[发明专利]一种离心式微流控芯片、制作方法及其应用方法

权利要求书

1.一种离心式微流控芯片，用于细胞沉积和细胞捕捉，其特征在于，所述离心式微流控芯片包括：

相对设置的微流控基片和承载基片，无线供电接收及图像采集装置以及无线供电发射装置；所述无线供电接收和无线供电发射装置为两个相互耦合的非接触电磁线圈；

所述微流控基片朝向所述承载基片的表面设有凹槽结构，所述微流控基片与所述承载基片密封连接，所述凹槽结构形成多个腔体，所述多个腔体至少包括多个细胞悬浮腔，所述细胞悬浮腔与超透镜阵列一一对应；所述微流控基片上包括通孔结构，所述通孔结构用于安装、通气和使微流体进入所述凹槽结构；所述多个腔体和所述通孔结构组成两个并行功能单元；

所述承载基片朝向所述微流控基片的表面设置有多个超透镜阵列和多个细胞悬浮环形电极阵列；所述细胞悬浮环形电极阵列与所述超透镜阵列一一对应设置，一个所述细胞悬浮环形电极阵列环绕设于一个所述超透镜阵列的外侧，所述细胞悬浮环形电极阵列设于所述细胞悬浮腔内；所述承载基片背离所述微流控基片的表面设置有多个图像采集单元安装腔和控制电路模块安装腔；

所述无线供电接收及图像采集装置包括多个图像采集单元、控制电路模块和一个无线供电接收模块，所述图像采集单元与所述控制电路模块相连，所述控制电路模块和所述无线供电接收模块相连；且所述图像采集单元内嵌在所述图像采集单元安装腔，所述控制电路模块内嵌在所述控制电路模块安装腔；

所述多个腔体至少还包括两个细胞沉降腔，所述承载基片朝向所述微流控基片的表面还设置有中心对称布置的两套细胞分选电极对，所述两套细胞分选电极对和所述两个细胞沉降腔一一对应设置，所述细胞分选电极对设于所述两个细胞沉降腔内。

2.如权利要求1所述的离心式微流控芯片，其特征在于，所述多个腔体还包括样品进样腔、细胞沉淀腔和废液腔；

所述通孔结构包括样品进样孔、进样腔通气孔、废液腔通气孔和安装孔；

所述样品进样孔和进样腔通气孔分别位于所述样品进样腔顶端的两侧，所述样品进样孔和进样腔通气孔均与所述样品进样腔连通；

所述废液腔通气孔和所述废液腔连通；

所述样品进样腔和所述细胞沉降腔通过微阀连接；

所述细胞沉淀腔通过废液腔微通道连接所述废液腔。

3.如权利要求2所述的离心式微流控芯片，其特征在于，所述样品进样腔与所述废液腔具有第一深度，所述细胞沉淀腔和所述废液腔微通道具有相同的第二深度，其中，所述第一深度大于所述第二深度。

4.如权利要求1所述的离心式微流控芯片，其特征在于，所述图像采集单元为CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器表面涂覆有滤光层，所述滤光层用于滤除进入所述CMOS图像传感器的杂散光。

5.如权利要求1-4任意一项所述的离心式微流控芯片，其特征在于，所述超透镜阵列的超透镜为同心环拓扑结构，所述超透镜的数值孔径为0.9。

6.一种离心式微流控芯片的应用方法，其特征在于，所述离心式微流控芯片为权利要求1-5任意一项所述的离心式微流控芯片，所述应用方法包括：

提供所述离心式微流控芯片、样品液及缓冲液，所述样品液包括多个细胞，所述缓冲液为PBS缓冲液；

将缓冲液加入到离心式微流控芯片中，并按照第一预设转速和第一预设时间旋转所述离心式微流控芯片；

将所述样品液加入到所述离心式微流控芯片中，并按照第二预设转速和第二预设时间旋转所述离心式微流控芯片；

待所述样品液中的细胞进入至所述细胞沉降腔时，停止旋转所述离心式微流控芯片，并对所述承载基片上的所述细胞悬浮环形电极阵列施加预设电压，待所述样品液中的细胞被所述细胞悬浮腔捕捉后，通过所述图像采集单元采集被捕捉的细胞的图像信息；

还包括如下步骤：按照预设转速和预设时间旋转所述离心式微流控芯片的同时，还对所述承载基片上的所述细胞分选电极对施加预设电压。

7.一种离心式微流控芯片的制作方法，其特征在于，用于制作权利要求1-5任意一项所述的离心式微流控芯片，所述制作方法包括：

提供承载基片本体、微流控基片本体以及无线供电接收及图像采集装置以及无线供电发射装置；

所述承载基片本体包括相对设置的第一表面和第二表面，在所述承载基片本体的第一表面制作多个图像采集单元安装腔和无线供电接收模块安装腔及控制电路模块安装腔，在预设位置制作细胞悬浮环形电极阵列引线；在所述承载基片本体的第二表面制作两套所述细胞分选电极对，在预设位置制作细胞悬浮环形电极阵列以及同心环拓扑结构的超透镜阵列，得到承载基片；

在所述微流控基片本体的一个表面内制作两套凹槽结构，在所述微流控基片本体制作通孔结构，得到微流控基片；

所述无线供电接收及图像采集装置包括多个图像采集单元、控制电路模块和一个无线供电接收模块，所述图像采集单元与所述控制电路模块相连，所述控制电路模块和所述无线供电接收模块相连，将所述图像采集单元安装至所述图像采集单元安装腔，将所述无线供电接收模块安装至所述无线供电接收模块安装腔，将所述无线供电发射装置和所述无线供电接收模块对应设置；

将所述承载基片带有所述超透镜阵列的表面与所述微流控基片带有所述凹槽结构的表面组装密封，得到所述离心式微流控芯片；

还包括如下步骤：

在所述承载基片本体的第一表面的预设位置制作细胞分选电极对引线；

在所述承载基片本体的第二表面制作两套所述细胞分选电极对。