[发明专利]单细胞分离微流控芯片

说明书

技术领域

本申请属于微流控技术领域，涉及单细胞检测技术，是一种简单实用的实现液滴包裹单细胞的微流控芯片体系。

背景技术

单细胞的研究在重大疾病早期诊断，治疗，药物筛选和细胞生理、病理过程的研究方面具有重要意义。随着干细胞、肿瘤细胞的研究的进展，基于单细胞水平的研究越来越受到重视并成为一种研究趋势。单细胞分离技术是进行单细胞水平研究的基础。如何得到足够数量的单细胞是研究的关键。

目前能够实现单细胞分选的方法主要是流式细胞仪，可以实现活细胞的多通道分选，为单细胞研究奠定了基础。但是流式细胞仪价格昂贵，体积庞大，需要专人操作，不能实现大面积普及。除此之外，获得单细胞的方法还有细胞电泳和有限稀释法，细胞电泳是根据各种细胞或处于不同生理状态的同种细胞荷电量有所不同，故在一定的电场中的泳动速度不同原理实现分选，不适合相同生理状态同种细胞的分选；有限稀释法操作虽简单，但是在实际操作中，效率不高，一般仅在20％，需要实验人员进行观察排除，费时费力。

微流控芯片技术是一种在微尺度空间中对流体进行操控的科学技术。该技术分离单细胞方法简单，操作直观可靠，分离成功率高，易于推广普及。在一定程度上克服了上述这些局限性，并实现了类似仪器的小型化，集成化，自动化，便携化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、简单实用的单细胞分离微流控芯片，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种单细胞分离微流控芯片，包括基体、以及形成于基体上的微通道，该微通道包括细胞进样口、单细胞收集池、以及依次连通于细胞进样口和单细胞收集池之间的细胞分离单元和液滴输出通道，所述细胞分离单元和液滴输出通道的接合处形成有液滴发生包裹单元，该液滴发生包裹单元与一油相输送通道连通，所述细胞分离单元用以将单排排列的细胞输送至液滴发生包裹单元。

优选的，在上述的单细胞分离微流控芯片中，所述细胞分离单元为螺旋式微通道，该螺旋式微通道自细胞进样口向外螺旋。

优选的，在上述的单细胞分离微流控芯片中，所述螺旋式微通道宽度50～100μm，深度30～60μm，相邻两通道间距100～150微米。

优选的，在上述的单细胞分离微流控芯片中，所述螺旋式微通道的截面呈矩形。

优选的，在上述的单细胞分离微流控芯片中，所述细胞分离单元输出的单排排列的细胞具有相同间距。

优选的，在上述的单细胞分离微流控芯片中，所述液滴输出通道自液滴发生包裹单元向单细胞收集池方向的宽度渐性增加。

优选的，在上述的单细胞分离微流控芯片中，所述油相输送通道与液滴输出通道在液滴发生包裹单元位置呈T形或十字形交叉。

优选的，在上述的单细胞分离微流控芯片中，来自油相输送通道的油相溶液对细胞溶液形成剪切并实现对单细胞包裹。

优选的，在上述的单细胞分离微流控芯片中，所述基体材质为PDMS。

优选的，在上述的单细胞分离微流控芯片中，所述基体包括上下叠加的上芯片层和下芯片层，所述微通道凹设于所述上芯片层和下芯片层之间。

本发明采用螺旋盘式微通道对细胞溶液进行处理，使得细胞能够单排排列在管道中，通过液滴包裹单元实现了对细胞进行单个包裹。本发明还具有以下优点：

(1)、微型化。整个芯片面积仅为几平方厘米，反应通道宽50～100μm，深30～60μm，相邻两通道之间相距100～150微米，初始半径为2000μm，总长度为7～10cm。油相通入通道尺寸为80～200μm，宽50～100μm深，所需试剂体积仅为微升级别。

(2)、提高了包裹效率。应用上述微流控芯片使得细胞单排均匀分布在微通道中，提高了液滴包裹单个细胞的效率。

(3)、在线观测。该微流控芯片可以直接在CCD倒置显微镜下进行观察，用高速摄像机进行图像记录，操作方便。

(4)、价格低廉。芯片材质采用PDMS。试剂用量少，明显地降低了试剂成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明具体实施例中微流控芯片的结构示意图；

图2所示为本发明具体实施例中细胞分离单元的原理示意图；