[发明专利]基于介电泳的细胞筛选装置及其筛选方法

说明书

本发明涉及一种基于介电泳的细胞筛选装置，属于细胞过滤分选技术领域。该装置包括ITO玻璃基底层、3D电极层、PDMS盖片层。所设计的3D电极层由两排电极组成，其中每四个小长方体电极与大长方体电极相对应布置在芯片通道两侧，从而产生非均匀的电场。通过对电极的设计，利用介电泳力，使目标微细胞受正介电泳力，非目标细胞受负介电泳力，通过该装置使样品细胞在分离通道内做“正弦曲线”流动，在样品细胞靠近小长方体电极时，目标细胞受到更强正介电泳力，将沿靠近电极的流道流出，从而使目标细胞更好从样品细胞中筛选出来，实现细胞的高效分离。

技术领域

本发明属于细胞过滤分选技术领域，涉及一种基于介电泳效应的细胞多级筛选装置及其筛选方法。

背景技术

微流控芯片近年来在各个领域中获得了越来越多的关注，比如，化学分析、单细胞分析、医疗诊断和组织工程等领域。它的巨大优势在于简单快速的加工过程，缩短了分析时间，检测小容量样品的高灵敏度以及可实现多功能集成化等。而基于微流控芯片对生物颗粒或者细胞进行操纵和分离，在生物医疗、临床诊断、食物细菌检测以及环境监测等领域具有重要的影响，因而得到了众多学者的研究。

基于微流控进行颗粒或者细胞分离的方法通常包括光学、磁场、声场以及电场方法，而在电场方法中，介电泳(Dielectrophoresis，DEP)的方法被广泛应用于微纳米颗粒或者细胞的分离。介电泳是指，基于颗粒和溶液的不同特性，颗粒在非均匀电场下的运动。然而当所需分离微纳米颗粒或细胞含量极少时，介电泳分离方法面临着集成度低、捕获率低的缺陷。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种基于介电泳的细胞筛选装置(分离芯片)，通过设计非均匀的电场，利用介电泳力，使样品细胞做“正弦曲线”流动时，从中筛选出目标细胞。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于介电泳的细胞筛选装置，包括ITO玻璃基底层、3D电极层、PDMS盖片层；

所述ITO玻璃基底层设有两排ITO电极，包括ITO电极Ⅰ与ITO电极Ⅱ，可将其作为电源线与3D电极层之间的导线；

所述3D电极层积淀在ITO玻璃基底层，与ITO玻璃基底层设置的ITO电极相连；所述PDMS盖片层与积淀3D电极层的ITO玻璃基底层键合；

所述3D电极层由两排3D电极组成，其中一排3D电极由第二组3D电极、第四组3D电极、第六组3D电极、第八组3D电极组成；另一排3D电极由第一组3D电极、第三组3D电极、第五组3D电极、第七组3D电极组成，所述3D电极层的两排3D电极分别与ITO玻璃基底层的两排ITO电极对应连接；

所述PDMS盖片层一端设有与液体注射泵相连的圆形入口腔，中间为分离通道，另一端设有圆形出口腔Ⅰ、圆形出口腔Ⅱ和圆形出口腔Ⅲ，所述圆形入口腔、圆形出口腔Ⅰ、圆形出口腔Ⅱ和圆形出口腔Ⅲ为敞口式。

所述的3D电极层的两排3D电极其中每四个小长方体电极与大长方体电极相对应布置在分离通道两侧，从而产生非均匀的电场。

所述ITO电极Ⅰ与ITO电极Ⅱ由ITO玻璃基底表面的ITO导电膜腐蚀后留存得到；所述ITO电极Ⅰ与ITO电极Ⅱ厚度均为200nm。

所述3D电极层中第一组3D电极、第四组3D电极、第五组3D电极、第八组3D电极均是由大小相同的四个小长方体电极组成；第二组3D电极、第三组3D电极、第六组3D电极、第七组3D电极均是由相同的大长方体电极组成。

所述3D电极层4的顶面、侧面和后面与PDMS连接，前面分离通道18一起作为通道壁的一部分。

所述3D电极层中两排3D电极之间间距为70um～150um，每组3D电极之间间距为70um～200um，3D电极层厚度30um～60um。