[發明專利]一種基于液滴微流控芯片的單細胞分離方法

在審

• 申請號: 201710351137.5
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN108949496A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 秦建華;張曉慶;姜雷;蘇文濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12N5/00
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 鄭虹

本發明提供了一種基于液滴微流控芯片的單細胞分離方法，具體步驟如下：A.將單細胞懸液從分散相入口流入分散相進液通道；B.將油相液體從連續相入口流入連續相進液通道；C.兩相匯合形成包裹單細胞的液滴，隨著儲液池中大量液滴生成，液滴流經液滴捕獲單元上方，靜置2～5min，當液滴慢慢沉降入液滴捕獲單元，將多余液滴吸出；D.將捕獲單細胞的液滴芯片置于37℃培養箱培養，隨后加入DAPI進行核染，檢測單細胞捕獲率。本發明的優點在于：操作簡便、快捷；細胞與試劑用量少，實驗成本低廉；高度集成化；應用范圍廣泛。

技術領域

本發明屬于微流控技術和細胞生物學領域，具體涉及一種基于液滴微流控芯片的單細胞分離方法。

背景技術

微流控芯片實驗室是把化學和生物等領域中所涉及的樣品制備、反應、分離、檢測及細胞培養、分離、分裂等基本操作單元集成到一塊幾平方厘米(甚至更小)的芯片上，由微通道形成網絡，以可控流體貫穿整個系統，用以取代常規化學和生物實驗室的各種功能的一種技術平臺。微流控芯片的基本特征和最大優勢是多種單元技術在整體可控的微小平臺上靈活組合、規模集成。高通量是規模集成的一種形式，只是被集成的操作單元或單元群是相同的。

近幾年的生物學和醫學研究發現，針對單個細胞的細胞生物學研究有著重要的意義。同一種細胞，不同細胞個體之間也可能有很大的差異，而變異最顯著的細胞往往能夠揭示重要生物學現象或者提示重大疾病的發生，揭示癌癥發病機制，懂得細胞分化與組織發育原理，識別基因表達特性與細胞特征。因此，準確捕獲差異顯著的單細胞群體并進行精確鑒定是生物醫學研究中急需的關鍵技術。

隨著液滴微流控技術的迅速發展，為人們提供了一種操縱微米尺度流體的方法，其在單細胞分析中的應用引起了越來越多的關注。液滴可作為獨立的單細胞微反應器，能夠有效控制擴散，提高檢測靈敏度，已被成功應用于多種單細胞分析中。此外，從大量的樣本(例如血液)中準確捕獲特定細胞并對其進行鑒定鑒定，也是傳統技術(如流式細胞儀)難以實現的。

本發明利用聚合物芯片和液滴微流控技術實現單細胞的高通量分離，整個裝置結構簡單，無需任何復雜和昂貴的設備，可實現高通量，操作方便，可快速分離懸浮培養的單細胞、減少細胞損傷且便于進行后期的細胞實驗。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于液滴微流控芯片的單細胞分離方法，以解決以往單細胞分離過程中存在的操作步驟繁瑣復雜、容易造成細胞損傷、捕獲效率低等局限，本發明制備過程穩定，操作簡單，集成度高。

一種液滴微流控芯片，由兩層組成，上層為液滴生成單元，下層為液滴捕獲單元；

所述芯片液滴生成單元具體設置有下述結構：分散相入口、連續相入口、分散相進液通道、連續相進液通道、液滴生成十字通道、液體流出通道、出液口、儲液池；所述芯片的分散相入口連接分散相進液通道；

所述芯片的連續相入口連接連續相進液通道；

所述芯片的兩個進液通道交匯處呈“十”字交叉，形成液滴生成十字通道；

所述芯片的液體流出通道連接液滴生成十字通道和出液口；

所述芯片包含一個開放式儲液池，儲液池連接出液口，位于液滴捕獲單元上方。

所述芯片的液滴捕獲單元為圓柱形的凹陷小坑結構，共有5000～10000個；

所述液滴捕獲單元的直徑為100～300μm，高度為100～200μm，每個單元間距為50～100μm；

一種基于液滴微流控芯片的單細胞分離方法，具體步驟如下：

A.將單細胞懸液從分散相入口流入分散相進液通道；所述芯片分散相流速為0.5～10μL/min；

B.將油相液體從連續相入口流入連續相進液通道；連續相流速為0.5～20μL/min；