[发明专利]一种基于凹槽液滴捕获的细胞微环境调控芯片装置

说明书

一种基于凹槽液滴捕获的细胞微环境调控芯片装置，属于微流控技术领域。该装置由主体固体结构、入口、不同横纵比凹槽捕获结构、主通道结构、出口、和下底板组成，可以实现细胞微环境的调控。不同横纵比的设计满足不同实验条件的要求，节约了实验成本，方便实验的进行。而凹槽入口处缩口的设计可以实现对凹槽内剪应力的改变，有利于不同种类细胞生存环境的调控。该装置克服了传统分装置的复杂和难操作的缺点，其结构简单，提高了实验的精确性，增加了实验方案的灵活性。本发明有利于进行高精度的细胞微环境调控，对人类生物医学的科学研究具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种新型的可用于进行细胞微环境调控实验的实验装置。本发明属于微流控技术研究领域。

背景技术

液滴微流控作为微流控芯片研究中的重要分支，是近年来在传统连续流微流控系统基础上发展起来的，可以通过液滴的产生、合并以及融合，来模拟在生物细胞中进行的化学反应，在医学诊断，药品开发、生物细胞分析，生物细胞合成等众多领域发挥重要作用。液滴微流控由于具有易于操控、高通量和可避免交叉污染等优势被应用于流式细胞术。液滴内微环境的研究是实现精细胞生存微环境调控的基础，二次流下液滴内部流动行为直接影响封裹着的细胞，强流场剪切力会改变细胞生理结构。基于液滴微流控的流式细胞术可通过改变液滴内部微环境调控细胞存活率，提高细胞存活率可用于培养精细胞等，降低细胞存活率可用于杀死癌细胞等。目前对于细胞生存及运行的液滴内部微环境的研究多基于单纯微通道和双支路捕获微通道，但这两种方法操作较为困难繁琐，局限性较大。因此，发明一种新型的可用于进行细胞微环境调控实验的实验装置具有重要科研价值。

发明内容

本发明目的是实现细胞微环境调控，设计一种基于微通道凹槽液滴捕获的微流控芯片装置，该装置可以实现细胞微环境较为精准的调控，其操作简单，应用范围广，具有较高的科研应用价值，其采用的技术方案如下：

本发明采用的技术方案为一种基于凹槽液滴捕获的细胞微环境调控芯片装置，包括主体固体结构1、入口2、1:1凹槽捕获结构3、1:2凹槽捕获结构4、1:3凹槽捕获结构5、主通道结构6、凹槽缩口结构7、出口8和下底板9。

具体而言，入口2、1:1凹槽捕获结构3、1:2凹槽捕获结构4、1:3凹槽捕获结构5、主通道结构6、凹槽缩口结构7和出口8为主体固体结构1上的凹槽或孔洞结构，且各凹槽或孔洞结构为芯片工作时流体流动区域；

1:1凹槽捕获结构3宽度范围设定在600微米，高度设置在600微米；

1:2凹槽捕获结构4宽度范围设定在600微米，高度设置在1200微米；

1:3凹槽捕获结构5宽度范围设定在600微米，高度设置在1800微米；

凹槽缩口结构7设定缩口比例从0-100％，以期对凹槽内剪应力环境进行改变。

入口2设计为两个，省去频繁更换入口实验试剂的麻烦。

两个入口2分别设置在主通道结构6一侧的端部，出口8设置在主通道结构6的另一侧；一个入口2与主通道结构6垂直，一个入口2与主通道结构6在同一直线上；1:1凹槽捕获结构3、1:2凹槽捕获结构4、1:3凹槽捕获结构5沿入口到出口方向顺次布置在主通道结构6上，1:1凹槽捕获结构3、1:2凹槽捕获结构4、1:3凹槽捕获结构5与主通道结构6通过凹槽缩口结构7连通。

所述主体结构1和下底板9均由聚二甲基硅氧烷制作，并通过氧离子上下键合固定，下底板9置于主体结构1底部，以支撑芯片主体结构并提供流动空间；

本发明总体工作过程如下：