[发明专利]一种微流控芯片及其制备方法和捕获方法

说明书

一种微流控芯片及其制备方法和捕获方法，其中，微流控芯片包括：微流控通道薄膜(1)，微流控通道薄膜(1)中设置有预设形状的微流控通道(2)，微流控通道(2)每一端点处均设置有穿过微流控通道薄膜(1)的通孔(3)；基底(4)，键合至微流控通道薄膜(1)，以闭合微流控通道(2)；响应水凝胶微结构阵列(5)，其为由响应水凝胶微结构(6)组成的闭合结构，设置在微流控通道(2)中，响应水凝胶微结构(6)的尺寸通过其所处环境控制。通过采用尺寸可调节的响应水凝胶微结构以控制响应水凝胶微结构阵列的间距来捕获物体，无需外接其它设备。

技术领域

本发明涉及芯片器件领域，具体涉及一种微流控芯片及其制备方法和捕获方法。

背景技术

不同的细胞个体之间，在基因转录，转译，蛋白质活性和代谢丰度等方面存在差异。当单个细胞基因组例如单核苷酸变异(SNVs)、拷贝数变异(CNVs)和结构变异时，很可能导致癌症及其他疾病产生。在传统的细胞研究中都是以细胞群获得特征信息，并不能体现出单个细胞之间的差异。因此从细胞群中分离和提取单细胞，实现单细胞的捕获，进而在神经科学、干细胞生物学和癌症诊断等领域中研究分析单个细胞具有极大的意义。

基于微流控芯片的细胞分离技术可分为主动技术和被动技术。主动技术依赖于光、磁、声和电等外立场来实现细胞分离，因此主动技术实现细胞分离时需要在微流控芯片上连接提供外立场外力场的设备，而这些设备往往体积大、结构复杂并且价格高昂，与微流控芯片的概念背道而驰。被动技术依赖于微流控通道的几何形状和固有的流体动力来实现细胞分离，无需连接外接设备，但是这种被动技术不稳定，一旦流体发生变化，被捕获的细胞很容易摆脱捕获，这极大的限制了其在单细胞研究中的应用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种微流控芯片及其制备方法和捕获方法，通过采用飞秒激光全息加工方法将响应水凝胶加工成尺寸可控制的响应水凝胶微结构以形成响应水凝胶微结构阵列，从而调节响应水凝胶微结构阵列所处环境来捕获目标物体，并且捕获方式简单，无需外接复杂设备。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明一方面提供一种微流控芯片，包括：微流控通道薄膜，微流控通道薄膜中设置有预设形状的微流控通道，微流控通道每一端点处均设置有穿过微流控通道薄膜的通孔；基底，键合至微流控通道薄膜，以闭合微流控通道；响应水凝胶微结构阵列，其为由响应水凝胶微结构组成的闭合结构，设置在微流控通道中，响应水凝胶微结构的尺寸通过其所处环境控制。

可选地，通孔的数量为一个及以上，每一通孔为微流控通道的入口或出口。

可选地，所处环境变化时，响应水凝胶微结构阵列中位于出口的一侧相邻响应水凝胶微结构的间距小于一预设值，响应水凝胶微结构阵列中位于入口的一侧相邻响应水凝胶微结构的间距大于或小于上述预设值。

可选地，响应水凝胶微结构阵列的数量为一个及以上。

可选地，响应水凝胶为热响应水凝胶、pH响应水凝胶、光响应水凝胶、溶剂响应水凝胶或分子水凝胶。

可选地，微流控通道薄膜为PDMS薄膜。

本发明另一方面提供一种微流控芯片的制备方法，包括：S1：制备微流控通道薄膜，并在微流控通道薄膜中制备预设形状的微流控通道，以及在微流控通道的每一端点处制备穿过微流控通道薄膜的通孔；S2：将基底键合至微流控通道薄膜，以闭合微流控通道；S3：在微流控通道中制备响应水凝胶微结构阵列，其中，响应水凝胶微结构阵列为由响应水凝胶微结构组成的闭合结构，该响应水凝胶微结构的尺寸通过其所处环境控制。

可选地，飞秒激光全息加工的飞秒激光的波长为800nm，脉宽为75fs，重复频率为80MHz，能量为50-150mW。