[发明专利]一种用于细胞分选的旋转式微网筛结构

说明书

所属领域：

本发明涉及一种用于细胞分选的旋转式微网筛结构，属于微流控芯片领域。

背景技术：

细胞分选是从复杂环境中获取性质均一的目标细胞。细胞分选是细胞生理和病理研究的关键环节，其对于重大疾病的诊断和治疗具有重要意义。对于细胞分选方法及相关技术的研究一直都是医学界及相关领域的一个研究热点。随着微机电系统(MEMS)技术的出现及在生物医学领域的应用，产生了许多新的细胞分选方法。现阶段以流式细胞仪为代表的传统细胞分选仪具有体积大、结构复杂、成本高昂等缺点，而基于MEMS技术的微流控芯片可将细胞分选仪微型化。相对于流式细胞技术、免疫磁性微珠分选等传统细胞分选方法，微流控芯片细胞分选方法无需复杂的样品准备过程，且具有分离纯度高、操作简便、成本低廉等诸多优点。

由于生物体细胞尺寸极小且种类繁多，分选难度很大。基于微流控芯片的细胞分选方法主要包括：利用细胞尺寸差异、利用介电电泳、利用强磁场梯度变化等。其中，利用细胞尺寸差异进行细胞分选的方法因为无需对细胞或蛋白质进行特异性标记，对细胞几乎没有损伤，且具有结构紧凑、分选效率高、活性保存良好等诸多优点。参见图2，在申请号为200910219282.3的专利文献“一种用于细胞分选的微网筛结构及其使用方法”中，提出了一种用于细胞分选的微网筛结构，利用相邻两层分选薄膜之间的直线平动实现分选孔孔径的改变，从而实现细胞的连续分选。这种直线平动驱动装置存在两个弊端。一是这种直线平动驱动装置很难实现大的驱动位移，难以满足大范围的细胞分选。以典型的压电驱动装置为例，若要实现大位移的直线平动，就需要中间放大机构。对于静电梳齿驱动器，在产生几十微米的位移时，就会发生侧向吸合等现象。另外一方面，当直线平动驱动装置工作在大位移时，会使得相应的驱动结构发生非线性现象，不利于对其进行精确控制，同时也使得相应的控制结构变得复杂。

发明内容：

本发明的目的是：为克服现有技术中直线平动驱动装置的上述缺点，本发明在原微网筛结构的基础上进行改进，提出了一种新的用于细胞分选的旋转式微网筛结构，通过旋转运动实现大的分选范围和高的分选精度，不需要放大机构，大幅简化驱动装置结构，同时降低控制难度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：参见图1，一种用于细胞分选的旋转式微网筛结构包括至少两层分布有若干分选孔6的分选薄膜，其中至少一层分选薄膜与驱动装置连接，通过调节驱动装置，精确控制相邻分选薄膜之间的旋转运动实现分选孔重叠部分大小改变，从而实现细胞分选。

作为一种最优方案：分选孔在分选薄膜上成规则圆周均布排布，且各层分选薄膜上的分选孔排布位置互相对应。

作为一种最优方案：相邻分选孔间距大于分选孔直径。

本发明提供的上述微网筛结构的使用方法与申请号为200910219282.3的专利文献“一种用于细胞分选的微网筛结构及其使用方法”中微网筛细胞分选结构使用方法相同，包括使用微网筛结构逐次分选出全部待分选细胞的使用方法，以及使用微网筛结构分选特定尺寸大小的细胞的使用方法。

本发明的有益效果是：在工作过程中，通过调节驱动装置，精确控制相邻分选薄膜2和分选薄膜4之间的旋转运动实现分选孔重叠部分大小改变，从而实现细胞分选，因此，在实现细胞连续分选的同时大幅降低了细胞分选系统的控制难度。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明(附图在文字中的引用说明)

图1是本发明提出的用于细胞分选的旋转式微网筛结构示意图

图2用于细胞分选的微网筛工作原理示意图

图3是具体实施例1中用于细胞分选的旋转式微网筛结构示意图

图4是图3的A-A剖视图

图5是具体实施例2中用于细胞分选的旋转式微网筛结构示意图

图6是图5的A-A剖视图

图中，1-待分选细胞，2-上层分选薄膜，3-驱动装置，4-下层分选薄膜，5-已通过微网筛结构的细胞，6-分选孔，7-微电机，8-顺时针静电驱动装置，9-逆时针静电驱动装置。

具体实施方式：

具体实施例1：

参照图3，本发明提供了一种用于细胞分选的旋转式微网筛结构，该结构由两层带有12个圆周均匀分布的分选孔6的分选薄膜组成，分选孔为正四边形，内切圆直径为20μm，上下两层分选薄膜间距为2μm，两层薄膜上的分选孔排布位置互相对应，其中下层分选薄膜4与驱动装置7连接，驱动装置为微电机；本例中微网筛结构材料是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

具体实施例2：

参照图4，本发明提供了一种用于细胞分选的旋转式微网筛结构，该结构由两层带有12个圆周均匀分布的分选孔6的分选薄膜组成，分选孔为正四边形，内切圆直径为30μm，上下两层分选薄膜间距为3μm，两层薄膜上的分选孔排布位置互相对应，其中上层分选薄膜2与静电驱动装置连接，静电驱动装置由交叉均布在上层分选薄膜2外周的4个顺时针静电驱动装置8和4个逆时针静电驱动装置9组成，顺时针静电驱动装置8和逆时针静电驱动装置9均为圆弧形静电梳齿驱动器；本例中微网筛结构材料是多晶硅。