[发明专利]一种基于液滴寄存的肿瘤细胞筛查微流控装置及筛查方法

说明书

本发明涉及一种基于液滴寄存的肿瘤细胞筛查微流控装置及筛查方法，属于微流控技术领域。本发明包括玻璃基片和固定在其上的PDMS芯片，其中PDMS材料构成整个芯片，通过微细加工技术制作微通道结构，通过十字型结构生成一个液滴包裹一个血红细胞或者肿瘤细胞，然后经过液滴寄存被动阀，由于血红细胞和肿瘤细胞的尺寸和柔软程度差异，包裹血红细胞的液滴和包裹肿瘤细胞的液滴通过液滴寄存器的个数不一样，通过激光检测液滴通过的个数，从而检测出是否有肿瘤细胞，实现极少样品量的高灵敏度实时检测。本发明实现了将流体采样、驱动、操控、运输及检测分析集成于微流控芯片上，实现液体流动可控、微量及痕量物质的输运以及高效检测。

技术领域

本发明涉及一种基于液滴寄存的肿瘤细胞筛查微流控装置及筛查方法，属于微流控技术领域。

背景技术

微流控芯片以及广泛应用于疾病诊断、药物筛选、环境检测、食品安全等领域。微流控芯片的基本要点之一就是对微尺度下的流体进行操作和控制,而作为操作和控制的对象的流体量又极其微小，物质的很多表现形式和常量物质有所不同。肿瘤症是威胁人类生命健康最危险的疾病之一，其产生的根本原因是控制细胞生长增殖机制失常，即与细胞凋亡的异常有关，肿瘤细胞传统的医学检测方法对其检测效率较低所致。因此，如何快速、准确的对肿瘤细胞进行定量检测与分选是现代生物学研究的紧迫问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于液滴寄存的肿瘤细胞筛查微流控装置及筛查方法，能够实现微量及恒量物质的输运以及高效检测。

本发明采用的技术方案：一种基于液滴寄存的肿瘤细胞筛查微流控装置，包括玻璃基片1和固定在其上的PDMS芯片2、控制器，PDMS芯片2上包含了连续相入口4、共聚焦结构5、连续相出口7、分散相入口6、寄存器通道、出口3，共聚焦结构5为十字形通道，共聚焦结构5的两个入口端通过微通道分别与连续相入口4、分散相入口6连接，两个出口端通过微通道分别与连续相出口7及寄存器通道的入口连接，从分散相入口6进入的分散相与从连续相入口4进入的连续相经过共聚焦结构5生成包裹细胞液滴8，包裹细胞液滴8通过共聚焦结构5与寄存器通道的入口之间的微通道进入寄存器通道，寄存器通道为向上连续折弯形且其内自前向后依次设有若干个结构相同、长度逐渐变短的寄存器，寄存器与控制器连接，相邻两个寄存器上下交错设在寄存器通道的折弯处，包裹细胞液滴8以固定的频率依次通过每个寄存器，每个寄存器可检测通过其的包裹细胞液滴8的个数，寄存器通道的出口通过微通道与出口3连接。

优选地，所述的出口3、连续相入口4、分散相入口6、连续相出口7整齐排列在PDMS芯片2的左侧，寄存器通道设置在PDMS芯片2的右侧。

具体地，所述的寄存器通道内自前向后依次设有液滴寄存器Ⅰ9、液滴寄存器Ⅱ10、液滴寄存器Ⅲ11、液滴寄存器Ⅳ12、液滴寄存器Ⅴ13、液滴寄存器Ⅵ14，相邻液滴寄存器之间通过微通道连接，液滴寄存器Ⅴ13包括寄存腔、激光检测器13-5，激光检测器13-5与控制器连接，寄存腔包括寄存腔入口13-2、腔体、寄存腔出口13-4，寄存腔入口13-2与前端微通道连接，寄存腔出口13-4与折弯处的竖向微通道连接，激光检测器13-5安装在寄存腔正上方的微通道中，寄存腔的宽度大于前后连接的微通道的宽度，寄存腔的腔体内设有与腔体内壁间隔放置的长方形辅助结构Ⅰ13-1、长方形辅助结构Ⅱ13-3，长方形辅助结构Ⅱ13-3位于长方形辅助结构Ⅰ13-1的末端且其长度大于长方形辅助结构Ⅰ13-1的长度，长方形辅助结构Ⅰ13-1包括若干组上下对称且水平放置的长方形板，同一水平线上相邻两长方形辅助结构Ⅰ13-1等间隔设置，相对两长方形辅助结构Ⅰ13-1之间的宽度等于前端微通道的宽度，长方形辅助结构Ⅱ13-3包括相互垂直的一水平放置的长方形板和一垂直放置的长方形板，垂直放置的长方形辅助结构Ⅱ13-3位于水平放置的长方形辅助结构Ⅱ13-3的上方且垂直放置的长方形辅助结构Ⅱ13-3与上方的长方形辅助结构Ⅰ13-1的末端形成缺口，进入寄存腔内的包裹细胞液滴8从缺口挤出后从寄存腔出口13-4进入后端的微通道。