[发明专利]一种液滴生成芯片及其制备方法和在单细胞测序中的用途

说明书

本发明属于微流控技术领域，具体为一种简易液滴生成芯片及其制备方法和在单细胞测序中的用途。本发明液滴生成芯片，其上端含有两个流体入口，分别用于注入细胞悬液和微珠悬液；芯片侧面含有两个流体出口，芯片外周含有一个储油池，用于注入液滴生成油；每个流体入口连接一个或两个流体通道，且细胞相流体通道与微珠相流体通道在汇聚后连接到芯片侧面的出口。利用多道移液枪吸取细胞和微珠溶液，连接液滴生成芯片，将液滴生成油加入到储油池中，将移液枪中的溶液注入液滴生成芯片，两种溶液进入芯片通道，并在汇聚处形成层流，待液体从出口进入液滴油后，形成油包水的液滴。本液滴生成芯片无需额外的流体驱动系统，装置简易、便于操作、成本低。

技术领域

本发明属于微流控技术领域，具体涉及一种简易液滴生成芯片及其制备方法和在单细胞测序中的用途。

背景技术

早在2011年，《自然方法》杂志将单细胞测序列为年度值得期待的技术之一，2012年，《科学》杂志也将单细胞测序列为年度最值得关注的六大领域榜首。微流控芯片技术作为21世纪重要前沿科学技术之一为高通量单细胞测序提供了一种重要平台。

其中，微流控液滴技术为单细胞测序技术奠定了高通量、低成本的基础。该方法的核心是利用液滴作为微反应器，并在液滴中包含一个细胞以及一个含有捕获序列的载体微珠。在液滴形成后，液滴里的细胞裂解后释放出核酸，并与微珠所带有的捕获序列进行结合，最后回收所有微珠进行后续建库测序等环节。

然而，目前基于液滴单细胞测序的原理，通过简化微流控芯片以及液滴产生方式，实现一种简易的液滴生成芯片。该芯片无需配备价格昂贵的设备，具有简易、便携、低成本等特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简易、便携、低成本的液滴生成芯片及其制备方法和在单细胞测序中的用途。

本发明设计的液滴生成芯片，在芯片上端含有两个流体入口，所述两个流体入口分别用于注入细胞悬液和微珠悬液；芯片侧面含有两个流体出口，芯片外周含有一个储油池，所述储油池用于注入液滴生成油；每个流体入口连接一个或两个流体通道，且细胞相流体通道与微珠相流体通道在汇聚后连接到芯片侧面的出口。

本发明中，所述芯片流体通道的宽度为50-150微米，高度为30-150微米。

本发明中，所述两个流体入口的间距为7-10毫米。

本发明提供的上述液滴生成芯片的制备方法，包括芯片模板的制备，具体采用软光刻方法，具体步骤为：

（1）在硅片或玻璃基底表面旋涂30-150微米厚的SU-8光刻胶，95℃前烘15-60分钟；

（2）将含有芯片通道结构的掩膜固定于含有光刻胶的基底表面，紫外曝光使SU-8按照掩膜的结构聚合；

（3）95℃后烘10-30分钟，自然冷却后用乳酸乙酯除去未曝光的SU-8胶，形成芯片通道结构模板；

（4）180℃坚膜1-2小时，冷却后形成芯片通道结构模板；

（5）利用三甲基硅烷对芯片模板进行低粘附处理。

液滴生成芯片的制备方法，具体步骤为：

（1）利用芯片模板制备PDMS芯片的通道结构，并在入口处打孔；

（2）利用等离子清洗机将PDMS芯片通道结构层键合在厚度为100微米的PDMS薄膜上，通过切割暴露出芯片侧面的流体出口；

（3）将封接好的芯片置于65-85℃的烘箱内8-24小时，使其表面性质恢复疏水。

本发明提供的液滴生成芯片，可用于单细胞测序，具体步骤如下：

（1）配置一定浓度的单细胞悬液和微珠悬液；