[发明专利]微流体细胞处理芯片及其应用方法

权利要求书

1.一种微流体细胞处理芯片，由底层（14）和顶层（15）构成，其特征在于：所述顶层（15）中设有蛇形管道（6）和细胞操作腔（9），蛇形管道（6）的溶液流入口上设有两个流入通道（2），两个流入通道（2）的入口管道上分别设有保护剂入口（4）和缓冲溶液入口（5），蛇形管道（6）的溶液流出通道连接细胞操作腔（9），细胞操作腔（9）设有溶液出口（11）和细胞进出口通道（7），细胞进出口通道（7）上装有转矩控制微阀（8），所述细胞操作腔（9）的两侧各设有一个半隔断（10）。

2.根据权利要求1所述的微流体细胞处理芯片，其特征在于：所述保护剂入口（4）和缓冲溶液入口（5）对称于蛇形管道（6）的溶液流入口，保护剂入口（4）和缓冲溶液入口（5）的开口直径相同；并且分别通过第一微流体芯片毛细管（13）与一个双通道注射泵（1）的两个注射器连接；所述入口管道的径高比为1:4~1:5。

3.根据权利要求1所述的微流体细胞处理芯片，其特征在于：所述细胞操作腔（9）为上凹的长方体，其容积为0.1~0.2mm3。

4.根据权利要求1所述的微流体细胞处理芯片，其特征在于：所述溶液出口（11）连接第三微流体芯片毛细管（18），第三微流体芯片毛细管（18）上设有溶液出口开关（12）。

5.根据权利要求1所述的微流体细胞处理芯片，其特征在于：所述蛇形管道（6）的横截面为正方形，其边长d=0.05~0.2mm，相邻管道间距=0.2~0.3mm，总长度为1.5~2.5cm。

6.根据权利要求1所述的微流体细胞处理芯片，其特征在于：所述半隔断（10）为凸形扁平长方体，其与底层的间隙高度为30~40μm。

7.根据权利要求1所述的微流体细胞处理芯片，其特征在于：所述底层（14）材质为玻璃基片，顶层（15）材质为聚二甲基硅氧烷；细胞进出口通道（7）上面设有半径4mm，深2mm的聚氨酯层（16），所述聚氨酯层（16）面积为所述顶层面积的0.3%~0.5%，聚氨酯层中间连接转矩控制微阀（8）。

8.根据权利要求1所述的微流体细胞处理芯片，其特征在于：由底层（14）和顶层（15）构成的所述芯片的长：宽：高=60~80：45~55：1~3。

9.一种权利要求1至8任一项所述的微流体细胞处理芯片的应用方法，包括低温保护剂加载方法和低温保护剂去除的方法，其特征在于：

所述低温保护剂加载方法的步骤为：

a) 打开转矩控制微阀（8）和溶液出口开关（12），用移液器将细胞及缓冲溶液注入与细胞进出通道入口（7）连接的第二微流体芯片毛细管（17），将一注射器连接第二微流体芯片毛细管（17），推动注射器使得细胞进入细胞操作腔（9）；

b) 关闭转矩控制微阀（8），打开双通道注射泵（1）中的低温保护剂注射器和缓冲溶液注射器，缓慢增加低温保护剂的流速，缓慢减小缓冲溶液的流速，使得混合后的溶液中低温保护剂的浓度连续增加； 

c) 在对细胞低温保护剂加载的同时，用显微镜观察细胞体积的变化；

d) 当细胞达到处理要求后，关闭双通道注射泵（1）中的两个注射器，打开转矩控制微阀（8），关闭溶液出口开关（12）；

e) 打开低温保护剂注射器，使得细胞从细胞操作腔经细胞进出通道（7）冲出芯片，加载过程完毕；

所述低温保护剂去除的方法步骤为：

a) 打开转矩控制微阀（8）和溶液出口开关（12），用移液器将细胞及保护剂注入与细胞进出通道（7）入口连接的第二微流体芯片毛细管（17），将一注射器连接第二微流体芯片毛细管（17），推动注射器使得细胞进入细胞操作腔（9）；

b) 关闭转矩控制微阀（8），打开双通道注射泵（1）中的低温保护剂注射器和缓冲溶液注射器，缓慢减小低温保护剂的流速，缓慢增加缓冲溶液的流速，使得混合后的溶液中低温保护剂的浓度连续减小；

c) 在对细胞低温保护剂去除的同时，用显微镜观察细胞体积的变化；

d) 当细胞达到处理要求后，关闭双通道注射泵（1）中的两个注射器，打开转矩控制微阀（8），关闭溶液出口开关（12）；

e) 打开缓冲溶液注射器，使得细胞从细胞操作腔（9）经细胞进出通道（7）冲出芯片，去除过程完毕。