[发明专利]一种基于三芯光纤的细胞分选微流芯片

说明书

本发明提供的是一种基于三芯光纤的细胞分选微流芯片。其特征是：由底座1、光纤保护管2和9、下限位孔(3、8、10、14)、组织液注入管4和6、细胞注入管5、连接孔7、盖板固定槽11、废液排出管12、细胞排出管13、组织液通道16和18、细胞通道17、光纤通道19和28、废液通道20、废液池21、细胞分选通道(22、25、27)、细胞存放池(23、24、26)、上限位孔(29、35、33、32)、弧形缺口30、卡销板31以及盖板34组成。本发明可用于多种细胞同时分选，可广泛用于细胞分选、分析等领域。

(一)技术领域

本发明涉及的是一种基于三芯光纤的细胞分选微流芯片，可用于细胞分选，属于微流控芯片技术领域。

(二)背景技术

1975年，一种微型化的气相色谱装置问世(Terry S C,Jerman J H,Angell J B.Agas chromatographic air analyzer fabricated on a silicon wafer[J].IEEETransactions on Electron Devices,1979,26(12):1880-1886.)，为仪器的微型化道路奠定了基础。20世纪90年代，Manz等人首次提出微型全分析系统的概念(Manz A,Graber N,Widmer H M.Miniaturized Total Chemical-Analysis Systems—A Novel Concept forChemical Sensing[J].Sensors and Actuators B Chemical,1990,1(1-6):244-248.)。

微型全分析系统又被称为“芯片实验室”，也被称为“微流控芯片”，其主要特征是集成化与微型化。它把化学或生物实验室的基本操作单元集成在一块微米尺度的芯片上，可控流体通过微流通道网络贯穿整个系统，自动完成生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等。

细胞是生物体基本的结构和功能单位。已知除病毒之外的所有生物均由细胞所组成，但病毒生命活动也必须在细胞中才能体现。所以，单细胞分析对于细胞内生命过程的机理解释具有重要的作用。

近年来，细胞研究已经深入到分子水平上，可以帮助我们理解细微差异导致生物现象，也可以帮助我们理解细胞内微小变化所导致的疾病。通过在分子水平上研究细胞，我们可以阐明细胞内各化学成分之间的关系和相互作用。

微流控芯片是目前细胞分析的重要平台。微流控芯片可以将不同操作单元技术灵活组合，具有集成化与微型化的特点。

很多研究人员对微流控细胞分选进行大量研究。如2016年，苑亚鹏等研究人员提出了一种基于微流控芯片的单细胞分选装置，申请号为CN201620318365.3，通过通道分选元件控制各细胞分选通道所对应铂电极与是否有电渗流动，来实现将当前待分选的细胞分选至所需通道，该装置采用电渗驱动样品，无需外加泵等设备，实现了细胞分选。2017年，金百冶等研究人员提出了一种针对尿路上皮癌的尿脱落肿瘤细胞微流控芯片检测技术，申请号为CN201710054628.3，通过三个整体呈弧形排布的柱状凸起构成的细胞分选器，柱状凸起之间存在间隙，弧形开口作为液流入口，中间柱状凸起两侧的间隙作为液流出口，两个液流出口呈对称分布，实现了尿液中各类细胞的分离捕获。同年，董华等研究人员人提出了一种耦合介电泳和空间分离的微流控细胞分选芯片及方法，申请号为CN201711166610.9，在分选芯片的电极施加交流电场，不同的细胞因自身介电性质的差异在交流电场中产生不同的介电力，从而在主通道内发生程度不同的偏移；与此同时，流动的细胞还受到因主通道收缩膨胀结构而产生的横向迁移力，这两种作用的耦合导致不同种类的细胞从不同出口流出，实现细胞的分选。2018年，谭秋林等人提出了集成单细胞捕获的微流控细胞分选芯片，申请号为CN201810537146.8，包括基底和细胞捕获器，基底上溅射有电极对，细胞捕获器包括上捕获层和下捕获层，上捕获层和下捕获层对准键合后形成细胞捕获阵列和微流通道。利用细胞受到的介电泳力大小或者方向不同而实现分离，利用微捕获结构来捕获单细胞。