[發(fā)明專利]一種單光束生物細胞檢測及篩選的微流控系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310404958.2
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103439242A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 詹求強;劉靜;趙宇翔
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號: G01N15/14
• 分類號: G01N15/14;G01N21/64;B01L3/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

1.一種單光束生物細胞檢測及篩選的微流控系統(tǒng)，其特征在于，包括探測裝置、光鑷裝置、微流芯片、電動載物臺、物鏡，微流芯片放置于電動載物臺上，微流芯片上設(shè)有微流通道，微流通道內(nèi)流動的細胞包括具有上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米探針標記的問題細胞以及正常細胞；物鏡設(shè)置在微流芯片的上方，光鑷裝置將近紅外波段激光通過物鏡照射在微流通道內(nèi)的細胞上，利用近紅外波段激光作為光鑷的光壓勢阱控制住當前細胞；探測裝置通過物鏡采集當前細胞所反射光信號，如果判斷此光信號是上轉(zhuǎn)換熒光信號，則將當前細胞通過問題細胞排出通道排出，如果判斷是激發(fā)光信號，則將當前細胞通過正常細胞排出通道排出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單光束生物細胞檢測及篩選的微流控系統(tǒng)，其特征在于，所述微流控系統(tǒng)還包括電機控制裝置和電機，所述微流芯片與電機連接，探測裝置與電機控制裝置相連，根據(jù)當前細胞所反射光信號的不同，探測裝置通過電機控制裝置控制微流芯片在電動載物臺上平移。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單光束生物細胞檢測及篩選的微流控系統(tǒng)，其特征在于，所述微流芯片以標準載玻片玻璃為基底，所述微流通道刻蝕在此基底上，微流通道包括標記段、緩沖段、分流段，上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米探針與待檢測細胞分別通過入口進入標記段內(nèi)進行混合，在問題細胞上進行上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米探針標記，然后進入緩沖段，在緩沖段開始端還設(shè)有一用于細胞緩沖液流入的入口，在細胞緩沖液作用下，細胞逐個在微流通道中緩慢移動直到分流段；分流段分為兩段，一段是具有上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米探針標記的問題細胞排出通道，一段是正常細胞的排出通道，分流段和緩沖段相交處的上方設(shè)有物鏡。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單光束生物細胞檢測及篩選的微流控系統(tǒng)，其特征在于，所述標記段上的微流通道為蛇形彎曲通道；

所述緩沖段中的起始段為一使細胞單個通過的窄通道；

所述分流段中，具有上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米探針標記的問題細胞排出通道在物鏡下方，其通道的軸線與物鏡的光軸平行，正常細胞的排出通道與微流通道中的緩沖段末端同軸。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單光束生物細胞檢測及篩選的微流控系統(tǒng)，其特征在于，所述微流通道上各出入口的開閉均通過壓電閥實現(xiàn)；

所述微流通道采用玻璃鍵合的方法密封。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單光束生物細胞檢測及篩選的微流控系統(tǒng)，其特征在于，所述光鑷裝置包括半導(dǎo)體激光器、擴束透鏡、光束整形透鏡和二色鏡，其中二色鏡特性為近紅外反射、可見光透過，所述半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)激光束依次通過擴束透鏡、光束整形透鏡和二色鏡，二色鏡與該激光束成45度角放置，在垂直于該激光束且通過二色鏡光軸的方向上，物鏡同軸放置在二色鏡下方，二色鏡使激光束偏轉(zhuǎn)90度，經(jīng)過物鏡會聚在物鏡的焦點上；所述探測裝置包括濾光片和探測器，在垂直于激光束且通過二色鏡光軸的方向上，同軸放置在二色鏡上方。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單光束生物細胞檢測及篩選的微流控系統(tǒng)，其特征在于，所述光鑷裝置包括半導(dǎo)體激光器、擴束透鏡、光束整形透鏡和第一二色鏡，其中第一二色鏡特性為近紅外反射、可見光透過，所述半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)激光束依次通過擴束透鏡、光束整形透鏡和第一二色鏡，第一二色鏡與該激光束成45度角放置，在垂直于該激光束且通過第一二色鏡光軸的方向上，物鏡同軸放置在第一二色鏡下方，第一二色鏡使激光束偏轉(zhuǎn)90度，經(jīng)過物鏡會聚在物鏡的焦點上；所述探測裝置包括第二二色鏡，第二二色鏡同軸放置于第一二色鏡的上方，沿光束光軸方向依次設(shè)有聚焦透鏡、探測針孔、光柵和光電探測器。

8.一種單光束生物細胞檢測及篩選的微流控方法，其特征在于，利用上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料對待測細胞進行標記，得到具有上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米探針標記的問題細胞以及沒有標記的正常細胞，然后對所有細胞進行激光掃描，具有上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米探針標記的問題細胞在近紅外波段激光誘導(dǎo)下發(fā)射上轉(zhuǎn)換光，探測器一旦檢測到此上轉(zhuǎn)換熒光信號，就通過光鑷技術(shù)將此細胞篩選出來。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單光束生物細胞檢測及篩選的微流控方法，其特征在于，所述近紅外波段激光的波長為910-1000納米。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單光束生物細胞檢測及篩選的微流控方法，其特征在于，所述利用上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料對待測細胞進行標記的方法是：將上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米顆粒進行生物修飾，根據(jù)所需探測的問題細胞類型，在其表面修飾相應(yīng)的生物抗體分子；然后將含有不同種類的待測細胞樣品和修飾好的上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米探針分別從微流通道的兩個入口流入，在微流通道中混合，使待測細胞樣品中的問題細胞與該納米探針結(jié)合。