[发明专利]用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件

权利要求书

1.一种用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，包括：

单细胞捕获器，用于捕获细胞悬浮液中单细胞，其中，所述单细胞捕获器包括：

第一导电基底；

微流道，所述微流道与所述第一导电基底通过不可逆方式进行贴合；

三维旋转器，所述三维旋转器与所述单细胞捕获器通过可逆方式进行贴合，用于对捕获的单细胞进行三维旋转，其中，所述三维旋转器包括：

第二导电基底；

多个竖直电极，所述多个竖直电极嵌入在所述微流道中，所述多个竖直电极与信号发生装置相连，以形成电极腔室，从而被施加信号时在所述电极腔室内产生三维旋转电场，以对所述捕获的单细胞进行三维旋转；以及

控制器，所述控制器分别与所述第一导电基底、所述微流道、所述第二导电基底和所述多个竖直电极相连，用于控制所述微流道内细胞悬浮液流速和方向，并对所述第一导电基底、所述多个竖直电极和所述第二导电基底施加电信号。

2.根据权利要求1所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，所述电极腔室与所述微流道对准贴合，以使所述电极腔室与所述流道相连通。

3.根据权利要求1所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，所述微流道包括：

细胞悬浮液进口与出口；

主流道；

细胞捕获区，所述细胞捕获区与所述主流道具有预设体积流率比。

4.根据权利要求1所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，所述控制器采用注射泵驱动或重力驱动推动所述微流道内细胞悬浮液。

5.根据权利要求3所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，所述控制器通过调整输入电信号实现对三轴中任一轴的正方向与反方向的旋转。

6.根据权利要求5所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，所述控制器对所述多个竖直电极和所述第一导电基底施加初相位相反的交流电信号或交替施加直流电信号，并保持所述第二导电基底浮置，从而在所述主流道内形成竖直向上的介电泳力以抬升所述细胞悬浮液中单细胞，以便于细胞能够流至所述细胞捕获区。

7.根据权利要求6所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，

在实现绕z轴的旋转时，则对所述多个竖直电极同时施加同频率不同初相位的交流电信号或交替施加直流电信号。保持所述第一导电基底和所述第二导电基底浮置，每个竖直电极的初相位依次增加或减少，在腔内产生绕z轴的旋转电场。

在实现绕y轴的旋转时，则对以y-z平面对称的竖直电极、所述第一导电基底和所述第二导电基底施加同频率初相位不同的交流电信号或交替施加直流电信号，保持其它竖直电极浮置，在腔内产生绕y轴的旋转电场，或者对y-z平面对称的竖直电极和所述第二导电基底施加同频率初相位不同的交流电信号或交替施加直流电信号，保持所述第一导电基底和其余竖直电极浮置；以及

在实现绕x轴的旋转时，则对以x-z平面对称的竖直电极、所述第一导电基底和所述第二导电基底施加初相位不同的交流电信号或交替施加直流电信号，保持其它竖直电极浮置，在腔内产生绕x轴的旋转电场，或者对x-z平面对称的竖直电极和所述第二导电基底施加初相位不同的交流电信号或交替施加直流电信号，保持所述第一导电基底和其余竖直电极浮置。

8.根据权利要求1所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，还包括：

支撑基底，用于支撑所述第二导电基底与所述多个竖直电极。

9.根据权利要求8所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，所述多个竖直电极高于所述第二导电基底的上边面预设长度。

10.根据权利要求1所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，所述三维旋转器还包括：

绝缘层，所述绝缘层设置于所述第二导电基底与所述多个竖直电极之间。