[发明专利]一种低流速下实现细胞快速精准分选的微流控芯片及方法

权利要求书

1.一种低流速下实现细胞快速精准分选的微流控芯片，包括微流控芯片流道层，其特征在于：所述微流控芯片流道层包括样品流双分入口流道（11）、鞘流入口流道（12）、挤压直流道（13）、收缩扩张阵列流道（14）、分选直流道（15）和突扩分选流道（16），其中：

所述样品流双分入口流道（11）包括样品入口（111）、第一样品流入口流道（112）、第二样品流入口流道（113），所述第一样品流入口流道（112）的进口端、第二样品流入口流道（113）的进口端均与样品入口（111）连通，所述第一样品流入口流道（112）的出口端、第二样品流入口流道（113）的出口端均与挤压直流道（13）的进口端连通；

所述鞘流入口流道（12）一端设置有鞘流入口（121），另一端与挤压直流道（13）的进口端连通，且所述鞘流入口流道（12）位于第一样品流入口流道（112）、第二样品流入口流道（113）之间；所述第一样品流入口流道（112）、第二样品流入口流道（113）关于鞘流入口流道（12）对称设置；所述鞘流入口流道（12）的出口段与第一样品流入口流道（112）的出口段之间的夹角为锐角；所述鞘流入口流道（12）的出口段与第二样品流入口流道（113）的出口段之间的夹角为锐角；

所述挤压直流道（13）的出口端、收缩扩张阵列流道（14）、分选直流道（15）和突扩分选流道（16）依次连接，所述突扩分选流道（16）的出口端设置有第一流道出口（161）、第二流道出口（162）和第三流道出口（163），且所述第一流道出口（161）、第一样品流入口流道（112）位于同一侧；所述第三流道出口（163）、第二样品流入口流道（113）位于同一侧；

所述收缩扩张阵列流道（14）包括一个以上的扩张流道、一个以上的收缩流道，所述扩张流道、收缩流道交替排列，且相邻的扩张流道、收缩流道相互连通，所述扩张流道的宽度大于收缩流道的宽度；所述突扩分选流道（16）的宽度大于分选直流道（15）的宽度。

2.根据权利要求1所述低流速下实现细胞快速精准分选的微流控芯片，其特征在于：所述鞘流入口流道（12）、挤压直流道（13）、收缩扩张阵列流道（14）、分选直流道（15）和突扩分选流道（16）在同一轴线上。

3.根据权利要求2所述低流速下实现细胞快速精准分选的微流控芯片，其特征在于：所述挤压直流道（13）、分选直流道（15）的宽度相同。

4.根据权利要求3所述低流速下实现细胞快速精准分选的微流控芯片，其特征在于：所述扩张流道的宽度大于收缩流道的宽度，收缩流道的宽度与挤压直流道（13）的宽度相同。

5.根据权利要求4所述低流速下实现细胞快速精准分选的微流控芯片，其特征在于：所述样品流双分入口流道（11）中的溶液流速与鞘流入口流道（12）中的溶液流速一致。

6.一种权利要求1所述低流速下实现细胞快速精准分选的微流控芯片的微流控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将带有混合血液的黏弹性样品流（22）从样品入口（111）注入，无细胞的黏弹性鞘流（21）从鞘流入口（121）注入；

步骤2，黏弹性样品流（22）由于黏弹性鞘流（21）作用被挤压至挤压直流道（13）的两侧，两侧的细胞受指向壁面的弹性力在进入收缩扩张阵列流道（14）前一直沿壁面流动；

步骤3，在细胞进入收缩扩张阵列流道（14）后，细胞在每个扩张流道的出口处会受到流道产生的拖曳力向流道中心迁移，细胞所受力的大小与其尺寸成正比；

步骤4，当细胞进入分选直流道（15）时，稀有细胞（24）已处在流道中心附近而血细胞（23）仍在壁面附近，稀有细胞（24）在流经分选直流道（15）时受指向流道中心的弹性力进一步向流道中心迁移，血细胞（23）则受到指向壁面的弹性力与稀有细胞（24）实现分离，随后稀有细胞（24）和血细胞（23）间距离在突扩分选流道（16）中进一步扩大，稀有细胞（24）进入第二流道出口（162），两侧的血细胞（23）分别进入第一流道出口（161）和第三流道出口（163），从而实现稀有细胞（24）和血细胞（23）的分选。

7.根据权利要求6所述微流控方法，其特征在于：步骤1中黏弹性样品流（22）在样品流双分入口流道（11）中的流速与黏弹性鞘流（21）在鞘流入口流道（12）中的流速保持一致。