[发明专利]细胞操作面板、细胞分离装置及执行细胞操作的方法

说明书

本发明公开了一种细胞操作面板，包含界定多个像素的像素阵列、形成多个通孔的绝缘层以及配备其中具有细胞的流体介质的细胞间隙。每个像素具有薄膜晶体管并相应于相应通孔。薄膜晶体管包含栅极电极、第一电极以及第二电极，上述第二电极通过相应通孔部分地暴露至流体介质。对于每个像素，在操作模式中，当栅极电极被提供关闭信号并且第一电极未接地时，薄膜晶体管关闭，从而允许流体介质中的一个细胞被介电泳力捕捉于相应通孔中。当栅极电极被提供开启信号并且第一电极接地时，薄膜晶体管开启，并且第二电极接地以释出所捕捉的细胞至流体介质。

技术领域

本案大致与细胞分离及操作技术有关，并且更特别是一种基于薄膜晶体管的细胞分离装置及其细胞操作面板。

背景技术

本文所提供的背景描述是为了大致地呈现本案的脉络。目前指定的发明人的作品，在这个背景部分描述的范围内，以及在提交申请时可能不符合现有技术条件的描述的态样，既没有明示没有暗示为现有技术反对本案。

为了更好地了解细胞的功能和变动，研究人员需要研究单个细胞，以开发更好的药物配方来预防传染病。细胞分离和操作对于进一步分析是必不可少的，并且对于精准医学中的诊断、生物技术和生物医学应用具有价值。

目前，有多种方法可以用于细胞分离和操作。例如，其中一种方法是光学感应式介电泳(Optically Induced Dielectrophoresis，ODEP)微流体系统。具体而言，光学感应式介电泳微流体系统配备具有虚拟电极的光导层。当投射光照亮光导层时，光导层会打开虚拟电极，从而创造不均匀电场，并通过介电泳力实现粒子操纵。高解析度和准直光源以创造虚拟电极对于达成光学感应式介电泳细胞操作至关重要。

然而，传统的光学感应式介电泳细胞操作装置需要光源来产生电场，因而产生会消耗更多功率的光学感应式介电泳力。此外，因为模糊的光束可能导致介电泳力的明显降低，光源需要小的视场(field-of-view，FOV)以保持传统的光学感应式介电泳细胞操作装置的光学解析度。再者，传统的细胞操作装置无法在大面积上实现细胞操作。

因此，本领域于解决上述缺陷和不足上存在着迄今为止未解决的需要。

发明内容

本案的一态样是关于一种细胞操作面板，包含第一基板、第二基板、绝缘层、像素阵列、共同电极以及多个底部电极。第二基板与第一基板隔开，从而在第一基板与第二基板之间形成细胞间隙，上述细胞间隙用以配备流体介质，上述流体介质具有多个细胞在其中。绝缘层设置于第一基板上，从而形成贯穿第一基板的多个通孔。像素阵列设置于绝缘层与第一基板之间，从而界定多个像素。多个像素中的每一者具有第一薄膜晶体管并且相应于多个通孔的相应通孔。第一薄膜晶体管包含第一栅极电极、第一电极以及第二电极，上述第一栅极电极被提供第一栅极信号。第一栅极信号于开启信号与关闭信号间切换。第一电极接地。第二电极相应于相应通孔设置，从而使第二电极通过相应通孔部分地暴露于细胞间隙中的流体介质。共同电极设置于第二基板上并且被提供共同电压V_COM。多个底部电极设置于绝缘层与第一基板之间，上述多个底部电极中的每一者用以在操作模式中被提供底部电压。在操作模式中，对于多个像素中每一者，当第一栅极信号为关闭信号且第一电极不是接地时，第一薄膜晶体管被关闭，并且多个细胞中一者自流体介质被介电泳(DEP)力被捕捉于相应通孔中；以及当第一栅极信号为开启信号且第一电极接地时，第一薄膜晶体管被开启，并且第二电极接地以释出多个细胞中被捕捉的细胞至流体介质。

在某些实施例中，底部电压为共同电压的反向信号以增加介电泳力。

在某些实施例中，多个细胞包含多个需求细胞以及多个非需求细胞，并且上述多个非需求细胞被点亮。

在某些实施例中，上述多个非需求的细胞由一试剂点亮。

在某些实施例中，多个通孔中每一者具有5微米的直径，在上述多个通孔中的两个邻接者间的间距在20至50微米的范围中，以及上述多个细胞中每一者具有5微米的一细胞直径。