本發(fā)明涉及微流控裝置，特別涉及一種腫瘤類器官培養(yǎng)和藥物實(shí)驗(yàn)的微流控裝置及使用方法。

背景技術(shù)：

1、隨著細(xì)胞生物學(xué)和類器官技術(shù)的發(fā)展，對(duì)來(lái)源于癌癥病人病灶的腫瘤細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)而得到的腫瘤類器官成為了評(píng)估腫瘤精準(zhǔn)治療和個(gè)性化用藥的有力的體外模型。這些腫瘤類器官較好地保持了原本的腫瘤病灶處的生理和結(jié)構(gòu)特征，可自我更新和長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)擴(kuò)增，并且保持遺傳性質(zhì)的穩(wěn)定等傳統(tǒng)基于二維平面的培養(yǎng)系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)。

2、公告號(hào)cn112608841b的專利公開了一種腫瘤類器官培養(yǎng)和藥物實(shí)驗(yàn)的微流控系統(tǒng)及使用方法，系統(tǒng)包括第一外部泵、第一外部泵，用于產(chǎn)生藥物濃度梯度的第一微流控芯片，用于進(jìn)行類器官培養(yǎng)的第二微流控芯片和用于收集廢液的離心管，所述第一外部泵、第一外部泵分別通過軟管連接第一微流控芯片輸入端，所述第一微流控芯片、第二微流控芯片、離心管依次通過軟管連接；該發(fā)明的微流控系統(tǒng)能夠可控地向腫瘤類器官灌注培養(yǎng)基或者藥物，同時(shí)調(diào)節(jié)藥物的濃度以及其對(duì)腫瘤類器官的作用時(shí)間，實(shí)時(shí)調(diào)控腫瘤類器官所處的液體環(huán)境，實(shí)現(xiàn)腫瘤類器官的批量培養(yǎng)及進(jìn)行藥物效用測(cè)試實(shí)驗(yàn)，并且通過配合顯微鏡能夠?qū)崟r(shí)、持續(xù)地對(duì)腫瘤類器官的生長(zhǎng)、藥物響應(yīng)等進(jìn)行觀察。

3、兩個(gè)微流控芯片在使用過程中需要通過多個(gè)軟管進(jìn)行連接，現(xiàn)有技術(shù)中，兩個(gè)微流控芯片大多是通過多個(gè)軟管連接后直接放置在桌面或者放置架上的，兩個(gè)微流控芯片都可以單獨(dú)活動(dòng)，多個(gè)軟管在長(zhǎng)時(shí)間使用過程中，會(huì)受到扭曲、拉伸或擠壓的現(xiàn)象，從而會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)微流控芯片連接處的軟管松動(dòng)而引起液體泄漏的現(xiàn)象，不僅導(dǎo)致兩個(gè)微流控芯片連接的穩(wěn)定性較低，同時(shí)因?yàn)橐后w泄漏導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)樣本和試劑的損失和對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置和環(huán)境的污染，因此，本技術(shù)提供了一種腫瘤類器官培養(yǎng)和藥物實(shí)驗(yàn)的微流控裝置及使用方法來(lái)滿足需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種腫瘤類器官培養(yǎng)和藥物實(shí)驗(yàn)的微流控裝置及使用方法以解決現(xiàn)有的多個(gè)軟管在長(zhǎng)時(shí)間使用過程中，會(huì)受到扭曲、拉伸或擠壓的現(xiàn)象，導(dǎo)致兩個(gè)微流控芯片連接處的軟管松動(dòng)而引起液體泄漏的現(xiàn)象，不僅導(dǎo)致兩個(gè)微流控芯片連接的穩(wěn)定性較低，同時(shí)因?yàn)橐后w泄漏導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)樣本和試劑的損失和對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置和環(huán)境的污染的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種腫瘤類器官培養(yǎng)和藥物實(shí)驗(yàn)的微流控裝置，包括主體和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸柱，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸柱分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接在主體頂部，還包括：放置機(jī)構(gòu)，放置機(jī)構(gòu)設(shè)置在兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸柱頂部，放置機(jī)構(gòu)包括有兩個(gè)l形架，兩個(gè)l形架分別固定連接在兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸柱頂部，兩個(gè)l形架之間遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)軸柱的一端固定連接有第一放置架，兩個(gè)l形架之間靠近轉(zhuǎn)動(dòng)軸柱的一端固定連接有第二放置架，兩個(gè)l形架相互靠近的一側(cè)均固定連接有固定架一，兩個(gè)固定架一靠近第一放置架的一側(cè)固定連接有第一插入條，第二放置架靠近第一放置架的一側(cè)固定連接有兩個(gè)固定架二，兩個(gè)固定架二靠近第二放置架的一側(cè)固定連接有第二插入條，第一插入條與第二插入條之間固定連接有多個(gè)連接管；微流控機(jī)構(gòu)，微流控機(jī)構(gòu)設(shè)置在兩個(gè)l形架之間，微流控機(jī)構(gòu)包括有兩個(gè)安裝底板，兩個(gè)安裝底板分別滑動(dòng)連接在第一放置架與第二放置架內(nèi)部，第一放置架內(nèi)部的安裝底板頂部貼合有第一微流控芯片，第二放置架內(nèi)部的安裝底板頂部貼合有第二微流控芯片，第一微流控芯片與第二微流控芯片頂部均貼合有蓋玻片，第一微流控芯片與第二微流控芯片相互靠近的一側(cè)均開設(shè)有相對(duì)連接口。

4、可選地，主體頂部遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)軸柱的一端開設(shè)有兩個(gè)移動(dòng)滑槽，主體頂部靠近移動(dòng)滑槽的一端開設(shè)有兩個(gè)限位滑槽，主體頂部位于兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸柱之間的一處固定連接有轉(zhuǎn)孔連接塊，轉(zhuǎn)孔連接塊內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)連接有局部絲桿，局部絲桿外壁靠近移動(dòng)滑槽的一端設(shè)置有螺紋。

5、可選地，兩個(gè)l形架呈對(duì)稱設(shè)置，放置機(jī)構(gòu)還包括兩個(gè)條形滑孔，兩個(gè)條形滑孔分別開設(shè)在兩個(gè)l形架底部，兩個(gè)l形架遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)軸柱的一端均固定連接有延伸連接條，兩個(gè)延伸連接條底部均固定連接有限位抵條，兩個(gè)l形架底部遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)軸柱的一端均固定連接有轉(zhuǎn)輪支撐架，兩個(gè)轉(zhuǎn)輪支撐架相互靠近的一側(cè)均轉(zhuǎn)動(dòng)連接有滑輪。

6、可選地，l形架底部?jī)?nèi)壁設(shè)置有注液機(jī)構(gòu)，注液機(jī)構(gòu)包括有注射器，注射器固定連接在l形架底部?jī)?nèi)壁遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)軸柱的一端，注射器外壁固定連接有外部泵連接端，外部泵連接端與外部泵連接，注射器內(nèi)部滑動(dòng)連接有推進(jìn)密封柱。

7、可選地，推進(jìn)密封柱靠近轉(zhuǎn)動(dòng)軸柱的一側(cè)固定連接有貫穿桿，貫穿桿滑動(dòng)貫穿注射器遠(yuǎn)離推進(jìn)密封柱的一側(cè)，貫穿桿外壁遠(yuǎn)離推進(jìn)密封柱的一端固定連接有插孔條，且插孔條分布在l形架底部，貫穿桿與插孔條的連接處與條形滑孔內(nèi)部滑動(dòng)連接，l形架底部滑動(dòng)連接有插入桿，插入桿滑動(dòng)貫穿l形架底部，插入桿與插孔條上的插孔插接，插入桿頂部固定連接有上條板，上條板底部遠(yuǎn)離插入桿的一端固定連接有斜面推架，斜面推架與上條板的連接處滑動(dòng)貫穿l形架底部。

8、可選地，上條板底部與l形架之間底部?jī)?nèi)壁之間固定連接有彈力彈簧，斜面推架底部為斜面，限位抵條靠近注射器的一側(cè)滑動(dòng)連接有抵桿，抵桿滑動(dòng)貫穿限位抵條，抵桿遠(yuǎn)離限位抵條的一側(cè)固定連接有偏移板。

9、可選地，偏移板與限位抵條之間固定連接有拉伸彈簧，偏移板遠(yuǎn)離抵桿的一側(cè)固定連接有延伸桿，延伸桿遠(yuǎn)離偏移板的一側(cè)固定連接有推桿，推桿外壁與斜面推架底部的斜面相抵，注液機(jī)構(gòu)有兩個(gè)，兩個(gè)注液機(jī)構(gòu)分別與兩個(gè)l形架相對(duì)應(yīng)設(shè)置。

10、可選地，主體頂部設(shè)置有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括有絲桿套架，絲桿套架螺紋連接在局部絲桿外壁，絲桿套架外壁固定連接有兩個(gè)三角架，兩個(gè)三角架分別與兩個(gè)移動(dòng)滑槽內(nèi)部滑動(dòng)連接，兩個(gè)延伸連接條內(nèi)部均轉(zhuǎn)動(dòng)連接有垂直活動(dòng)條，兩個(gè)垂直活動(dòng)條底部均固定連接有負(fù)重塊，兩個(gè)負(fù)重塊相互靠近的一側(cè)均轉(zhuǎn)動(dòng)連接有限位活動(dòng)條，兩個(gè)限位活動(dòng)條遠(yuǎn)離負(fù)重塊的一端分別與限位滑槽內(nèi)部活動(dòng)連接。

11、可選地，微流控機(jī)構(gòu)還包括排出口，排出口開設(shè)在第二微流控芯片底部遠(yuǎn)離相對(duì)連接口的一端，且兩個(gè)l形架之間遠(yuǎn)離第一放置架的一端滑動(dòng)連接有廢液收集盒，廢液收集盒設(shè)置在第二放置架底部，廢液收集盒與排出口相對(duì)應(yīng)設(shè)置。

12、一種腫瘤類器官培養(yǎng)和藥物實(shí)驗(yàn)的微流控裝置的使用方法，包括以下步驟：

13、s1：將緩沖液體與培養(yǎng)基或者藥物分別注入兩個(gè)注射器內(nèi)部，使兩個(gè)注射器分別通過兩個(gè)外部泵連接端與兩個(gè)外部泵連接；

14、s2：在微流控機(jī)構(gòu)安裝在第一放置架與第二放置架上，且使第一微流控芯片與第二微流控芯片通過第一插入條、連接管與第二插入條連接后，將兩個(gè)注射器輸出端的注入管分別與第一微流控芯片遠(yuǎn)離相對(duì)連接口一側(cè)的兩個(gè)進(jìn)液連接口連接；

15、s3：將兩個(gè)外部泵根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求提前設(shè)置參數(shù)來(lái)精確調(diào)節(jié)流速后，分別控制對(duì)兩個(gè)推進(jìn)密封柱在注射器內(nèi)部的推力，控制緩沖液體與培養(yǎng)基或者藥物注入第一微流控芯片內(nèi)部進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

16、s4：在第一微流控芯片與第二微流控芯片分別安裝在第一放置架與第二放置架上時(shí)，使安裝底板與蓋玻片分別粘在第一微流控芯片的底部與頂部，同時(shí)通過蓋玻片設(shè)置在第一微流控芯片與蓋玻片的頂部，可以通過顯微鏡觀察細(xì)胞在第一微流控芯片與蓋玻片內(nèi)部的狀態(tài)。

17、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，至少具有如下有益效果：

18、上述方案中，通過第一插入條與第二插入條分別通過固定架一與固定架二固定在兩個(gè)l形架之間，可以在第一微流控芯片與第二微流控芯片安裝在第一放置架與第二放置架上時(shí)，可以直接推動(dòng)第一微流控芯片向第一插入條的方向滑動(dòng)，推動(dòng)第二微流控芯片向第二插入條的一側(cè)滑動(dòng)，使第一微流控芯片與第二微流控芯片上相對(duì)的相對(duì)連接口分別與第一插入條和第二插入條連接，從而使第一微流控芯片與第二微流控芯片通過連接管連通，降低連接管在長(zhǎng)時(shí)間使用過程中，降低受到扭曲、拉伸或擠壓導(dǎo)致第一微流控芯片與第二微流控芯片連接處松動(dòng)而引起液體泄漏的現(xiàn)象，同時(shí)提高第一微流控芯片與第二微流控芯片連接的穩(wěn)定性，進(jìn)而降低出現(xiàn)因?yàn)榈谝晃⒘骺匦酒c第二微流控芯片內(nèi)部液體泄漏導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)樣本和試劑的損失，和對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置和環(huán)境的污染的概率。

19、通過主體底部與桌面貼合，使該裝置跟隨桌面傾斜，垂直活動(dòng)條通過負(fù)重塊的負(fù)重，使垂直活動(dòng)條在延伸連接條內(nèi)部?jī)A斜，使垂直活動(dòng)條、負(fù)重塊與地面呈垂直狀態(tài)，手動(dòng)控制局部絲桿在轉(zhuǎn)孔連接塊內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，通過絲桿套架與局部絲桿螺紋連接，會(huì)帶動(dòng)兩個(gè)三角架分別在兩個(gè)移動(dòng)滑槽內(nèi)部向前移動(dòng)，同時(shí)通過兩個(gè)轉(zhuǎn)輪支撐架上的滑輪分別與兩個(gè)三角架的傾斜面相抵，會(huì)逐漸推動(dòng)兩個(gè)l形架整體通過兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸柱在主體頂部遠(yuǎn)離移動(dòng)滑槽的一端旋轉(zhuǎn)，可以使l形架與主體之間的角度增大，使跟隨桌面傾斜的放置機(jī)構(gòu)調(diào)整為水平姿態(tài)，從而避免因?yàn)樽烂婢哂薪嵌鹊钠顚?dǎo)致第一放置架與第二放置架上的微流控機(jī)構(gòu)同步出現(xiàn)傾斜的姿態(tài)，且桌面出現(xiàn)傾斜姿態(tài)時(shí)，垂直活動(dòng)條會(huì)通過負(fù)重塊施加的重力在延伸連接條內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，通過垂直活動(dòng)條的重心始終呈豎直向下的姿態(tài)，使垂直活動(dòng)條與限位抵條之間產(chǎn)生的偏差角度，便于使用者觀察桌面是否存在傾斜的現(xiàn)象，再根據(jù)垂直活動(dòng)條與限位抵條之間的偏差角度來(lái)調(diào)節(jié)放置機(jī)構(gòu)內(nèi)部微流控機(jī)構(gòu)的姿態(tài)使其呈水平姿態(tài)，進(jìn)而降低因?yàn)槲⒘骺貦C(jī)構(gòu)傾斜出現(xiàn)液體流動(dòng)紊亂、液體分布不均和氣泡產(chǎn)生和聚集等現(xiàn)象的產(chǎn)生，使實(shí)驗(yàn)可以順利進(jìn)行并提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

20、通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸柱旋轉(zhuǎn)使l形架呈水平姿態(tài)時(shí)，負(fù)重塊與垂直活動(dòng)條逐漸向限位抵條靠近，當(dāng)通過l形架的持續(xù)旋轉(zhuǎn)逐漸呈水平狀態(tài)后，垂直活動(dòng)條會(huì)對(duì)抵桿進(jìn)行擠壓且使垂直活動(dòng)條與限位抵條相貼，在垂直活動(dòng)條逐漸與限位抵條相貼時(shí)，通過限位活動(dòng)條兩端分別與負(fù)重塊與限位滑槽內(nèi)部的活動(dòng)連接，當(dāng)垂直活動(dòng)條與限位抵條相貼后通過限位活動(dòng)條的限位使三角架可以停止在移動(dòng)滑槽內(nèi)部滑動(dòng)，局部絲桿也無(wú)法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而可以在對(duì)l形架角度調(diào)節(jié)過程中，當(dāng)垂直活動(dòng)條與限位抵條相貼導(dǎo)致局部絲桿無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，放置機(jī)構(gòu)與微流控機(jī)構(gòu)會(huì)正好處于水平姿態(tài)，進(jìn)而提高對(duì)放置機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)成水平姿態(tài)的精準(zhǔn)度，避免l形架與主體之間調(diào)節(jié)后的角度大于座面傾斜的角度，提高了該裝置調(diào)節(jié)l形架呈水平狀態(tài)的便捷性。

21、通過限位活動(dòng)條兩端分別與負(fù)重塊、限位滑槽內(nèi)部的活動(dòng)連接，當(dāng)垂直活動(dòng)條接觸到抵桿時(shí)，可以使垂直活動(dòng)條對(duì)抵桿進(jìn)行擠壓，使偏移板與限位抵條之間的拉伸彈簧進(jìn)行拉伸，同時(shí)推動(dòng)延伸桿向后方移動(dòng)，通過推桿與斜面推架的斜面相抵，會(huì)推動(dòng)斜面推架頂部的圓桿貫穿l形架底部進(jìn)行滑動(dòng)，帶動(dòng)上條板和插入桿同步向上滑動(dòng)，當(dāng)垂直活動(dòng)條與限位抵條接觸后，插入桿正好與插孔條上的插孔分離，從而使插孔條脫離插入桿的限位，當(dāng)l形架未處于水平姿態(tài)時(shí)，通過插入桿插在插孔條內(nèi)部對(duì)其進(jìn)行限位，可以在外部泵對(duì)注射器內(nèi)部的推進(jìn)密封柱施加推力時(shí)，無(wú)法推動(dòng)推進(jìn)密封柱在注射器內(nèi)部活動(dòng)，從而可以使該裝置的l形架與微流控機(jī)構(gòu)處于水平姿態(tài)時(shí)才能運(yùn)行使用。