[发明专利]一种微坑锚定液滴阵列芯片及液滴生成方法和应用

权利要求书

1.一种微坑锚定液滴阵列芯片，其特征在于，包括自上而下依次贴合的上层芯片（2）和盖玻片（1），所述上层芯片（2）靠近所述盖玻片（1）的表面为功能层，所述功能层设有第一水相进样口（4）、第二水相进样口（5）、油相进样口（3）和多条液滴排布通道；

所述第一水相进样口（4）用于通入冷冻保护剂，所述第二水相进样口（5）用于通入细胞悬液，所述第一水相进样口（4）、所述第二水相进样口（5）和所述油相进样口（3）均与所述液滴排布通道连通；

从所述第一水相进样口（4）通入的冷冻保护剂与从所述第二水相进样口（5）通入的细胞悬液混合后，与从所述油相进样口（3）通入的液体混合；沿所述液滴排布通道均布有多个液滴捕获腔室，每个所述液滴捕获腔室内部设有微坑（6），所述微坑（6）的开口朝向所述盖玻片（1），所述微坑（6）的高度和所述液滴捕获腔室的高度的加和等于预设液滴的直径，通过对所述芯片施压和释压，利用所述液滴的表面势能，使得液滴掉入所述微坑；

所述微坑（6）的直径设置为预设液滴直径的1/3~2/3；所述微坑（6）的高度设置为固定单个液滴。

2.根据权利要求1所述的微坑锚定液滴阵列芯片，其特征在于，还包括第一水相管路（8）、第二水相管路（7）和油相管路；

所述第一水相管路（8）的一端与所述第一水相进样口（4）连通，所述第二水相管路（7）的一端与所述第二水相进样口（5）连通，所述第一水相管路（8）的另一端与所述第二水相管路（7）的另一端汇聚形成一条总水相管路（9）；

所述油相管路包括从所述油相进样口（3）分出的第一油相管路支路（10）和第二油相管路支路（11），所述第一油相管路支路（10）和所述第二油相管路支路（11）对称设于所述总水相管路（9）的两侧；

所述总水相管路（9）与所述第一油相管路支路（10）和所述第一油相管路支路（11）汇聚形成液滴生成区。

3.根据权利要求2所述的微坑锚定液滴阵列芯片，其特征在于，所述液滴生成区与所述液滴排布通道的入口之间设有液滴排布缓冲区（13），所述液滴生成区与所述液滴排布缓冲区 （13）之间设有液滴喷口（12）。

4.根据权利要求3所述的微坑锚定液滴阵列芯片，其特征在于，所述液滴喷口（12）的直径设置为预设液滴直径的一半。

5.根据权利要求1所述的微坑锚定液滴阵列芯片，其特征在于，所述上层芯片（2）的材质为聚二甲基硅氧烷或塑料。

6.根据权利要求1所述的微坑锚定液滴阵列芯片，其特征在于，所述盖玻片（1）的厚度不大于150μm。

7.一种权利要求1-6任一项所述的微坑锚定液滴阵列芯片在单细胞液滴生成的应用。

8.一种基于权利要求1-6任一项所述的微坑锚定液滴阵列芯片的液滴生成方法，其特征在于，包括：

从第一水相进样口（4）或第二水相进样口（5）通入水相样品，排出空气；

从油相进样口（3）通入矿物油，将芯片预先浸润；

设定油相进样口（3）、第一水相进样口（4）和第二进样口（5）在进样压力上相等，在油相进样口（3）处通入矿物油，在第一水相进样口（4）处通入冷冻保护剂，在第二水相进样口（5）处通入细胞悬液，持续稳定生成具有预设直径的单细胞液滴，所述液滴以压扁的状态进入液滴排布通道；

停止加压后，利用所述液滴的表面势能，使得所述液滴从扁形恢复成球形，掉入所述微坑（6）并自动排布于所述微坑（6）内。