[发明专利]一种基于液滴微流控芯片的单细胞分离方法

说明书

本发明提供了一种基于液滴微流控芯片的单细胞分离方法，具体步骤如下：A.将单细胞悬液从分散相入口流入分散相进液通道；B.将油相液体从连续相入口流入连续相进液通道；C.两相汇合形成包裹单细胞的液滴，随着储液池中大量液滴生成，液滴流经液滴捕获单元上方，静置2～5min，当液滴慢慢沉降入液滴捕获单元，将多余液滴吸出；D.将捕获单细胞的液滴芯片置于37℃培养箱培养，随后加入DAPI进行核染，检测单细胞捕获率。本发明的优点在于：操作简便、快捷；细胞与试剂用量少，实验成本低廉；高度集成化；应用范围广泛。

技术领域

本发明属于微流控技术和细胞生物学领域，具体涉及一种基于液滴微流控芯片的单细胞分离方法。

背景技术

微流控芯片实验室是把化学和生物等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测及细胞培养、分离、分裂等基本操作单元集成到一块几平方厘米(甚至更小)的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用以取代常规化学和生物实验室的各种功能的一种技术平台。微流控芯片的基本特征和最大优势是多种单元技术在整体可控的微小平台上灵活组合、规模集成。高通量是规模集成的一种形式，只是被集成的操作单元或单元群是相同的。

近几年的生物学和医学研究发现，针对单个细胞的细胞生物学研究有着重要的意义。同一种细胞，不同细胞个体之间也可能有很大的差异，而变异最显著的细胞往往能够揭示重要生物学现象或者提示重大疾病的发生，揭示癌症发病机制，懂得细胞分化与组织发育原理，识别基因表达特性与细胞特征。因此，准确捕获差异显著的单细胞群体并进行精确鉴定是生物医学研究中急需的关键技术。

随着液滴微流控技术的迅速发展，为人们提供了一种操纵微米尺度流体的方法，其在单细胞分析中的应用引起了越来越多的关注。液滴可作为独立的单细胞微反应器，能够有效控制扩散，提高检测灵敏度，已被成功应用于多种单细胞分析中。此外，从大量的样本(例如血液)中准确捕获特定细胞并对其进行鉴定鉴定，也是传统技术(如流式细胞仪)难以实现的。

本发明利用聚合物芯片和液滴微流控技术实现单细胞的高通量分离，整个装置结构简单，无需任何复杂和昂贵的设备，可实现高通量，操作方便，可快速分离悬浮培养的单细胞、减少细胞损伤且便于进行后期的细胞实验。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于液滴微流控芯片的单细胞分离方法，以解决以往单细胞分离过程中存在的操作步骤繁琐复杂、容易造成细胞损伤、捕获效率低等局限，本发明制备过程稳定，操作简单，集成度高。

一种液滴微流控芯片，由两层组成，上层为液滴生成单元，下层为液滴捕获单元；

所述芯片液滴生成单元具体设置有下述结构：分散相入口、连续相入口、分散相进液通道、连续相进液通道、液滴生成十字通道、液体流出通道、出液口、储液池；所述芯片的分散相入口连接分散相进液通道；

所述芯片的连续相入口连接连续相进液通道；

所述芯片的两个进液通道交汇处呈“十”字交叉，形成液滴生成十字通道；

所述芯片的液体流出通道连接液滴生成十字通道和出液口；

所述芯片包含一个开放式储液池，储液池连接出液口，位于液滴捕获单元上方。

所述芯片的液滴捕获单元为圆柱形的凹陷小坑结构，共有5000～10000个；

所述液滴捕获单元的直径为100～300μm，高度为100～200μm，每个单元间距为50～100μm；

一种基于液滴微流控芯片的单细胞分离方法，具体步骤如下：

A.将单细胞悬液从分散相入口流入分散相进液通道；所述芯片分散相流速为0.5～10μL/min；

B.将油相液体从连续相入口流入连续相进液通道；连续相流速为0.5～20μL/min；