一.簡介在微流控芯片通道網絡中，流體主要做層流流動，因此當兩種或多種不同試劑流入同一通道時，各試劑能夠保持各自流型不變，而只在相與相接觸面上發生反應或分子擴散現象，形成的濃度梯度具有較高的穩定性和重現性，且通過改變通道網絡的構型設計及初始液流的濃度和組合順序，可以獲得一系列復雜的濃度梯度，利用微流控濃度梯度芯片可以模擬外界環境，建立化學物質濃度梯度，在細胞以及個體水平上研究生物體對外界環境變化的反應。該技術已廣泛應用于藥物篩選,模式生物趨化，毒性評價等研究領域。二,應用領域藥物篩選隨著新藥開發技術的發展，對新藥化合物的活性實驗從早期的驗證性實驗已經逐漸轉變成篩選性實驗，即所謂的藥物篩選。借助于組合化學和計算化學的發展，人們開始有能力在短時間內合成和分離多種化合物，因而在現代新藥開發過程中藥物篩選已經成為新藥開發過程中的重要環節之一。微流控濃度梯度芯片進行藥物篩選實驗時，與傳統多孔板技術相比，省去了配置和分配多種藥物不同濃度溶液的繁雜操作，大大簡化了細胞鋪板、上藥、洗滌、標記等操作過程，在顯著減少細胞和試劑耗量的同時,進行高通量地刪選。InletspHgradientnetworkScreeningchamberInletspHgradientnetworkScreeningchamber模式生物趨化模式生物能對液體和空氣中傳播的化學物質產生反應，感受到微摩爾濃度范圍的水溶

性引發劑和揮發性物質，從而產生趨向或回避行為。能否成功的提供可控的濃度梯度成為研究模式生物趨化行為的關鍵。微流控濃度梯度芯片能夠自由控制和創建化學物質濃度梯度，形成濃度梯度時間短，提供的實驗條件重復性高等特點，成為研究模式生物趨化行為的有利工具。.4■總■■毒性評價性引發劑和揮發性物質，從而產生趨向或回避行為。能否成功的提供可控的濃度梯度成為研究模式生物趨化行為的關鍵。微流控濃度梯度芯片能夠自由控制和創建化學物質濃度梯度，形成濃度梯度時間短，提供的實驗條件重復性高等特點，成為研究模式生物趨化行為的有利工具。.4■總■■微流控濃度梯度芯片能夠生成不同的化學因子濃度梯度作用于海洋微藻、斑馬魚等受試對象，通過受試對象在不同濃度化學因子刺激下，將其生化反應作為反饋信號進行化學因子毒性評價。汶顥濃度#^^芯片基于層流擴散的原理，'形成的濃度_梯'度具有較高的穩定性和重現性，與傳統的“圣誕樹”型濃度梯度生成器生成的相對單一的濃度梯度不同，通過改變通道網絡設計，生成包括線性、指數等多種濃度梯度。圖1為線性八梯度芯片示意圖，其中Input(A)為樣本溶液入口，Input(B)為緩沖溶液入口，樣本溶液次第向下與緩沖溶液混合形成濃度梯度，出口處濃度見表1。芯片上集成濃度梯度生成器的同時，可以按照需求集成多功能培養單元。在材料的選擇方面，可以提供PMMA、玻璃、PDMS等多種材質供選擇。Output(8)Output(7)Output(8)Output(7)Input(A)Input(B)411illWilOutput(6)Output(5)Output(4)Output(3)Output(2)Output(l)圖1.微流控線性八梯度芯片示意圖表1.線性八梯度濃度梯度芯片出口處濃度出口12345678濃度0(1/7)C(2/7)C(3/7)C(4/7)C(5/7)C(6/7)CC注：C為樣本溶液濃度。表征結果使用PMMA材質的線性八梯度芯片進行熒光表征，圖2為通入流量均為1nL/min的FITC水溶液和去離子水在芯片出口處形成的熒光圖，使用Image-pro軟件進行熒光強度分析。從圖中可以看出，出口熒光強度保持良好的線性關系。Output(l)Output(2)Output(3)Output(4)Output(5)Output(6)Output(7)Output(8)1.0-1 2 3 4 5 6 7 8OutputOO.8642O.O.O.O.a_su(Dc一①ou8s(D」on-LL圖2.線性八梯度芯片熒光表征使