[发明专利]一种基于微流控芯片的单细胞自动操控分选装置及方法

权利要求书

1.一种基于微流控芯片的单细胞自动操控分选装置，其特征在于，装置包括细胞分选基片、压力控制元件、信号处理元件、通道分选元件及信号采集控制装置；

所述细胞分选基片由玻璃底片及凹刻有微流道的PDMS微流控芯片封装构成，所述PDMS微流控芯片与玻璃底片键合一侧中间位置凹刻有首尾两端分别设置有进样储液孔和废液储液孔的主通道；

所述主通道中间位置对应的两侧侧壁向通道中心方向渐缩，以形成用以检测通过细胞的细胞检测区域；所述主通道位于细胞检测区域后一定位置处呈放射性均匀连接有N条末端设置有目标细胞储液孔的细胞分选通道，其中N≧2；

所述主通道与所述细胞分选通道连通处为细胞分选区域；所述细胞检测区域前的部分主通道为上游主通道，所述细胞分选区域后的部分主通道为下游主通道；

同时，任意所述目标细胞储液孔均与压力控制元件一端连接；所有压力控制元件另一端均与信号采集控制装置连接；

所述进样储液孔和废液储液孔内均插有铂电极，所述进样通道储液孔内的铂电极与一直流电源的正极连接，且废液储液孔内的铂电极通过一参考电阻与上述直流电源的负极连接；所述参考电阻的两端均通过导线与所述信号处理元件的输入端连接，所述信号处理元件的输出端与所述信号采集控制装置连接。

2.根据权利要求1所述的单细胞自动操控分选装置，其特征在于：所述目标细胞储液孔为封闭式储液孔，且所述进样储液孔、废液储液孔及目标细胞储液孔三者深度一致。

3.根据权利要求1所述的单细胞自动操控分选装置，其特征在于：所述信号采集控制装置优选为单片机处理器，所述单片机处理器通过通道分选元件控制各所述压力控制元件的动作。

4.根据权利要求1或3所述的单细胞自动操控分选装置，其特征在于：所述通道分选元件优选采用继电器。

5.根据权利要求1或3所述的单细胞自动操控分选装置，其特征在于：所述压力控制元件优选采用两位三通电磁阀，所述两位三通电磁阀具有一个常开通道和两个常闭通道；其中一常闭通道通过毛细软管与对应的目标细胞储液孔相连通，另一常闭通道接负压管，同时常开通道与大气连通。

6.根据权利要求5所述的单细胞自动操控分选装置，其特征在于：所述负压管优选为一段长为15mm，直径为2mm的塑料软管，排空空气后与所述两位三通电磁阀连接。

7.一种基于权利要求1所述装置进行单细胞自动操控分选的方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S01单片机设置：对单片机预先设置一动作电压值为U，延时值T；

S02缓冲液滴加：首先在所述进样储液孔、废液储液孔以及各目标细胞储液孔中滴加相同体积的磷酸盐缓冲液；

S03装置连接：在目标细胞储液孔中接入软管，并用处理好的PDMS薄片盖住储液孔，形成密封空间，排空毛细软管中的空气并将其连接于目标细胞储液孔与相应两位三通电磁阀的一个常闭通道之间，再将一定量的细胞样品滴加到进样孔中；

S04样品运输：接通所述直流电源，细胞样品溶液在电渗流及压力的作用下，由进样储液孔经主通道流向废液储液孔；

S05样品检测：当有细胞流经细胞检测区域时，相应的参考电阻两端电压发生变化，该电压变化信号由与参考电阻连接的信号处理元件放大后发送至信号采集控制装置进行分析处理；

S06细胞分选：当信号采集控制装置检测到有样品细胞经过检测区域时，信号采集控制装置通过通道分选元件选择细胞分选通道；与其相对应的空气抽送元件电源接通，在压力控制元件产生的负压作用下，细胞进入相应的细胞分选通道，一定时间T后，细胞流入目标细胞储液孔，该细胞分选通道的分选过程结束，信号采集控制装置切断相应压力控制元件电源；

当其他细胞经过检测区时，重复上述细胞分选过程，信号采集控制装置按照预先设定的接通逻辑依次接通其余压力控制元件，直至完成细胞的分选工作。