[实用新型]一种用于单细胞测序的微流控芯片

说明书

本实用新型提供一种用于单细胞测序的微流控芯片。本实用新型的微流控芯片包括上片部分和下片部分，所述上片部分的一侧设有油相溶液进样口、反应试剂溶液进样口、细胞溶液进样口、细胞标记物溶液进样口、液滴出口，所述下片部分的一侧设有微流道，微流控芯片的流道内设置有多个支撑微柱。本实用新型的微流控芯片整体结构简洁、小巧，稳定性好，重复性好，且制作简单，易于大批量注塑生产，成本低，生物兼容性好。

技术领域

本实用新型涉及微液滴、微粒包裹和细胞包裹技术领域，尤其是涉及一种用于单细胞测序的微流控芯片。

背景技术

微流控是一种精确控制和操控微尺度流体，以在微纳米尺度空间中对流体进行操控为主要特征的科学技术。目前微流控芯片常用的技术有分离技术、检测技术、微液滴技术和微流体控制及驱动技术。与传统分离模式相比，微流控芯片分离技术载体材料丰富，有石英、玻璃、硅和各种聚合物，分离易于实现，过程控制简单，可和其他操作单元灵活组合且应用范围更大。检测技术与传统检测技术相比有更高的要求，如灵敏度高、响应速度快、具有平行分析功能和便携式特征等。目前基于不同原理的很多检测技术都已经应用到微流控芯片的研究中，主要有光学检测、电化学检测、质谱等方法。

微流控(Microfluidics)在单细胞测序、生命科学、临床医学等学科中有重要应用。单细胞测序是近几年兴起的新技术，它能够从单个细胞水平获得全转录组表达谱、扩增后进行高通量测序，从而高效地检测单个细胞内的基因表达水平，在肿瘤的诊断与治疗、靶向药物的设计、干细胞的发育与分化等领域具有重要的应用价值。

微流控技术通常要使用微分析器件作为技术实现的载体，而微流控芯片是各类微分析器件中发展最为迅速的。微流控芯片是利用MEMS技术，在硅、石英、玻璃或高分子聚合物基材上加工出各种微结构，然后以微管道来连通微泵、微阀、微储液器、微检测元件等具有流体输送、控制和检测监视功能的元器件，最大限度地将稀释、添加试剂、采样、反应、分离分散、检测、监视等过程集成在芯片上的微全分析系统。

目前，常见的微流控检测系统通常将细胞溶液和反应试剂溶液(如裂解液，对细胞有破坏作用)混合，存放于同一个体积较小的液滴储存腔进行液滴样品制备前处理，因此造成细胞存活率低和测试通量低等不足。往往需要人工干预多次移动或操作芯片，不但自动化程度低，而且成本高。

因此需要设计一种用于单细胞测序的微流控芯片，将细胞溶液、细胞标记物溶液(如带有核酸序列的微球)、反应试剂溶液(如细胞裂解液)的液滴包裹在同一芯片内完成。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于单细胞测序的微流控芯片。本实用新型的微流控芯片分别将细胞溶液、细胞标记物溶液、反应试剂溶液存于不同储存腔，使细胞溶液入口和反应试剂溶液入口分开，可有效地提高细胞的存活率；同时，由于油相在芯片流道的交叉结构处将混合液切割生成油包水液滴，可实现微球和细胞的高包裹率，并提高细胞存活率。

本实用新型提供了一种用于单细胞测序的微流控芯片，包括上片部分和下片部分，所述上片部分的一侧设有油相溶液进样口1、反应试剂溶液进样口2、细胞溶液进样口3、细胞标记物溶液进样口4、液滴出口5，所述下片部分的一侧设有微流道6，用于完成生成液滴包裹细胞、细胞标记物与反应试剂。

可选地，所述微流道6包括：

(1)第一通道，其一端与细胞溶液进样口3连接，另一端与液滴生成交叉部连接；

(2)第二通道，其一端与油相溶液进样口1连接，另一端与液滴生成交叉部连接；

(3)第三通道，其一端与液滴生成交叉部连接，另一端与液滴出口连接；

(4)第四通道，其位于第一通道和第二通道之间，且一端与细胞标记物溶液进样口4连接，另一端与第一通道连接；

(5)第五通道，其位于第一通道和第二通道之间，且一端与反应试剂溶液进样口2连接，另一端与第一通道连接。