[发明专利]一种基于微流控芯片的单细胞分离装置和方法

权利要求书

1.一种基于微流控芯片的单细胞分离装置，包括微流控芯片，微流控芯片配备有动力系统，动力系统作用是将高倍稀释细胞悬液、缓冲液注入到微流控芯片中，其特征在于：微流控芯片依次设有单细胞排列区(100)、单细胞电阻检测区(200)和单细胞分离区(300)；

所述的单细胞排列区(100)包括细胞悬液流通管道(101)，细胞悬液流通管道(101)入口外接高倍稀释CTCs细胞悬液；

所述的单细胞电阻检测区(200)包括下游管道(201)，下游管道(201)的入口和细胞悬液流通管道(101)出口连接，细胞悬液流通管道(101)和下游管道(201)连接成直流道，下游管道(201)上面设有电阻检测上电极(202)，下游管道(201)下面设有电阻检测下电极(203)，电阻检测上电极(202)、电阻检测下电极(203)和计算机(204)连接；

所述的单细胞分离区(300)包括分离区管道，分离区管道为四路分支结构，分离区管道入口和下游管道(201)出口连接，分离区管道和下游管道(201)连接成直流道，分离区管道设有缓冲液进样口(301)、单细胞出口(302)和废液出口(304)，缓冲液进样口(301)和废液出口(304)之间的分离区管道内设有电渗驱动右电极(303)和电渗驱动左电极(305)，电渗驱动右电极(303)、电渗驱动左电极(305)和计算机(204)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的单细胞分离装置，其特征在于：所述的细胞悬液流通管道(101)直径为3-6倍的CTCs细胞当量直径。

3.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的单细胞分离装置，其特征在于：所述的下游管道(201)的直径为3-6倍的CTCs细胞当量直径。

4.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的单细胞分离装置，其特征在于：所述的电阻检测上电极(202)、电阻检测下电极(203)宽度为50μm，长度100μm；电阻检测上电极(202)、电阻检测下电极(203)为铂电极。

5.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的单细胞分离装置，其特征在于：所述的分离区管道直径均为3-6倍的CTCs细胞当量直径，单细胞出口(302)入口为一渐变结构。

6.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的单细胞分离装置，其特征在于：所述的电渗驱动右电极(303)和电渗驱动左电极(305)长度为60μm，宽度20μm，电渗驱动右电极(303)和电渗驱动左电极(305)为铂电极。

7.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的单细胞分离装置，其特征在于：所述的单细胞出口(302)直接对接PCR管，装载生成的单细胞悬液。

8.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的单细胞分离装置，其特征在于：所述的微流控芯片面积不超过10个平方厘米，流体通道总长度4～5cm。

9.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的单细胞分离装置，其特征在于：所述的微流控芯片材质是玻璃或者高分子聚合物材质，加工方法是湿法刻蚀、数控CNC或者开模注塑。

10.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的单细胞分离装置的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)高倍稀释CTCs细胞悬液通过动力系统注入微流控芯片管路，同时通过动力系统将缓冲液注入到缓冲液进样口(301)；CTCs细胞悬液在细胞悬液流通管道(101)、下游管道(201)连接的直流道中流动过程中逐渐在升力作用下到达平衡位置，形成稳定单细胞排列；

2)当高倍稀释CTCs细胞悬液流过单细胞电阻检测区(200)时，电阻检测上电极(202)加载直流电压、电阻检测下电极(203)采集信号，信号被计算机(204)连续采集并进行数据处理；

3)当单细胞分离区(300)未检测到单细胞通过时，电渗驱动右电极(303)、电渗驱动左电极(305)不加载电渗驱动电压；当单细胞分离区(300)检测到单细胞通过时，电渗驱动右电极(303)、电渗驱动左电极(305)加载电渗驱动电压，实现单细胞分离。