[发明专利]用于秀丽线虫的微流控电阻抗检测分选芯片、系统及方法

权利要求书

1.一种用于秀丽线虫的微流控电阻抗检测分选芯片，其特征在于：包括自下而上依次叠设的基板(1)、微流体通道层(2)和气体空腔层(3)，所述基板(1)上设有一对间隔一定距离的共面微电极(101)，所述微流体通道层(2)包括位于上游的线虫微流道(201)、位于分叉下游的目标线虫流道(202)和剩余线虫流道(203)、与线虫微流道(201)相通的下线虫悬浮液入口(204)、与目标线虫流道(202)相通的下目标线虫样本出口(205)和与剩余线虫流道(203)相通的下剩余线虫样本出口(206)，所述线虫微流道(201)、目标线虫流道(202)和剩余线虫流道(203)的上壁形成用于实现流道关闭和开启的气动薄膜，该气动薄膜和微流道通道层为一体成型结构，所述线虫微流道(201)包括依流向分布的呈直线型的线虫直沟道和呈蛇形的线虫弯沟道，所述线虫直沟道位于基板(1)上方的两微电极(101)之间，位于线虫直沟道内的线虫与基板直接接触；所述气体空腔层(3)包括用于控制目标线虫流道(202)开闭的目标空腔(301)、用于控制剩余线虫流道(203)开闭的剩余空腔(302)、以及分别与下线虫悬浮液入口(204)、下目标线虫样本出口(205)和下剩余线虫样本出口(206)相贯通的上线虫悬浮液入口(303)、上目标线虫样本出口(304)和上剩余线虫样本出口(305)；所述目标空腔(301)位于目标线虫流道(202)垂直上方，所述剩余空腔(302)位于剩余线虫流道(203)垂直上方。

2.根据权利要求1所述的用于秀丽线虫的微流控电阻抗检测分选芯片，其特征在于：所述目标空腔(301)和剩余空腔(302)的上壁分别开设有用于输入压缩气体的气体入口(306、307)。

3.根据权利要求1所述的用于秀丽线虫的微流控电阻抗检测分选芯片，其特征在于：所述微流体通道层(2)和气体空腔层(3)相互键合形成结构层，该结构层再与基板(1)相互键合形成一体。

4.根据权利要求1所述的用于秀丽线虫的微流控电阻抗检测分选芯片，其特征在于：所述基板(1)上具有线虫悬浮液入口对准标记(102)、目标线虫样本出口对准标记(103)、剩余线虫样本出口对准标记(104)和键合用十字对准标记一(105)，所述微流体通道层(2)上具有键合用四正方形对准标记(207)，所述气体空腔层(3)上具有键合用十字对准标记二(308)；其中键合用十字对准标记一(105)、键合用四正方形对准标记(207)和键合用十字对准标记二(308)的位置分别相对应。

5.一种利用权利要求1所述的用于秀丽线虫的微流控电阻抗检测分选芯片的分选系统，其特征在于：包括微流控电阻抗芯片、电阻抗检测模块、采集处理分析模块、电磁微阀选通模块、主控模块、线虫进样系统和线虫收集系统，其中所述微流控电阻抗芯片的上线虫悬浮液入口(303)与线虫进样系统相连接，上目标线虫样本出口(304)与线虫收集系统相连接；所述电阻抗检测模块用于产生一施加在微流控电阻抗芯片的微电极上的激励电压信号并采集响应电流信号从而检测线虫微流道中电阻抗值并输出线虫阻抗信号；所述采集处理分析模块用于接收线虫阻抗信号进行处理并与设定阈值比较判断输出分选信号；所述主控模块用于接收分选信号并输出阀控选通信号；所述电磁微阀选通模块用于接收阀控选通信号并控制输入微流控电阻抗芯片内的压缩空气的通断；所述主控模块分别与该微流控电阻抗芯片、电阻抗检测模块、采集处理分析模块和电磁微阀选通模块电连接。

6.一种利用权利要求5所述的用于秀丽线虫的微流控电阻抗检测分选系统的分选方法，其特征在于，包括如下步骤：所述电阻抗检测模块产生一施加在微流控电阻抗芯片的微电极上的激励电压信号并采集响应电流信号从而检测线虫微流道中电阻抗值并输出线虫阻抗信号至采集处理分析模块，所述采集处理分析模块接收线虫阻抗信号进行处理并与设定阈值比较判断输出分选信号至主控模块，所述主控模块接收分选信号并输出阀控选通信号至电磁微阀选通模块，所述电磁微阀选通模块用于接收阀控选通信号并控制输入微流控电阻抗芯片中目标空腔和剩余空腔内压缩空气的通断。

7.一种利用权利要求1所述的用于秀丽线虫的微流控电阻抗检测分选芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、在基板(1)上利用剥离工艺制作一对共面微电极(101)，在硅圆晶上利用基于环氧树脂的负性光刻胶的软光刻工艺制作微流体通道层(2)和气体空腔层(3)，在铸造倒模过程中调节匀胶机的转速保障微流体通道层(2)的厚度；

B、在体视显微镜的观察下，在气体空腔层(3)的目标空腔(301)和剩余空腔(302)的上壁分别开设气体入口(306、307)；

C、在体视显微镜的观察下，在基板(1)上制作线虫悬浮液入口对准标记(102)、目标线虫样本出口对准标记(103)、剩余线虫样本出口对准标记(104)和键合用十字对准标记一(105)，在微流体通道层(2)上制作键合用四正方形对准标记(207)，在气体空腔层(3)上制作键合用十字对准标记二(308)；

D、微流体通道层(2)和气体空腔层(3)分别用去离子水清洗、氮气枪吹干，然后置于氧等离子体清洗机中进行表面改性处理后进行永久性键合形成结构层，键合时在体视镜观察下将气体空腔层(3)上的键合用十字对准标记二(308)与微流体通道层(2)上相应的键合用四正方形对准标记(207)中心重合，以保障目标空腔(301)和剩余空腔(302)分别位于目标线虫流道(202)和剩余线虫流道(203)的两壁上方且处于垂直位置；

E、在体视显微镜的观察下，在结构层上进行打孔，加工形成上/下线虫悬浮液入口(303、204)、上/下目标线虫样本出口(304、205)和上/下剩余线虫样本出口(305、206)；

F、结构层和基板(1)分别用去离子水清洗、氮气枪吹干，然后置于氧等离子体清洗机中进行表面改性处理后进行永久性键合；键合时在体视镜观察下将基板(1)上的键合用十字对准标记一(105)中心与微流体通道层(2)上相应的键合用四正方形对准标记( 207 ) 中心对准重合，以保障线虫微流道(201)位于两共面微电极(101)之间。