一種用于細胞篩選的微流控芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于細胞篩選的微流控芯片。該芯片包括T型槽、主通道部分和分支通道，T型槽包括進液通道和2個鞘流通道，其特征在于所述主通道的末端分離出兩個子通道：一個子通道的末端形成四個射線狀連接的導向通道，另一個子通道連接廢液池；四個導向通道中的每個導向通道間隔為30°；每個子通道連接的分支通道包括兩個90°的彎角，逆時針分布，在與子通道相連接的分支通道起始部分與主通道垂直，然后依次進行兩次逆時針90°轉角，形成分支通道，在分支通道末端連接著2個細胞收集器，2號細胞收集器與分支通道末端平行連接，1號細胞收集器與分支通道末端成30°角連接。
【專利說明】一種用于細胞篩選的微流控芯片
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)學技術，具體為一種用于細胞篩選的微流控芯片。
【背景技術】
[0002]細胞作為生命體結構和生命活動的基本單元，是生命科學和生物醫(yī)學研究的基礎。細胞篩選為基于細胞分析的藥物篩選、細胞內基因表達等的研究提供基礎信息。快速、高通量、無標記的細胞篩選方法不僅可以為生物學研究提供極大的便利，同時可以為生物醫(yī)學研究提供直接的幫助，有利于生命過程研究和重大疾病的早期診斷。
[0003]目前的細胞篩選方法中，激光法的激光聚焦束陣列過程比較緩慢，它的方法是將一種類型的細胞偏轉一定角度進入到一個單獨的收集存儲池中，其他類型細胞則直接進入另外一個存儲池中，從而實現(xiàn)細胞篩選，但是這種方法的缺點就是細胞類型差異小時會在空間連續(xù)偏轉，使得細胞的分離不顯著；因此，這個方法不適用于高通量、高靈敏度細胞篩選；而熒光標記法存在明顯的局限性，可能會影響細胞活性；而基于光阱力的無標記的方法中，存在流通量低、靈敏度低的問題。
[0004]目前的篩選細胞微流控芯片的篩選效率為一百個/天，篩選效率很低，遠不適應現(xiàn)代生物醫(yī)學的要求。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有技術不足 ，本發(fā)明擬解決的技術問題是，提供一種用于細胞篩選的微流控芯片，該芯片具有通量高，無標記，適于實際應用等特點。
[0006]本發(fā)明解決所述技術問題的技術方案是，設計一種用于細胞篩選的微流控芯片，該芯片包括T型槽、主通道部分和導向通道，其特征在于所述主通道部分中的主通道末端分離出兩個不同的子通道:其中一個子通道的末端形成四個射線狀連接的分支通道，每個分支通道均與一個導向通道相連接；另一個子通道連接廢液池；所述分支通道和導向通道的結構和連接方式均相同，四個分支通道呈射線狀分布，每個分支通道間隔為30°，均勻分布；每個分支通道延伸有逆時針分布的兩個90°彎角，形成η字形導向通道，且在與一個子通道相連接的分支通道起始部分與主通道垂直；在導向通道的末端連接著I號細胞收集器和2號細胞收集器，2號細胞收集器與分支通道的末端平行連接，I號細胞收集器與導向通道末端成30°角連接。
[0007]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明篩選細胞的微流控芯片結構設計巧妙，功能明確，便于加工，工作效率或篩選效率可達幾個-幾十個/秒，大幅提高，而且不需要采用任何試劑標注目標細胞，真正實現(xiàn)了無標記、高通量的細胞篩選現(xiàn)代醫(yī)學要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明用于細胞篩選的微流控芯片一種實施例的內部結構示意圖。具體實施方案
[0009]下面結合實施例及其附圖進一步描述本發(fā)明。
[0010]本發(fā)明設計的一種用于細胞篩選的微流控芯片(簡稱芯片，參見圖1)，其中包括了最常用的十字型通道作為鞘流結構，并且創(chuàng)新了獨特的多分支通道結構，便于細胞的篩選和分類。該芯片包括:τ型槽1、主通道部分2和導向通道3 ;Τ型槽I的結構包括進液通道
12、I號鞘流通道11和2號鞘流通道13，進液通道12與主通道部分2的主通道21相連，I號鞘流通道11與2號鞘流通道13分別位于進液通道12的兩側，并分別與進液通道12垂直，其特征在于所述主通道部分2中的主通道21末端分離出兩個不同的子通道:其中一個子通道24的末端形成四個射線狀連接的分支通道，每個分支通道均與一個導向通道相連接?’另一個子通道22連接廢液池23 ;所述分支通道和導向通道的結構和連接方式均相同，四個分支通道呈射線狀分布，四個分支通道分別是I號分支通道25、2號分支通道26、3號分支通道27和4號分支通道28，每個分支通道間隔為30°，均勻分布；每個分支通道延伸有逆時針分布的兩個90°彎角，形成η字形導向通道，且在與一個子通道24相連接的分支通道28起始部分與主通道21垂直；在導向通道31的末端連接著I號細胞收集器32和2號細胞收集器33，2號細胞收集器33與分支通道28的末端平行連接，I號細胞收集器32與導向通道31末端成30°角連接。所述4號分支通道28與導向通道31以及I號細胞收集器32和2號細胞收集器33的連接只是分支導向通道結構及連接方式的一個代表，其他1-3號分支通道25、26和27的形狀結構及連接方式同于所述4號分支通道28與導向通道31 (圖中未畫出)。
[0011]本發(fā)明芯片的工作原理及過程是:Τ型槽部分的進液通道12、鞘流通道11和鞘流通道13分別通入細胞懸浮液和鞘流液，并且通過控制進樣器的流速來控制鞘流通道13的流速和壓力，保證細胞可以在主通道21里形成單細胞流，并且沿著流線的方向進入廢液存儲池23中，由于細胞懸浮液會聚集成塊狀結構，因此通道各部分，包括主通道21、鞘流通道11、13以及各個分支通道和連接細胞收集器的通道的寬度均設計成200μπι，保證了大多數(shù)細胞可以順利通過，更好的完成鞘流流動。細胞初步篩選是通過在主通道主體21中進行評估細胞大小的成像透鏡來分辨細胞的大小，細胞流到此區(qū)域為單細胞流，經過預處理側向激光后，對不同大小的細胞初步篩選，激光通過軸向光阱力可以產生0-40 μ m的橫向移動距離，足以將細胞分離到不同的通道中。細胞懸浮液中初步篩選好的細胞由于側向激光的作用，會被篩選到1-4號四個分支通道25、26、27和28中，不影響后續(xù)篩選，并且提高了篩選效率。在導向通道31中激光導向細胞前進，用于驅動初步篩選好的細胞進入最終的篩選區(qū)域中，用光纖聚焦激光束導向細胞，導向后的細胞速度由自相關速度探測器計算；所述導向通道31和分支通道28形成的η字型通道實施例的設計寬度為200 μ m,縱向長為600 μ m、橫向長度600 μ m,可保證細胞緩慢的流動，經過激光的光導并進入最終篩選區(qū)域；在最終的篩選區(qū)域中，由于細胞的速度不同，通過側向激光進行第二次的篩選，經過二次細胞篩選的細胞進入最終的細胞I號收集器32和2號細胞篩選器33，完成具有高通量、無標記的細胞篩選過程。
[0012]本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術。
【權利要求】
1.一種用于細胞篩選的微流控芯片，該芯片包括T型槽、主通道部分和導向通道，其特征在于所述主通道部分中的主通道末端分離出兩個不同的子通道:其中一個子通道的末端形成四個射線狀連接的分支通道，每個分支通道均與一個導向通道相連接；另一個子通道連接廢液池；所述分支通道和導向通道的結構和連接方式均相同，四個分支通道呈射線狀分布，每個分支通道間隔為30°，均勻分布；每個分支通道延伸有逆時針分布的兩個90°彎角，形成η字形導向通道，且在與一個子通道相連接的分支通道起始部分與主通道垂直；在導向通道的末端連接著I號細胞收集器和2號細胞收集器，2號細胞收集器與分支通道的末端平行連接，I號細胞收集器與導向通道末端成30°角連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于細胞篩選的微流控芯片，其特征在于所述各通道，包括通道主體、鞘流通道、分支通道和連接細胞收集器的通道的寬度均設計成200 μ m。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于細胞篩選的微流控芯片，其特征在于所述分支通道的設計寬度為200 μ m,縱向長為600 μ m、橫向長度600 μ m。
【文檔編號】C12M1/00GK103911275SQ201410131357
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權日:2014年4月3日
【發(fā)明者】周圍, 張旭, 楊朋菲, 楊新穎, 林引勝, 吳迪, 王學浩, 鄧倩, 趙峰, 張思祥 申請人:河北工業(yè)大學