[发明专利]一种低流速下细胞高通量快速精准分选的微流控芯片及方法

说明书

本发明公开了一种低流速下细胞高通量快速精准分选的微流控芯片，包括由上到下依次设置的上盖板、导流层、流道层和下盖板，所述流道层包括样品流总入口流道、分选单元和第二细胞出口流道，所述分选单元包括依次连接的样品流双分入口流道、挤压直流道、收缩扩张阵列流道、突扩分选流道；所述样品流双分入口流道包括第一样品流入口流道、鞘流入口流道、第二样品流入口流道，所述突扩分选流道包括第一出口流道、第二出口流道和第三出口流道。本发明实现了细胞的快速精准分选，且稀有细胞的检测效率高。

技术领域

本发明涉及一种黏弹性流体聚焦技术和收缩扩张阵列流道分选技术以实现细胞基于尺寸快速精准分选的微流控芯片及方法，属于微流控芯片的生物粒子操控领域。

背景技术

血液中的稀有细胞如循环肿瘤细胞(CTCs)具有重要的临床价值，对于循环肿瘤细胞的检测将有利于恶性肿瘤的早期诊断、化疗和疗效评估等。但由于稀有细胞的含量极低，故操作简单、高通量和快速精准的稀有细胞检测装置成为研究的热点。

微流控的细胞操控方式主要分为主动式和被动式两大类，主动式借助于声、磁、电等外场作用力，具有通用性和精确度高等优点，被动式无需外力场辅助作用，具有高通量、低成本和容易操作等优势，具有较好的应用前景。目前，常采用牛顿流体惯性微流控技术来提高粒子的分选效率，但因其在较高的流速下进行，对于小尺寸细胞的操控精度有限。黏弹性流体对于不同尺寸粒子有更好的区分精度，但黏弹性流体的工作通量不高，收缩扩张阵列可加速细胞聚焦，加剧不同尺寸细胞的聚焦速度差异，实现短距离流道内的快速精准分选，且该流道便于并行设置，成倍提升流道通量，大幅提升稀有细胞的检测效率，故而利用黏弹性流体在并行收缩扩张阵列流道中对于稀有细胞的快速精准分选作用有着非常重要的现实意义。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够实现细胞高通量、快速精准分选的低流速下细胞高通量快速精准分选的微流控芯片及方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种低流速下细胞高通量快速精准分选的微流控芯片，包括由上到下依次设置的上盖板、导流层、流道层和下盖板，其中：

所述流道层包括样品流总入口流道、分选单元和第二细胞出口流道，所述样品流总入口流道一端设置有样品流流道层入口，另一端设置有样品流入口。所述第二细胞出口流道一端设置有流道出口，另一端设置有流道层细胞出口。

所述分选单元包括依次连接的样品流双分入口流道、挤压直流道、收缩扩张阵列流道、突扩分选流道。

所述样品流双分入口流道包括第一样品流入口流道、鞘流入口流道、第二样品流入口流道，所述第一样品流入口流道的入口端以及第二样品流入口流道的入口端均与样品流入口连通，所述第一样品流入口流道的出口端、鞘流入口流道的出口端、第二样品流入口流道的出口端均与挤压直流道的入口端连通。所述鞘流入口流道的入口端设有鞘流入口，所述鞘流入口流道位于第一样品流入口流道和第二样品流入口流道之间，且第一样品流入口流道与第二样品流入口流道关于鞘流入口流道对称。

所述突扩分选流道包括第一出口流道、第二出口流道和第三出口流道，所述第一出口流道的入口端、第二出口流道的入口端和第三出口流道入口端均与收缩扩张阵列流道的出口端连接，所述第一出口流道的出口端和第三出口流道出口端均与流道出口相连。所述第二出口流道的出口端设置有第二出口流道出口，所述第二出口流道位于第一出口流道和第三出口流道之间，且所述第一出口流道和第三出口流道关于第二出口流道对称。

优选的：所述导流层设置有样品流导流层入口、鞘流导流层入口流道、第一细胞出口流道和导流层第二出口。所述鞘流导流层入口流道一端设置有导流层鞘流入口，另一端设置有鞘流分支入口，所述第一细胞出口流道一端设置有流道分支出口，另一端设置有导流层第一出口。