(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210799268.0 (22)申请日 2022.07.06 (71)申请人 上海交通大 学 地址 200240 上海市闵行区东川路80 0号 (72)发明人 郭庆生　张芷颖　冯祖莹　徐宏　 古宏晨　 (74)专利代理 机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 专利代理师 陶启长　韦东 (51)Int.Cl. B01L 3/00(2006.01) G01N 33/48(2006.01) G01N 33/569(2006.01) G01N 33/58(2006.01) G01N 33/53(2006.01)C12M 3/00(2006.01) C12M 1/12(2006.01) C12M 1/00(2006.01) (54)发明名称 集成式滑动芯片 (57)摘要 本发明涉及集 成式滑动芯片， 具体提供一种 集成式芯片， 其特征在于， 所述芯片通过多层芯 片和多个功能腔室将细胞分离培养、 一种或多种 细胞分泌物的检测等功能集 成在一个装置上。 本 发明滑动芯片在单块芯片上实现了细胞分离计 数、 刺激孵育、 一种或多种细胞分泌物检测的细 胞功能分析流程。 人为操作少， 步骤简单， 仅需通 过简单滑动即可实现芯片内流体操控， 检测时间 短， 为设备自动化 提供便利。 权利要求书4页 说明书20页 附图7页 CN 115283026 A 2022.11.04 CN 115283026 A 1.一种集成式滑动芯片， 其特征在于， 所述芯片通过多层芯片和多个功能腔室将细胞 分离培养、 一种或多种细胞分泌物的检测等功能集成在一个装置上， 大幅减少人为操作、 提 高检测灵敏度， 优选地， 所述多个功能腔室包括细胞分离培养腔室， 其通过层间的微孔滤膜实现细胞 分离， 废液处 理和样本采集在不同的腔室或流路中分别进行， 并且腔室环境 适宜细胞培 养， 优选地， 所述多个功能腔室包括反应及检测腔室， 其通过层间滑动和液体混合装置使 样本与一种或多种反应试剂实现相互接触、 扩散、 反应或隔离等流体控制， 并通过信号读取 装置进行检测。 2.如权利要求1所述的集成式芯片， 其特征在于， 所述芯片是多层微流控芯片， 所述芯 片包含能相对滑动的盖片10和底片3 00， 其中盖片10包 含盖片上层10 0和盖片下层20 0， 盖片上层10 0的下表面设置有非贯 通腔室110和流体混合机构140， 盖片下层200设置有贯通腔室210、 220， 腔室210与盖片 上层100的腔室110配合， 其横截 面区域小于腔室110； 腔室220位于一个或多个所述流体混合机构140的下方； 盖片下层200 的下表面还设置有凹陷通道 240， 盖片上层10 0和盖片下层20 0相互固定和密封， 腔室210与腔室1 10之间设置有膜40 0， 底片300设置有凹陷腔室310和320， 腔室310与腔室210配合， 腔室310的横截面区域大 于腔室210， 腔室310超出腔室210的区域能与凹陷通道240流体连通； 腔室320与腔室220配 合， 腔室320的横截面区域大于腔室220， 腔室320超 出腔室220的区域能与凹陷通道240流体 连通。 3.如权利要求2所述的集成式芯片， 其特 征在于， 腔室110的形状使得注入的流体逐渐散开并形成大致匀速的流体分布； 优选地， 腔室 110中流体流入的流道宽度从流体入口逐渐增大； 更优选地， 腔室110的形状为三角形、 喇叭 形、 五边形、 六边形或梭形， 和/或 盖片上层100 的下表面设置有凸台120， 腔室220下方的流体混合机构140位于凸台120 内， 和/或 盖片上层10 0的材料选自PDMS(聚二甲基硅氧烷)和P S(聚苯乙烯)， 和/或 盖片100上还设置有通孔111、 112、 150、 121， 通孔111与腔室110和腔室210流体连通， 通 孔121与凸台120和腔室2 20流体连通， 优选地， 盖片下层200还设置有贯通腔 室230， 腔 室220和腔室230中一个或二者位于一个或多个 所述流体混合机构140的下方； 盖片上层100的下表面设置有凸台130， 腔室230下方的流体 混合机构140位于凸台130内； 盖片100上还设置有通孔131， 通孔131与凸台130和腔室230流 体连通。 4.如权利要求1 ‑3中任一项所述的集成式芯片， 其特 征在于， (1)流体混合机构140是由气泵、 蠕动泵产生驱动力进行 液体混合的机构， (2)流体混合机构140是通过磁性吸附进行 液体混合的机构， (3)流体混合机构140是通过介电泳进行 液体混合的机构， 或 (4)流体混合机构140是气泡 生成机构， 其具有一个或多个凹陷； 优选地， 所述凹陷的深宽比大于 0.2，权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115283026 A 2优选地， 所述凹陷包括圆形凹陷、 矩形凹陷或三角形凹陷， 更优选地， 凹陷是深度约0.5m m， 直径约0.7m m的圆形凹陷。 5.如权利要求4所述的集成式芯片， 其特征在于， 盖片100的上表面设置有压电换能片 500， 其位于流体混合机构140的上 方， 用于激励气泡介导声 波混合， 优选地， 所述压电换能片由锆钛 酸铅、 钛酸钡、 偏铌酸铅制成， 优选地， 凹陷与换能片5 00之间的距离小于2m m， 更优选小于1m m。 6.如权利要求1 ‑3中任一项所述的集成式芯片， 其特征在于， 所述芯片具有选自 以下的 一项或多 项特征： 盖片下层200的材料是低摩擦系数、 表面光滑、 透光性好的硬质材料， 优选地， 盖片下层 200的材料选自以下的一种或多种： 玻璃、 PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、 PS(聚苯乙烯)、 PC(聚 碳酸酯)、 塑料COP/ COA(环氧烯烃)， 盖片下层20 0厚度至少0.5m m， 优选为1m m， 腔室220和腔室23 0分别与凸台120和凸台13 0间隙配合， 腔室210的横截面区域 不覆盖腔室1 10中流体流入的通道， 盖片上层10 0与盖片下层20 0通过等离 子体处理而相互固定和密封， 盖片上层10 0与盖片下层20 0通过压力固定和密封， 膜400的孔径为2 ‑10 μm， 膜400可以是聚砜膜、 聚碳酸酯膜、 或其他通过微加工得到的多孔膜； 优选地， 膜400是 parylene ‑C滤膜， 盖片下层20 0的凹陷通道 240的深度至少0.2m m， 盖片下层20 0还设置有通 孔221、 231、 241、 25 0， 分别与通 孔121、 131、 1 12、 150流体连通。 7.如权利要求1 ‑3中任一项所述的集成式芯片， 其特征在于， 所述集成式芯片具有选自 以下的一项或多 项特征： 腔室310和腔室320的深度至少0.1m m， 底片300的材料是低摩擦系数、 表面光滑、 透光性好的硬质材料， 优选选自以下的一种 或多种： 玻璃、 PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、 PS(聚苯乙烯)、 PC(聚碳酸酯)、 塑料COP/COA(环氧 烯烃)， 底片300厚度至少0.5m m， 优选1.5m m， 腔室320的形状使得注入的流体逐渐散开并形成大致匀速的流体分布； 优选地， 腔室 320中流体流入的流道宽度从流体入口逐渐增大； 更优选地， 腔室320的形状为 五边形、 六边 形或梭形， 盖片下层200和底片300的缝隙间设置有不与试剂或样品混溶的流体， 以防止盖片下层 200和底片300的相 对滑动过程中试剂或样品漏出； 优选地， 所述不与试剂或样品混溶的流 体包括烃类或氟化物质， 例如烷烃、 氟烃、 氟化铀， 更优选地， 所述不与试剂或样品混溶的流 体选自以下的一种或多种： 己烷、 十六烷、 矿物油和石蜡油。 8.如权利要求1 ‑3中任一项所述的集成式芯片， 其特 征在于， 腔室110为三角形、 喇叭形、 梭形或五边形， 分为流体入口111近端的三角形部分和远端 的长方形部分， 腔室210形状为长方 形， 与腔室1 10的长方 形部分对齐，权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115283026 A 3