[发明专利]集成单细胞捕获的微流控细胞分选芯片

说明书

本发明集成单细胞捕获的微流控细胞分选芯片，属于微流控芯片领域；提供了能够用在白血病检测诊断而且不破坏白血病细胞活性的微流控芯片；技术方案为：包括基底和细胞捕获器，基底上溅射有电极对，细胞捕获器上设有一个样品入口和两个样品出口，细胞捕获器包括上捕获层和下捕获层，上捕获层和下捕获层对准键合后形成细胞捕获阵列和微流通道，细胞捕获阵列包括多个同形的单细胞捕获结构，单细胞捕获结构包括U形柱和圆柱，样品入口贯穿上捕获层后与微流通道的首端相连，微流通道经过电极对后分两路，每路与一个细胞捕获阵列的前端相连，与细胞捕获阵列后端相连的微流通道与贯穿上捕获层的样品出口相连；本发明可用于细胞分选领域。

技术领域

本发明集成单细胞捕获的微流控细胞分选芯片，属于微流控芯片技术领域。

背景技术

细胞分离是现代生物学的重要组成部分，也是细胞研究中的关键步骤之一，在疾病诊断和单细胞分析中是非常重要的。目前,粒子分离的方法分为主动和被动分离，现阶段的分离技术有磁激发细胞分离技术、荧光激发细胞分离技术、离心分离技术和介电电泳分离技术。在这些方法中，介电电泳免标记分离的细胞可以进一步培养后续的生物分析，还具有低成本、高效、非侵入等优点，可以分离不同类型的粒子，如DNA，蛋白质，病毒和细菌等，还成功的分离了高通量并精准筛选能够获得大量的目标细胞，从而应用于细胞生物学、生物医学、组织工程学、药代动力学、组合化学和司法认定等方面的研究。

介电电泳是微粒处于非均匀电场中由于计划现象而产生运动的一种现象。近年来，介电电泳微流控芯片研究已从最初对样品的简单富集操作，扩展到了诸多方面。介电电泳微流控芯片一般采用 MEMS 技术加工制作，整个操作过程都比较容易调控和实现集成化、自动化。将介电电泳技术与流体力、电场力、激光镊子等模式集成是研究的新方向，而微流控芯片介电电泳分析系统中的微电极结构是决定效能的关键因素之一，目标微粒和悬浮液的介电常数、电场梯度大小是影响介电电泳力的主要因素，其中电极形状决定电场梯度的方向和大小，因此，电极形状的选择对微流控芯片的设计就非常重要了，而设计出分离性能高、结构合理的微电极结构就成了人们关注的重点。

THP-1细胞和OCI细胞是两种人急性髓细胞性白血病细胞，它们直径相近，其细胞直径都为15～20μm，传统上采用介电泳方法分离，但是该方法会对细胞的活性造成影响。

发明内容

本发明集成单细胞捕获的微流控细胞分选芯片，克服了现有技术成本高、成品率低的不足，提供了一种能够用在白血病检测诊断而且不破坏白血病细胞活性的微流控芯片。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种集成单细胞捕获的微流控细胞分选芯片，包括基底和细胞捕获器，基底上溅射有电极对，细胞捕获器上设有一个样品入口和两个样品出口，细胞捕获器包括上捕获层和下捕获层，上捕获层和下捕获层对准键合后形成细胞捕获阵列和微流通道，细胞捕获阵列包括多个同形的单细胞捕获结构，每个单细胞捕获结构包括U形柱和圆柱，U形柱与上捕获层相连，圆柱与下捕获层相连，样品入口贯穿上捕获层后与微流通道的首端相连，微流通道经过电极对后分两路，每路与一个细胞捕获阵列的前端相连，与细胞捕获阵列后端相连的微流通道与贯穿上捕获层的样品出口相连。

进一步，所述电极对中包括多对梯形微电极和插指微电极，梯形微电极的长度为120 ～480μm，宽度为20～80μm，高度为120～480μm，相邻梯形微电极之间的间隔是20～80μm。

进一步，所述梯形微电极和插指微电极的对数为十对。

进一步，所述基底所用的材料为玻璃。

进一步，所述样品入口的直径为100～460μm，所述样品出口包括第一样品出口和第二样品出口，第一样品出口的直径为60～280μm，第二样品出口的直径为80～320μm。