[发明专利]一种基于声流控的微粒细胞连续分离装置及其制备方法

说明书

本申请提供了一种基于声流控的微粒细胞连续分离装置及其制备方法，通过在微流道层设置鞘液流道和溶液流道，其中第一鞘液入口、第二鞘液入口与第一溶液出口之间设有第一液体汇集口，第三鞘液入口和第二溶液出口之间设有第二液体汇集口，并在基底上于第一液体汇集口处设有第一声表面波谐振器件，用于生物微粒溶液的初分选，基底上于第二液体汇集口处设有第二声表面波谐振器件，用于生物微粒溶液的精分选。本申请基于声流控的微粒细胞连续分离装置可实现一次性连续分离和高精度分选，有助于解决生物分子的低成本、可控制、高纯度的分选难题，为实现多种不同粒径混合粒子的连续精准分离提供一种新的解决方案。

技术领域

本申请属于声流控技术领域，尤其涉及一种基于声流控的微粒细胞连续分离装置及其制备方法。

背景技术

简单高效的粒子分离方法在生物和化学分析中具有重要的意义，如癌细胞检测、药物筛选和组织工程。对于简单的粒子分离而言，大量微流控分选技术已经实现了这一操作，方法包括离心分离、流体动力学、电磁学、介电泳等方法。离心分离法是应用最广泛的颗粒分离方法之一，然而由于高速旋转产生的离心剪切力会在一定程度上破坏生物细胞的活性，因此在生物细胞领域中无法广泛应用。流体动力学方法由于其特定设备的布局和通道障碍的设计较为复杂，且只适用于静态分选的应用场景，对于大部分的应用场景并不适用，且需要特定的输入颗粒排列顺序，大大限制了设备的使用。介质电泳(Dielectrophoresis，DEP)分离法利用外加电场分离具有不同电荷/极化特性的粒子，可以实现无接触的微粒操控，但粒子操控的灵活性很差，产生的强电场也可能损害细胞的长期活力。

随着微纳技术的广泛应用，人们提出了对微纳颗粒精准操控的强烈需求，由此声流控技术获得了蓬勃发展，由于自身的多应用、低能耗、操作技术简单和体积小等特性，已成为微型粒子操控技术的主流研究方向。然而，基于目前的声流控技术，其分离精度和应用场景的适应性还有待提高，成为阻碍生物分子微粒细胞分选需求的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种基于声流控的微粒细胞连续分离装置及其制备方法，可得到一次性连续分离、高精度分选的声流控粒子操控装置，有助于解决生物分子的低成本、可控制、高纯度的分选难题。

本申请的具体技术方案如下：

本申请第一方面提供一种基于声流控的微粒细胞连续分离装置，包括：基底和微流道层；

所述微流道层设有鞘液流道和溶液流道，所述鞘液流道设有第一鞘液入口、第二鞘液入口和第三鞘液入口，所述溶液流道设有溶液入口、第一溶液出口和第二溶液出口，所述第一鞘液入口、所述第二鞘液入口与所述第一溶液出口之间设有第一液体汇集口，所述第三鞘液入口和所述第二溶液出口之间设有第二液体汇集口；

所述基底上于所述第一液体汇集口处设有第一声表面波谐振器件，用于生物微粒溶液的初分选，所述基底上于所述第二液体汇集口处设有第二声表面波谐振器件，用于生物微粒溶液的精分选。

进一步的，所述第一声表面波谐振器件与所述第二声表面波谐振器件平行设置，且与所述微流道层中液体主流道的方向呈一定倾斜角度。

进一步的，所述第一声表面波谐振器件的叉指宽度与指间宽度相等，为40～60μm，倾斜角度为5～20°，叉指对数为8～12对，反射栅为2～6对。

进一步的，所述第二声表面波谐振器件的叉指宽度为10～30μm，倾斜角度为5～20°，叉指对数为16～24对，反射栅为12～18对。

进一步的，所述溶液入口位于所述第一鞘液入口与所述第二鞘液入口的中间位置，所述溶液入口、所述第一鞘液入口与所述第二鞘液入口位于所述第一声表面波谐振器件的上游端，所述第一溶液出口位于所述第一声表面波谐振器件的下游端。

进一步的，所述第三鞘液入口位于所述第二声表面波谐振器件的上游端，所述第二溶液出口位于所述第二声表面波谐振器件的下游端。