[实用新型]一种微流控芯片

说明书

本实用新型属于微流控技术领域，公开一种微流控芯片，所述微流控芯片包括基板，其特征在于，所述基板上设置有液滴分离单元，所述液滴分离单元包括液滴运输管道、液滴分选结构和至少两个收集结构，所述液滴运输管道与所述液滴分选结构连接，所述液滴分选结构与每一所述收集结构连接，在所述基板做离心运动时，包含至少一个颗粒物质的液滴从所述液滴运输管道流经所述液滴分选结构进入所述收集结构内。本实用新型利用微流控芯片形成和分离液滴，首先通过泊松分布，保证多数液滴包含有一个以上目标细胞，然后通过离心力和液滴间密度差实现分离，能快速、有效的得到包裹单个细胞的液滴，节省了单细胞后续操作和检测所需要的资源。

技术领域

本实用新型涉及微流控技术领域，尤其涉及一种高效形成包裹单细胞液滴的微流控芯片。

背景技术

单细胞操控成为分析和诊断领域的重要工具，然而由于单细胞的尺寸问题，目前缺乏快速有效的工具对其进行相关操作。基于微流控芯片技术的液滴由于具有独立微反应器的特性，因此经常被用来包裹单个细胞，从而进行后续操作，完成分析的目的，经典的应用包括了单细胞扩增等。

单细胞的应用都要求每个微液滴中最多只有一个细胞，单细胞微液滴包裹过程中，严格遵循泊松分布规律。为了实现每个液滴中最多只有一个细胞的目的，泊松分布决定了必然出现绝大多数的液滴中不包括目标细胞。大量的空白液滴引起了相关试剂的浪费、操控时间的增加、尤其是检测过程中，空白液滴浪费了检测资源和耗费了过多的数据处理时间。

目前的包裹单细胞液滴的制备方法遵从的原则是：保证每个液滴最多包含一个细胞。而液滴形成过程遵循泊松分布，即遵从这样的原则会出现约80％以上的空白液滴，这样虽然避免了样本的浪费，但是造成了后续操作过程、检测资源等的浪费。如中国专利CN107828651A引入了空白液滴分选单元，试图降低空白液滴的数量。如中国专利CN108020490A描述了一种集成度高且自动化程度高的基于液滴微流控芯片的单细胞高通量筛选设备，该系统精度高、速度快，但是设备过于复杂，应用不便。

基于上述情况，我们有必要设计一种能够解决上述问题的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微流控芯片，利用微流控芯片形成和分离液滴，首先通过泊松分布，保证多数液滴包含有一个以上目标细胞，然后通过离心力和液滴间密度差实现分离，能够保证得到的多数液滴中包括一个细胞，节省了单细胞液滴后续操作和检测所需要的资源。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种微流控芯片，所述微流控芯片包括基板，所述基板上设置有液滴分离单元，所述液滴分离单元包括液滴运输管道、液滴分选结构和至少两个收集结构，所述液滴运输管道与所述液滴分选结构连接，所述液滴分选结构与每一所述收集结构连接，在所述基板做离心运动时，包含不同数量颗粒物质的液滴从所述液滴运输管道流经所述液滴分选结构进入所述收集结构内。

具体的，所述液滴分选机构为设置在所述液滴运输管道末端的管道结构，优选倾斜设置，其倾斜方向是朝向所述基板的转动方向倾斜。包含不同数量颗粒物质的液滴具有不同的密度，即存在密度差，在微流控芯片离心旋转时，包含不同数量颗粒物质的液滴在科式力和欧拉力的作用下，经过液滴分选结构时将分别流入不同的收集结构中，由此实现分离。

更进一步的，所述包含不同数量颗粒物质的液滴为包含至少一个颗粒物质的液滴。通过泊松分布，保证多数液滴包含有一个以上细胞，其中包含一个细胞的液滴出现几率大于80％，由此可以提高收集效率。

进一步的，所述颗粒物质包括细胞或微球。

进一步的，所述收集结构包括收集管道和收集腔室，所述收集腔室与所述收集管道连接，所述收集管道与所述液滴分选结构连接。

进一步的，所述收集结构的数量为2个，分别为第一收集结构和第二收集结构，所述第一收集结构和所述第二收集结构的收集管道分别与所述液滴分选结构连接。