[发明专利]一种高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置及方法

权利要求书

1.一种高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置，其特征在于，包括：高脂质微藻细胞筛选芯片和微液滴封装芯片，高脂质微藻细胞筛选芯片与微液滴封装芯片通过导管连通，其中：

所述高脂质微藻细胞筛选芯片，利用两组位于非对称通孔的Ag-PDMS电极结构产生高梯度不均匀电场，经过不均匀电场区域，不同脂质含量的微藻细胞受到不同的介电泳力，分离运动至不同出口；

所述微液滴封装芯片，利用十字结构产生微液滴，用于封装筛选出的高脂质微藻细胞。

2.根据权利要求1所述的高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置，其特征在于，所述高脂质微藻细胞筛选芯片包括：微通道层、微电极层与ITO玻璃基底层；其中：

微通道层包括沿样品方向依次设置的主通道，主通道的一端连通微藻细胞入口、鞘液入口，主通道的另一端连通第一出口、第二出口；主通道的一侧壁连通有第一通孔和第二通孔，另一侧壁连通有第三通孔和第四通孔；第一通孔和第三通孔组成一个不对称孔结构，第二通孔和第四通孔组成另一个不对称孔结构；

微电极层由第一Ag-PDMS电极、第二Ag-PDMS电极、第三Ag-PDMS电极以及第四Ag-PDMS电极组成；

ITO玻璃基底层包括镀在玻璃上的第一ITO电极、第二ITO电极、第三ITO电极和第四ITO电极；第一ITO电极、第二ITO电极、第三ITO电极和第四ITO电极作为电源线和微电极层之间的导线。

3.根据权利要求1所述的高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置，其特征在于，所述微液滴封装芯片的主要结构为十字交叉结构，分别连通第一油相通道、第二油相通道、水相通道以及高脂质微藻通道，十字交叉结构的另一端连通第三出口。

4.根据权利要求2所述的高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置，其特征在于，采用双面导电铜箔纸从ITO玻璃基底层的第一ITO电极、第二ITO电极、第三ITO电极和第四ITO电极分别延伸出导线与信号发生器连接，用于为高脂质微藻细胞筛选芯片施加交流信号。

5.根据权利要求2所述的高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置，其特征在于，所述第一Ag-PDMS电极通过主通道一侧壁上第一通孔与主通道连通，第三Ag-PDMS电极通过主通道另一侧壁上第三通孔与主通道连通，第一Ag-PDMS电极和第三Ag-PDMS电极通过第一通孔和第三通孔在主通道处形成不均匀电场；第二Ag-PDMS电极通过主通道一侧壁上第二通孔与主通道连通，第四Ag-PDMS电极通过主通道另一侧壁上第四通孔与主通道连通，第二Ag-PDMS电极和第四Ag-PDMS电极通过第二通孔和第四通孔在主通道处形成不均匀电场。

6.根据权利要求2所述的高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置，其特征在于，所述微藻细胞入口和鞘液入口之间设置有第一夹角，用于形成鞘液流，使得样品挤压到一侧的微通道壁；所述第一出口和第二出口之间设置有第二夹角，便于不同脂质含量的微藻细胞经过筛选区域后进入到不同出口；其中，第一夹角和第二夹角均为45°。

7.根据权利要求2所述的高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置，其特征在于，所述第一Ag-PDMS电极、第二Ag-PDMS电极、第三Ag-PDMS电极以及第四Ag-PDMS电极复合材料由Ag和PDMS以4：1的比例搅拌而成。

8.根据权利要求3所述的高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置，其特征在于，所述第一油相通道、第二油相通道与水相通道、高脂质微藻通道设置有第三夹角和第四夹角，便于形成微液滴封装高脂质微藻细胞；其中，第三夹角和第四夹角均为90°。

9.根据权利要求3所述的高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置，其特征在于，油相与水相的流速比为10:1，所述十字交叉结构处上下两侧油相挤压水相，形成微液滴封装高脂质微藻细胞。

10.一种基于上述权利要求1-9中任意一项权利要求所述高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置的高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置放入等离子清洗机清洗，提高通道的亲水性，便于实验过程中液体的流通；

S2、将信号发生器与第一Ag-PDMS电极、第二Ag-PDMS电极、第三Ag-PDMS电极以及第四Ag-PDMS电极连接，打开信号发生器开关，调整输出交流信号的电压与频率，对高脂质微藻细胞筛选芯片进行供电；

S3、微藻细胞入口与鞘液入口同时注入微藻细胞溶液和鞘液，鞘液的注入速度高于微藻细胞溶液的注入速度，流经高脂质微藻细胞筛选装置的筛选区进行筛选，待微藻细胞筛选结束，高脂质微藻细胞进入微液滴封装芯片，按照预先设置的流速，用注射泵在水相入口和和油相入口注入水相溶液和油相溶液；

S4、利用显微镜观察不同脂质含量的微藻流入不同出口，并且高脂质微藻细胞被微液滴封装起来。