[發明專利]一種基于外置壓電陶瓷驅動的微流體細胞分選系統

有效

• 申請號: 201510229366.0
• 申請日: 2015-05-07
• 公開（公告）號: CN104830664B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 程振;劉鵬;吳旭東
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/36;C12M1/34
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;劉美麗

1.一種基于外置壓電陶瓷驅動的微流體細胞分選系統，其特征在于：包括一微流體分選芯片、一進樣模塊、一光學檢測模塊、一實時信號控制模塊、一壓電陶瓷驅動模塊和一個以上的壓電陶瓷；

所述微流體分選芯片內封裝有用作分選驅動的金屬彈片，所述壓電陶瓷設置在所述金屬彈片外側；

所述進樣模塊的進口連接一氣瓶，所述進樣模塊的出口連接所述微流體分選芯片的進口，所述進樣模塊通過控制氣體壓力將細胞樣本和油相鞘液壓入到所述微流體分選芯片的微管道內，使所述油相鞘液流將細胞樣本流束縛在所述微流體分選芯片的檢測管道中央，并保證單個細胞依次通過所述微流體分選芯片的檢測區域，其中，所述油相鞘液采用憎水性物質；

所述光學檢測模塊用于照明每個流經所述微流體分選芯片的檢測管道的細胞，激發細胞產生熒光和散射光，基于共焦顯微原理完成熒光和散射光的收集，并將檢測得到的熒光和散射光信號發送到所述實時信號控制模塊；

所述實時信號控制模塊將散射光和熒光信號轉化為電信號進行調理和量化處理，并將處理結果與用戶設置值進行邏輯判斷，如果滿足用戶設定分選要求則發送觸發信號到所述壓電陶瓷驅動模塊；

所述壓電陶瓷驅動模塊將觸發信號轉換成驅動所述壓電陶瓷的高電壓信號，使得所述壓電陶瓷產生機械位移并通過擠壓或釋放所述金屬彈片將目標細胞分離到不同的分選出口，實現細胞分選；當所述微流體分選芯片設置有兩個及以上的驅動口時，所述金屬彈片將目標細胞分離到不同的分選出口的方式采用推動式和吸液式、推動式和推動式、吸液式和吸液式依次接力的驅動方式。

2.如權利要求1所述的一種基于外置壓電陶瓷驅動的微流體細胞分選系統，其特征在于：所述金屬彈片將目標細胞分離到不同的分選出口的方式包括推動驅動方式、吸液驅動方式和依次接力驅動方式，三種驅動方式具體實現過程為：

A)推動驅動方式：所述實時信號控制模塊在目標細胞流過所述微流體分選芯片的驅動口位置的瞬間，對所述壓電陶瓷施加作用力給予位于此驅動口處的壓電陶瓷以脈沖驅動的正向電壓，使得所述壓電陶瓷產生向下位移，擠壓所述金屬彈片，壓縮所述微流體分選芯片驅動口所在腔室體積，使得多余的液體被擠壓出去，在驅動口產生向外推動的流體，從而將目標細胞推到分選出口中去；

B)吸液驅動方式：使用前，所述壓電陶瓷頂迫所述金屬彈片向內發生一定彎曲，使用時，當檢測到目標細胞經過所述微流體分選芯片的檢測管道時，在其流過所述微流體分選芯片的驅動口位置的瞬間，給予所述壓電陶瓷以脈沖驅動的負向電壓，使得所述壓電陶瓷產生向上位移，釋放已彎曲的所述金屬彈片，在驅動口產生向內吸納的流體，從而將目標細胞拉拽到分選出口中去；

C)依次接力的驅動方式，當所述微流體分選芯片設置有兩個以上的驅動口時，還可以采用推動式和吸液式、推動式和推動式、吸液式和吸液式依次接力的驅動方式。

3.如權利要求1所述的一種基于外置壓電陶瓷驅動的微流體細胞分選系統，其特征在于：所述油相鞘液采用憎水性物質，所述憎水性物質為礦物油、硅油或植物油。

4.如權利要求2所述的一種基于外置壓電陶瓷驅動的微流體細胞分選系統，其特征在于：所述油相鞘液采用憎水性物質，所述憎水性物質為礦物油、硅油或植物油。