[发明专利]一种自动捕获单细胞的微流控芯片

摘要

本发明属于细胞生物学实验装置技术领域，是基于流体力学原理和微流控技术的一种自动捕获单细胞的微流控芯片。该玻璃-PDMS芯片包含了细胞悬浮液入口、培养液入口、细胞捕获流动腔、自动捕获微通道系统和液体出口；利用流体力学原理对悬浮培养的单细胞进行长时间捕获，便于对细胞加载动态（浓度随时间变化）生化信号，并观察、检测细胞的生物学行为。本发明可用于分析微环境调控离体细胞生物学行为及其机制的单细胞生物学实验研究。

主权项

一种自动捕获单细胞的微流控芯片，其特征在于，该微流控芯片包括培养液入口（1），细胞悬浮液入口（2），培养液入口上通道（3），培养液入口下通道（4），细胞悬浮液入口通道（5），自动捕获微通道系统，输出汇合通道（13）和液体出口（14）；所述的自动捕获微通道系统由细胞捕获流动腔，输出上通道（10），输出下通道（11），阻力通道（12）构成；其中，细胞捕获流动腔包括一个入口和上、中、下三个出口，入口与培养液入口上通道（3）、培养液入口下通道（4）、细胞悬浮液入口通道（5）相通，上出口与输出上通道（10）相通，中出口与阻力通道（12）相通，下出口与输出下通道（11）相通；输出上通道（10）、输出下通道（11）、阻力通道（12）汇合到输出汇合通道（13）；细胞捕获流动腔由上曲线边界（6）、下曲线边界（7）、上直线边界（8）、下直线边界（9）围成；上曲线边界（6）和下曲线边界（7）由公式 r n sin nθ = r 0 n sin n θ 0 ( θ ∈ [ θ 1 , π - θ 0 ] ) - - - ( 6 ) 和 r n sin nθ = - r 0 n sin n θ 0 ( θ ∈ [ θ 0 , - π - θ 1 ] ) - - - ( 7 ) 确定，式中 θ 0 = tan - 1 b 2 L - - - ( 8 ) r 0 = L 2 + b 2 / 4 - - - ( 9 ) 其中L为流动腔的总长度，b为流动腔入口端宽度，θ和r是极坐标系下点的极角和极径，r0是上曲线边界左端点的极径，θ0是上曲线边界左端点极角的补角，θ1是上曲线边界右端点的极角，n是大于2的正实数；上直线边界（8）和下直线边界（9）满足方程 θ = ± ( π - π n ) ( r ∈ [ 0 , L / 2 ] ) - - - ( 10 )