[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

说明书

本申请公开了一种微坑锚定液滴阵列芯片及液滴生成方法和应用，所述芯片包括自上而下依次贴合的上层芯片和盖玻片，上层芯片靠近盖玻片的表面为功能层，功能层设有第一水相进样口、第二水相进样口、油相进样口和多条液滴排布通道；第一水相进样口用于通入冷冻保护剂，第二水相进样口用于通入细胞悬液，第一水相进样口、第二水相进样口和油相进样口均与液滴排布通道连通；沿液滴排布通道均布有多个液滴捕获腔室，每个液滴捕获腔室内部设有微坑，微坑的开口朝向盖玻片。本申请能够为单细胞提供皮升级别的冷冻体系，还可以保证冷冻冻融过程中液滴的稳定性，具有高通量、体系小、可操控性佳的优点。

技术领域

本申请涉及微流控芯片技术领域，尤其涉及一种微坑锚定液滴阵列芯片及液滴生成方法和应用。

背景技术

随着卵泡浆单精子显微注射技术(Intracytoplasmic sperm injection，简称ICSI)的发展，使严重稀少精子患者生育子代成为可能。对于严重少弱精子症或精液中间歇存在活动精子，以备ICSI技术；对于梗阻性与非梗阻性输精管手术治疗，输精管缺如患者输精管切除术后还想要生育孩子，以及患有肿瘤患者需要接触放射线治疗的男性，在生育力丧失之前来进行精液采集和存储，能够给予储存者未来做父母的希望。

在ICSI技术中，附睾和睾丸精子数量不足，质量较差，冷冻复苏率低，活力弱，冷冻保存后则体外受精结果差，依赖于ICSI辅助受精获成功；精子冷冻保存后与卵子融合的能力不会丢失，而且ICSI技术只需要选择一条活动精子，故解冻后只要存在数量有限的活动精子，仍可满足ICSI技术对精子数的要求。因此，提供一种单细胞的冷冻技术，以实现稀少精子的冷冻，在辅助生殖临床治疗上是非常有必要的。

发明内容

本申请的目的在于提供一种微坑锚定液滴阵列芯片及液滴生成方法和应用，通过微坑将单细胞液滴固定，能够为单细胞提供皮升级别的冷冻体系，还可以保证冷冻冻融过程中液滴的稳定性，具有高通量、体系小、可操控性佳的优点。

本申请是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本申请提供一种微坑锚定液滴阵列芯片，包括自上而下依次贴合的上层芯片和盖玻片，所述上层芯片靠近所述盖玻片的表面为功能层，所述功能层设有第一水相进样口、第二水相进样口、油相进样口和多条液滴排布通道；所述第一水相进样口用于通入冷冻保护剂，所述第二水相进样口用于通入细胞悬液，所述第一水相进样口、所述第二水相进样口和所述油相进样口均与所述液滴排布通道连通；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，所述微坑的开口朝向所述盖玻片。

进一步地，还包括第一水相管路、第二水相管路和油相管路；所述第一水相管路的一端与所述第一水相进样口连通，所述第二水相管路的一端与所述第二水相进样口连通，所述第一水相管路的另一端与所述第二水相管路的另一端汇聚形成一条总水相管路；所述油相管路包括从所述油相进样口分出的第一油相管路支路和第二油相管路支路，所述第一油相管路支路和所述第二油相管路支路对称设于所述总水相管路的两侧；所述总水相管路与所述第一油相管路支路和所述第一油相管路支路汇聚形成液滴生成区。

进一步地，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，所述液滴生成区与所述液滴排布缓冲腔之间设有液滴喷口。

进一步地，所述所述液滴喷口的直径设置为预设液滴直径的一半。

进一步地，所述微坑的直径设置为预设液滴直径的1/3～2/3；所述微坑的高度设置为固定单个液滴。

进一步地，所述液滴捕获腔室的高度与所述微坑的高度的加和等于所述预设液滴直径。

进一步地，所述上层芯片的材质为聚二甲基硅氧烷或塑料。

进一步地，所述盖玻片的厚度不大于150μm。

第二方面，本申请提供一种上述的微坑锚定液滴阵列芯片在单细胞液滴生成的应用。