一种基于固态双凝胶的微生物三维群落结构分析芯片及应用

摘要

本发明提供了一种用于微生物三维群落结构分析和种间通讯研究的微流控芯片。该芯片为双层结构，采用塑模法制备，下层主要由液体注入孔、用于第一次包裹的微管道和用于第二次包裹的宽管道构成；上层含有微阀门，可以对位于下层的芯片管道进行开闭控制。本发明通过两种固态凝胶对三种不同的微生物进行双重包裹，形成固态微生物三维空间结构。通过改变芯片进液流速，可以对固态凝胶微球的堆积包裹方式进行改变，从而能够方便地对不同种微生物之间的三维空间距离进行调节。

主权项

一种基于固态双凝胶的微生物三维群落结构分析芯片,其特征在于,该微生物三维群落结构分析芯片为双层结构，包括微阀门层(11)和管道流通层(12)；功能上微生物三维群落结构分析芯片分为凝胶微球包裹单元、凝胶微球堆积单元和固态凝胶二次包裹单元；所述的微阀门层(11)包括含有气压控制的微阀门(5)和阀门管道，微阀门(5)对芯片管道流通层中的管道进行开启或闭合控制；所述的管道流通层(12)包括三种微生物与低熔点液态琼脂糖凝胶的混合液注入孔(1、2、3)，硅与表面活性剂的注入孔(4)，液态海藻糖凝胶的注入孔(6)，氯化钙溶液的注入孔(7)，硅油及表面活性剂的注入孔(8)，固态微生物三维群落凝胶的收集孔(9)，用于液体流通和凝胶微球包裹的微管道，以及用于凝胶微球堆积和固态凝胶二次包裹的宽管道；所述的芯片内的微管道为光滑平直的凹槽，深度为40～60.0μm，宽度为40～50μm；宽管道的深度为40～60.0μm，宽度为600～800μm；所述的微生物三维群落结构分析芯片的材料为聚二甲基硅氧烷聚合物PDMS；所述的液体流通层(12)和微阀门层(11)分别经过365nm紫外光照射10～20分钟，等离子体处理2～5分钟后，通过对接实现不可逆的封接键合。