔室均包括试验腔室和对照腔 室， 试验腔室与微腔室之间以及对照腔室与微腔 室之间分别通过第一连接通道相连通， 每一组反 应腔室的试验腔室和对照腔室之间分别通过第 二连接通道相连通， 微腔室内设有初始生物室， 试验腔室内设有趋化室。 第二连接通道的微小生 物感受到趋化剂的浓度梯度， 可做出相应的趋化 反应， 游动进入试验腔室和/或对照腔室， 分析出 微小生物的趋化反应。 对照腔室和试验腔室通过 第二连接通道连通后还能给微小生物的趋化反 应提供二次选择的机会和空间， 使微小生物回归 正确的选择区域。 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 CN 217614813 U 2022.10.21 CN 217614813 U 1.一种测定微小生物趋化性的芯片装置， 其特征在于， 包括底板， 所述底板的上表面设 有微腔室和至少一组反应腔室， 每一组所述反应腔室均包括试验腔室和对照腔室， 所述试 验腔室与所述微腔室之间以及所述对照腔室与所述微腔室之间分别通过第一连接通道相 连通， 每一组所述反应腔室的所述试验腔室和所述对照 腔室之间分别通过第二连接通道相 连通， 所述 微腔室内设有初始生物室， 所述试验腔室内设有趋化室。 2.根据权利要求1所述的测定微小生物趋化性的芯片装置， 其特征在于， 还包括： 盖板， 所述盖板 设有封堵块、 初始 生物室孔和趋化室孔， 所述封堵块与所述第二连接通道相适配， 所述初始生物室孔与所述初始生物室相适配， 所述趋化室孔与所述趋化室相适配； 其中， 所述盖板适于重叠设置于所述底板的上侧， 所述封堵块适于卡接于所述第二连 接通道， 所述初始生物室孔与所述初始生物室相对齐， 所述趋化室孔与所述趋化室相对齐。 3.根据权利要求2所述的测定微小生物趋化性的芯片装置， 其特征在于， 所述盖板为透 明的盖板， 所述盖 板上在与所述试验腔室和所述对照腔室相对应的区域设置有梯度弧线。 4.根据权利要求3所述的测定微小生物趋化性的芯片装置， 其特征在于， 所述梯度弧线 具有尺度标记， 所述梯度弧线沿半径方向等距增加， 用于间接反映趋化剂从所述趋化室扩 散进入所述试验腔室后由高浓度到低浓度的梯度稀释结果， 以可视化地观察微小生物在各 浓度梯度内的菌落数和菌落 面积。 5.根据权利要求1 ‑4任一项所述的测定微小生物趋化性的芯片装置， 其特征在于， 所述 初始生物室和所述趋化室的表面均向上延伸有凸出部， 所述凸出部的高度低于所述初始 生 物室孔和所述趋化室孔的孔高； 或所述初始生物室和所述趋化室的边缘均设有纳米结构 膜， 所述纳米结构膜为半透膜， 分别用于 透过微小生物或趋化剂。 6.根据权利要求1 ‑4任一项所述的测定微小生物趋化性的芯片装置， 其特征在于， 所述 微腔室的横截面设置为半径为 R1的圆形， 所述试验腔室和所述对照 腔室的横截面设置为半 径为R2的半圆形， 所述初始生物室的横截面设置为中心对称形状， 所述趋化室的横截面设 置为中心对称形状的一半区域； 其中， 所述初始生物室与所述微腔室的中心点相重合， 所述趋化室与所述试验腔室的 中心点相重合。 7.根据权利要求6所述的测定微小生物趋化性的芯片装置， 其特征在于， 所述至少一组 反应腔室沿所述 微腔室的圆心呈中心对称分布。 8.根据权利要求6所述的测定微小生物趋化性的芯片装置， 其特征在于， 所述试验腔室 和所述对照 腔室设置于所述底板的近边缘处， 且所述试验腔室和所述对照 腔室的中心位于 所述底板的边缘， 所述底板设置为一个， 用于单独试验使用， 或所述底板设置为至少两个， 所述至少两个底板用于拼接使用， 且相邻两个所述底板通过所述对照腔室的一侧相互拼 接。 9.根据权利要求8所述的测定微小生物趋化性的芯片装置， 其特征在于， 所述底板的边 缘沿垂直于所述底板的方向延伸有挡板， 所述挡板在与所述趋化室相适配的位置设有缺 口。 10.根据权利要求1 ‑4任一项所述的测定微小生物趋化性的芯片装置， 其特征在于， 所 述底板设置为 正N边形， 其中， N 为大于等于4的偶数。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217614813 U 2测定微小生物趋 化性的芯片装 置 技术领域 [0001]本实用新型涉及静态微流控芯片技术领域， 尤其涉及一种测定微小生物趋化性的 芯片装置 。 背景技术 [0002]微小生物包括任何单细胞或团聚型多细胞的微小动物， 包括但不限于微生物(细 菌、 真菌、 蓝藻、 绿藻等)、 原生动物、 后生动物、 水蚤等。 [0003]土壤中适合微小生物生长繁殖的场所都有一定的离子浓度和营养成分， 细菌能够 感知周围环境中的化学物质并对其梯度产生响应， 产生趋向某些化学诱导剂或避开某些化 学驱避剂的定 向运动行为， 这种性质称为趋化性， 是微小生物适应环境变化而生存的一种 基本属性。 细菌趋化作用使其趋向有利环境而规避不良环境， 是细菌在特定环境中定殖 的 一个重要生态学 因素。 研究细菌趋化性对于研究细菌抗药性， 利用细菌治理环 境， 控制病原 体侵染机体以及开发微小生物工业项目等方面具有重要意 义。 [0004]微流控芯片的适用范围是稳定、 静态的无流体环境， 仅依靠微小生物的自身扩散 性运动表现其对于趋化剂的趋化性行为。 由于其微加工和 微操作的技术手段， 对于微小生 物趋化性的检测具有巨大优势。 可精 准控制芯片生物室及通道的构型， 通过图像分析技术， 可清晰地观察微小生物的空间分布、 统计其细胞个数， 并分析微小生物对趋化剂的趋 向行 为。 微控流芯片检测技术具有微观、 可控和可视化的优势， 在各方面均优于传统的检测手 段。 [0005]目前的微流控芯片中， 多数仅可用于实验室等空间的异位测试， 且微小生物仅有 一次游动路径选择 的机会， 同时生物对趋化剂的趋化性大小的定性问题也尚未解决， 容易 造成试验结果不真实、 测量不准确、 结果不清晰等问题， 因此， 亟需一种新型 的测定微小生 物趋化性的芯片装置， 可便于原位、 异位同时测量、 相互验证， 并允许微小生物具有二次选 择的机会和空间， 同时解决微小生物对趋化剂是否存在 “剂量‑反应”关系的问题进行客观 展示。 此外， 芯片装置上还能进 行多组重复试验， 可以极大地减少由于 芯片装置不同或位置 不同而造成的实验误差 。 实用新型内容 [0006]本实用新型提供一种测定微小生物趋化性的芯片装置， 用以解决现有技术中芯片 装置中微小生物仅可单次路径选择， 容易造成试验结果不准确的技术问题， 实现微小生物 路径的二次选择， 客观展示微小生物对趋化剂是否存在 “剂量‑反应”关系以及同一芯片多 组重复试验。 [0007]本实用新型提供一种测定微小生物趋化性的芯片装置， 包括底板， 所述底板 的上 表面设有微腔室和至少一组反应腔室， 每一组所述反应腔室均包括试验腔室和对照腔室， 所述试验腔室与所述微腔室之间以及所述对照腔室与所述微腔室之间分别通过第一连接 通道相连通， 每一组所述反应腔室的所述试验腔室和所述对照 腔室之间分别通过第二连接说　明　书 1/7 页 3 CN 217614813 U 3