[发明专利]一种用于生物微纳粒子微操控的微流道平台

说明书

本发明公开了一种用于生物微纳粒子微操控的微流道平台，该平台能够实现对生物微纳粒子的位置和流速约束；该平台包括：单通道注射泵、锥形管道、管道架、盖玻片、微流道和底座；其中，所述单通道注射泵和锥形管道连通；所述锥形管道固定在管道架上，锥形管道的锥角为6‑12°，锥形管道的锥口对准微流道的流道口；所述管道架和盖玻片固定在底座上，底座为插片式结构；所述微流道固定在盖玻片上，微流道为两边宽中间窄的对称双圆弧结构，对称双圆弧结构的曲率半径为10‑20mm，两圆弧最近点距离为50‑200μm。本发明具有操控便利、自由度高、成本低、可量产的特点。

技术领域

本发明涉及一种微流道结构设计的装置，尤其涉及一种用于生物微纳粒子微操控的微流道平台。

背景技术

在过去的十年中，微纳米尺度的生物对象(biological object)的微操控(micromanipulation)已成为生物纳米技术领域的一个重要课题。根据应用过程的复杂性和规模，微操控包括三维空间的俘获，平移/旋转，收集或分离，活细胞手术/微注入等一系列日益精细化的操控。在尺度上，已经更多从细胞层面进入亚细胞过程的操控。在几个相互竞争的3D微操控技术中(包括电泳，磁力，机械等)，显微光镊技术作为几乎无创(non-invasive)的一种方法，突出优点是可以在绝大部分细胞和亚细胞组分的尺度范围里施加可调节的10^-14-10^-8N的控制力，用于实现微操控过程。使用光镊对生物对象操控目前分为直接和间接操控(即激光是否直接作用于生物对象)。在未来的生物工程中，应该尽可能避免使用直接的激光束进行细胞捕获或微操控，以消除激光对生物对象的不良影响。由此，细胞和亚细胞对象的间接微操控(indirect micromanipulation)将成为生物工程中一个极为重要的工具和研究课题。

在不受激光直接光照影响情况下，间接微操控完成生物对象的定位、运输、分选等过程控制，在医学研究上可以通过这些过程研究诊断，治疗，药物传递，将使从不同学科的研究人员在活细胞和亚细胞尺度进行基础和应用研究，从而进行高度准确的细胞和药物相互作用判别，开发新药物和新诊断方法，在非常早期阶段检测到致命疾病的发病，是具有重大创新意义的基础研究工作，并且有巨大的生物医学应用价值和市场潜力。

在间接微操控方面，近年来国际上投入大量资源对这一课题进行研究。为了实现间接操控生物对象，光镊被取而代之的用来捕捉电介质微球(如乳胶，聚苯乙烯，二氧化硅等)，并由这些微球连接到生物对象的两端或边界面上，用以驱动生物对象的各种空间运动。与磁力或电泳操控技术不同，光镊可以通过同时使用数个激光光束实现多个操控而不相互干扰，此特点给间接微操控提供了很好的条件。随着间接操控的发展，间接操控的微流道设计需求也日益增多，在满足操控的条件下还要考虑到对生物微纳粒子的显微移动转动，进而实现对稀有细胞的操控分类。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于生物微纳粒子微操控的微流道平台的装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于生物微纳粒子微操控的微流道平台，该平台能够实现对生物微纳粒子的位置和流速约束，进而实现对稀有细胞的操控分类；该平台包括：单通道注射泵、锥形管道、管道架、盖玻片、微流道和底座；其中，所述单通道注射泵和锥形管道连通；所述锥形管道固定在管道架上，锥形管道的锥角为6-12°，锥形管道的锥口对准微流道的流道口；所述管道架和盖玻片固定在底座上，底座为插片式结构；所述微流道固定在盖玻片上，微流道为两边宽中间窄的对称双圆弧结构，对称双圆弧结构的曲率半径为10-20mm，两圆弧最近点距离为50-200μm。

进一步地，所述单通道注射泵的注射速度在0.1-1ml/h。

进一步地，所述单通道注射泵和锥形管道通过软管连通，所述软管固定在X型金属架上，通过旋进X型金属架尾端螺丝减小软管中液体流速，实现对流速的微调节。

进一步地，所述锥形管道的材质为玻璃，通过电线圈加热法制作锥角。