[发明专利]一种细胞双向介电泳单细胞操控微流控芯片

权利要求书

1.一种细胞双向介电泳单细胞操控微流控芯片，其特征在于，所述芯片包括依次连接的进口单元(1)、单细胞介电泳操控单元和出口单元(2)；

所述进口单元(1)包括细胞混合液进口和缓冲液进口；

所述单细胞介电泳操控单元包括含有微阱(9)的微流道(3)、可寻址电极(4)和平板电极(8)；

所述微流道(3)设于可寻址电极(4)和平板电极(8)之间，且所述微阱(9)设于微流道(3)靠近可寻址电极(4)的一侧；所述芯片将三维电极两维化，无需进行加工上下层电极和嵌与两层电极之间的微阱；

所述微阱(9)与所述可寻址电极(4)一一对应；

所述可寻址电极(4)的另一端为可寻址电极驱动输入引脚(4’)；

所述进口单元(1)、单细胞介电泳操控单元和出口单元(2)设置于衬底(5)之上；

所述进口单元(1)和出口单元(2)贯穿依 次设置于衬底(5)之上的透明密封层(7)和介电层(6)。

2.如权利要求1所述的细胞双向介电泳单细胞操控微流控芯片，其特征在于，所述衬底(5)为硅、玻璃或聚合物衬底，厚度为0.5mm～3mm。

3.如权利要求1所述的细胞双向介电泳单细胞操控微流控芯片，其特征在于，所述可寻址电极(4)的材料为导电金属；所述可寻址电极(4)形状为针尖形、方形或弧形，厚度为0.1μm～1mm，可寻址电极(4)宽W1为1μm～1mm，两可寻址电极(4)的间距W2为2～5倍的可寻址电极(4)宽W1，数目可为任意个数。

4.如权利要求1所述的细胞双向介电泳单细胞操控微流控芯片，其特征在于，所述可寻址电极(4)与微阱(9)的间距W4为1μm～50μm。

5.如权利要求1所述的细胞双向介电泳单细胞操控微流控芯片，其特征在于，所述介电层(6)的材料为SU8光刻胶或光敏性聚酰亚胺。

6.如权利要求1所述的细胞双向介电泳单细胞操控微流控芯片，其特征在于，所述微阱(9)可为任意形状，尺寸根据操控的细胞尺寸设置。

7.如权利要求1所述的细胞双向介电泳单细胞操控微流控芯片，其特征在于，所述含有微阱(9)的微流道(3)深为20μm～200μm，宽20μm～300μm；所述含有微阱(9)的微流道(3)一端与进口单元(1)相连通，另一端与出口单元(2)相连通。

8.如权利要求1所述的细胞双向介电泳单细胞操控微流控芯片，其特征在于，所述平板电极(8)材料为导电金属，宽度为10μm～10mm，厚度与可寻址电极(4)的厚度一致；所述平板电极(8)与含有微阱(9)的微流道(3)的间距W3为1μm～50μm。

9.如权利要求1所述的细胞双向介电泳单细胞操控微流控芯片，其特征在于，所述透明密封层(7)为玻璃或透明聚合物，厚度为100μm～10mm。

10.一种应用如权利要求1～9中任一项所述的细胞双向介电泳单细胞操控微流控芯片的单细胞操控方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、细胞混合液从细胞混合液进口进入，流经单细胞介电泳操控单元时，在施加了频率F1的电驱动的可寻址电极(4)的作用下，使细胞进行正向介电泳被捕获至微阱(9)中；

S2、缓冲液从缓冲液进口进入，将未被捕获于微阱(9)的细胞排出双向介电泳单细胞操控微流控芯片；捕获于微阱(9)中的目标细胞，在施加了频率F2的电驱动的可寻址电极(4)的作用下，使该电极对应的微阱(9)中的细胞进行负向介电泳而移出微阱(9)；

S3、利用缓冲液将目标细胞从出口单元(2)移出。

11.如权利要求10所述的单细胞操控方法，其特征在于，所述频率F1和频率F2的电驱动的波形为三角波、方波或正弦波，频率为1Hz～10MHz，峰值为5V～20V。