[發明專利]一種微顆?；蛏锛毎娜后w捕獲和遷移方法

在審

• 申請號: 201410256517.7
• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN103993001A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 李寶軍;雷宏香;張垚
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C12N13/00
• 分類號: C12N13/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及微納光子學領域，尤其涉及一種微顆?；蛏锛毎娜后w捕獲和遷移方法。

背景技術

大量微顆?；蛘呱锛毎后w的同時捕獲和遷移是一項至關重要的技術，在組裝微納米尺度有序結構、微流體控制、微小藥物膠囊制備、病毒探測以及DNA復制等方面是最為關鍵的工序之一。目前為止，懸浮于液體中的微小物體通常是借助電場或溫度梯度引起的泳動來進行有效的群體捕獲的，即電泳捕獲和熱泳捕獲。這兩種顆粒捕獲技術分別需要使用呈一定圖形排列的電極或帶有激光聚焦系統(作為熱源)的加熱腔，因此實驗裝置通常都需要占用較大體積，很難在狹小的空間內(例如血管和生物毛細管內)進行微小物體的群體捕獲和操控。雖然通過借助光纖或者平板波導表面的倏逝場，微納顆?；蛏锛毎牟东@完全可以在微納米尺度的狹小空間內實現。不過，由于同樣是利用光場梯度力進行捕獲，光纖或者平板波導表面倏逝場所提供的捕獲力幅度也很有限，僅能對少數微小物體進行捕獲而無法同時操控大量的微顆粒及生物細胞。因此，要實現在微納尺度的狹小空間內對大量微顆粒及生物細胞進行群體的捕獲和遷移，必須采用一些新的方法或技術。

發明內容

針對現有技術的缺點，本發明結合微納米光纖(波導)尺寸上的優勢和液體中微顆粒的泳動效應引起的較大捕獲力，首先提供一種結構緊湊、靈活快捷、成本低廉、無損傷的微顆?；蛏锛毎娜后w捕獲方法。

本發明的又一目的是提供一種微顆粒或生物細胞的群體遷移方法，保證在狹小的空間內即可實現微小物體群體的操控。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種微顆?；蛏锛毎娜后w捕獲方法，包括以下步驟：

S1：制備用于捕獲微顆粒或生物細胞的捕獲光纖，捕獲光纖包括無涂覆層的微納光纖及位于微納光纖兩端的無涂覆層的光纖錐，所述光纖錐尖端線徑與維納光纖的線徑相同，其中無涂覆層的微納光纖的線徑為800nm～1.5μm，長度為200～400μm；

S2：將制備好的捕獲光纖懸置于載物臺上，吸取含有待捕獲的微顆粒或生物細胞的懸浮液滴到載物臺上，懸浮液完全浸沒微納光纖及兩端的光纖錐；

S3：從捕獲光纖的任意一端輸入激光，實現微納顆粒或生物細胞的群體捕獲；

上述激光的波段對水有吸收，而且對所要捕獲的微顆?；蛏锛毎该?。

從光纖一端輸入激光，借助于微納光纖泄露光場對水中微小物體產生的逆向光泳力，即可實現微納顆粒或生物細胞的群體捕獲；為了將液體中的逆向光泳原理引入到大量微顆粒或生物細胞的非接觸、低損傷捕獲和操控，因此激光波段要求對水有一定的吸收，而且對所要分離的微顆粒透明。

其中光泳現象是指：當懸浮于液體環境中的微小物體受到一束光照射時，物體表面和內部不均勻分布的電磁能量通過物體本身及周圍液體的吸收轉化成物體表面的不均勻熱分布，從而引起顆粒向著遠離光源(正向光泳)或者接近光源(逆向光泳)的方向運動。在相同的入射光強度下，光泳力的大小通常要比光場梯度力大3至4個數量級，因此可以用來捕獲和操控大量微顆?；蛏矬w群體。

在一種優選方案中，在步驟S1中，所述捕獲光纖的制備過程為：剝去標準單模光纖一段的涂覆層，對剝去涂覆層后的光纖加熱至熔融，將熔融部分以3-5mm/s的速度拉制成線徑為800nm～1.5μm，長度為200～400μm的無涂覆層的微納光纖及位于微納光纖兩端的無涂覆層的光纖錐在一種優選方案中，拉制微納光纖的裝置為光纖調節架。在此處，剝去涂覆層的光纖是標準單模光纖中除兩端的任一段。

在一種優選方案中，在步驟S2中，微顆粒懸浮液的制備是按照1:1000的體積比將顆粒粉末用去離子水稀釋后，再利用超聲機超聲的方法進行超聲處理；生物細胞懸浮液是用移液管從培養液中提取少量液體滴入去離子水中靜置得到。

在一種優選方案中，在步驟S2中，捕獲光纖通過五維光纖調節架懸置于載物臺上，捕獲光纖兩端分別固定在兩個五維光纖調節架上。

在一種優選方案中，所述步驟S2中載物臺為載玻片或毛細管。

在一種優選方案中，將捕獲光纖置于毛細管內的方法是：先將標準單模光纖伸入毛細管內，然后用熱熔拉法將毛細管外的一段單模光纖拉制成微納光纖，最后再將毛細管水平移動至拉制好的微納光纖處將其包裹。

在一種優選方案中，在步驟S3中，所述激光的波段為1.55μm，通光功率為80～200mW。

一種微顆粒或生物細胞的群體遷移方法，包括以下步驟：