[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

说明书

本发明提供一种高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置及方法。该装置包括高脂质微藻细胞筛选芯片与微液滴封装芯片。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。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。利用微藻细胞之间的脂质含量差异作为筛选的关键，不同脂质含量的微藻细胞在高脂质微藻细胞筛选芯片被分离开，高脂质微藻细胞进入微液滴封装芯片。采用微流控芯片作为筛选与封装平台，显著提升了装置的集成性能，扩大了装置的适用范围，在生物燃料的制备与存储领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及微藻筛选及存储技术领域，具体而言，尤其涉及一种高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置及方法。

背景技术

微藻是一类在海洋陆地分布广泛、营养丰富的自养植物，含有叶绿素a能够进行光合作用。微藻细胞中含有蛋白质、多种维生素、胡萝卜素、甘油、藻多糖等高价值的营养成分和化工原料，常被用于医药工业、食品工业、动物饲料、环境监测以及生物技术等多种领域。

当今时代，随着工业的发展，人们对于化石燃料的使用愈加频繁。从2009年到2013年，全球石油消费量增长了6.3％，消耗速度远超石油产量。此外，由于世界人口和经济的不断增长，2007年至2035年全球能源消耗预计将增长49％，化石燃料短缺成为了不可避免的问题。并且化石燃料的燃烧会排放大量的二氧化碳，是加快全球变暖的因素之一。有关化石燃料的替代问题成为了研究的重点，生物燃料中的二氧化碳来自于大气层，因此发展生物燃料可以减少在大气层的二氧化碳，从而减轻温室效应。微藻是有前途的生物燃料，相比于其他生物燃料，微藻具有更高的光合效率、更高的脂质含量、更快的生长速度以及较少的食物来源和土地竞争等优势，是重要的生物燃料，具有很大的潜力。

因此，获得生产力高的微藻藻种是研究的重点。传统的微藻筛选技术有密度分离法、粒径尺寸分离法、流式细胞术、超声波法、纳米颗粒跟踪分析法等。上述方式能够分离微藻颗粒，但是操作较复杂、成本较高且提取出的藻种未得到较好的保存以致于影响接下来的使用，所以寻找高效的微藻筛选技术和微藻细胞筛选后的封装方法十分重要，是一项有前途的研究。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置。本发明装置轻巧便携、操作简单且无需对目标藻种进行标记、即可实现快速、准确的筛选，筛选后得到高脂质含量的微藻细胞进行封装，以便更好的存储，随用随取。

本发明采用的技术手段如下：

一种高脂质微藻细胞筛选及微液滴封装装置，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。

进一步地，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；