[发明专利]三维螺旋结构细胞分选微流控芯片及其制作方法

权利要求书

1.一种三维螺旋结构细胞分选微流控芯片，其特征在于，包括样品入口、至少两个样品出口以及一条或者多条细胞分选流道；所述细胞分选流道包括三维螺旋微流道和分流岔道，所述三维螺旋微流道连通所述样品入口并且呈螺旋阶梯状延伸用以将样品中不同尺寸的细胞聚焦至不同平衡位置，三维螺旋微流道为若干条分别位于相互平行的不同平面上的弧形微流道在垂直方向上依次首尾连通形成；所述分流岔道连接所述三维螺旋微流道用以对不同平衡位置的不同尺寸细胞进行分流，分流岔道设置有至少两个出液端；每个样品出口对应连通一个出液端用以将不同平衡位置的不同尺寸细胞对应从不同的样品出口导出。

2.根据权利要求1所述的三维螺旋结构细胞分选微流控芯片，其特征在于，所述三维螺旋微流道的横截面尺寸和样品中细胞的尺寸的关系为：

ap/Lc≥0.07

其中：ap 为样品中细胞的直径；Lc 为三维螺旋微流道的特征尺寸。

3.根据权利要求2所述的三维螺旋结构细胞分选微流控芯片，其特征在于，所述三维螺旋微流道的横截面为低深宽比矩形。

4.根据权利要求3所述的三维螺旋结构细胞分选微流控芯片，其特征在于，还包括本体，所述样品入口设置在本体上部，所述样品出口设置在本体下部，所述细胞分选流道在所述本体内部延伸，本体内部设置有多条细胞分选流道。

5.根据权利要求4所述的三维螺旋结构细胞分选微流控芯片，其特征在于，本体内还设置有导流流道，所述导流流道包括与样品入口连接的直流道以及与直流道连接的多条分支流道，每条分支流道对应连接一条细胞分选流道；所述多条细胞分选流道通过所述导流流道连通所述样品入口；

本体内还设置有与样品出口一一对应连接的至少两条汇流道，所述汇流道连接在分流岔道和样品出口之间；各条所述分流岔道的相同出液端均对应连接相同的汇流道，用以将相同平衡位置的同尺寸细胞汇流至同一汇流道并从同一样品出口导出。

6.根据权利要求5所述的三维螺旋结构细胞分选微流控芯片，其特征在于，所述本体呈圆柱体结构，包括自上至下依次同轴排布连接的入口部、微流道主体部和出口部。

7.根据权利要求6所述的三维螺旋结构细胞分选微流控芯片，其特征在于，所述样品入口和所述导流流道设置在所述入口部，入口部包括自上至下依次同轴排布的入口芯片层、第一粘结层、第一导流层、第二粘结层以及第二导流层；样品入口设置在入口芯片层上表面的中心位置；所述直流道自所述样品入口向下延伸并贯穿所述入口芯片层和第一粘结层，所述分支流道包括依次连接的直流段、第一导流孔、圆弧段和第二导流孔，所述直流段自所述直流道的末端沿第一导流层的上表面中心位置向外周延伸，第一导流孔设置在直流段的末端并贯穿所述第一导流层和第二粘结层，圆弧段自所述第一导流孔的出口处沿第二导流层的上表面向外周延伸，第二导流孔设置在所述圆弧段末端并贯穿所述第二导流层。

8.根据权利要求6所述的三维螺旋结构细胞分选微流控芯片，其特征在于，所述三维螺旋微流道设置在所述微流道主体部，微流道主体部包括自上至下依次同轴排布的若干微流道芯片层，每层所述微流道芯片层下方均设置一个第三粘结层；所述三维螺旋微流道包括若干条弧形微流道和若干个微流孔，所述弧形微流道和微流孔依次间隔排布连接；每条弧形微流道对应在一层微流道芯片层的上表面沿周向延伸，所述微流孔自弧形微流道的末端向下延伸并贯穿该层微流道芯片层以及对应设置在该层微流道芯片层下方的第三粘结层。

9.根据权利要求6所述的三维螺旋结构细胞分选微流控芯片，其特征在于，所述分流岔道、汇流道以及样品出口均设置在所述出口部，出口部包括自上而下依次同轴排布的细胞分流层、第四粘结层、汇流层以及出口层；所述分流岔道设置在细胞分流层的上表面，样品出口均设置在所述出口层的下表面；所述汇流道依次贯穿所述细胞分流层、第四粘结层、汇流层以及出口层。

10.一种根据权利要求5~9任一项所述的三维螺旋结构细胞分选微流控芯片的制作方法，其特征在于，包括下述步骤：

（1）先设计样品入口、导流流道、细胞分选流道、汇流道以及样品出口的形状以及数量，并提供制作材料，所述制作材料包括若干聚氯乙烯薄膜以及若干粘结层；

（2）根据样品入口、导流流道、细胞分选流道、汇流道以及样品出口的形状以及数量，采用激光加工技术，在各聚氯乙烯薄膜和各粘结层上雕刻相应的图案；

（3）将雕刻好的各制作材料，按照相应的位置关系依次堆叠整体封装，即得。