[發明專利]基于介電泳的細胞篩選裝置及其篩選方法

在審

• 申請號: 201810557181.6
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108587902A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 王俊生;姜宗
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42;C12N5/09
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

本發明涉及一種基于介電泳的細胞篩選裝置，屬于細胞過濾分選技術領域。該裝置包括ITO玻璃基底層、3D電極層、PDMS蓋片層。所設計的3D電極層由兩排電極組成，其中每四個小長方體電極與大長方體電極相對應布置在芯片通道兩側，從而產生非均勻的電場。通過對電極的設計，利用介電泳力，使目標微細胞受正介電泳力，非目標細胞受負介電泳力，通過該裝置使樣品細胞在分離通道內做“正弦曲線”流動，在樣品細胞靠近小長方體電極時，目標細胞受到更強正介電泳力，將沿靠近電極的流道流出，從而使目標細胞更好從樣品細胞中篩選出來，實現細胞的高效分離。

技術領域

本發明屬于細胞過濾分選技術領域，涉及一種基于介電泳效應的細胞多級篩選裝置及其篩選方法。

背景技術

微流控芯片近年來在各個領域中獲得了越來越多的關注，比如，化學分析、單細胞分析、醫療診斷和組織工程等領域。它的巨大優勢在于簡單快速的加工過程，縮短了分析時間，檢測小容量樣品的高靈敏度以及可實現多功能集成化等。而基于微流控芯片對生物顆粒或者細胞進行操縱和分離，在生物醫療、臨床診斷、食物細菌檢測以及環境監測等領域具有重要的影響，因而得到了眾多學者的研究。

基于微流控進行顆粒或者細胞分離的方法通常包括光學、磁場、聲場以及電場方法，而在電場方法中，介電泳(Dielectrophoresis，DEP)的方法被廣泛應用于微納米顆粒或者細胞的分離。介電泳是指，基于顆粒和溶液的不同特性，顆粒在非均勻電場下的運動。然而當所需分離微納米顆粒或細胞含量極少時，介電泳分離方法面臨著集成度低、捕獲率低的缺陷。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明提供一種基于介電泳的細胞篩選裝置(分離芯片)，通過設計非均勻的電場，利用介電泳力，使樣品細胞做“正弦曲線”流動時，從中篩選出目標細胞。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種基于介電泳的細胞篩選裝置，包括ITO玻璃基底層、3D電極層、PDMS蓋片層；

所述ITO玻璃基底層設有兩排ITO電極，包括ITO電極Ⅰ與ITO電極Ⅱ，可將其作為電源線與3D電極層之間的導線；

所述3D電極層積淀在ITO玻璃基底層，與ITO玻璃基底層設置的ITO電極相連；所述PDMS蓋片層與積淀3D電極層的ITO玻璃基底層鍵合；

所述3D電極層由兩排3D電極組成，其中一排3D電極由第二組3D電極、第四組3D電極、第六組3D電極、第八組3D電極組成；另一排3D電極由第一組3D電極、第三組3D電極、第五組3D電極、第七組3D電極組成，所述3D電極層的兩排3D電極分別與ITO玻璃基底層的兩排ITO電極對應連接；

所述PDMS蓋片層一端設有與液體注射泵相連的圓形入口腔，中間為分離通道，另一端設有圓形出口腔Ⅰ、圓形出口腔Ⅱ和圓形出口腔Ⅲ，所述圓形入口腔、圓形出口腔Ⅰ、圓形出口腔Ⅱ和圓形出口腔Ⅲ為敞口式。

所述的3D電極層的兩排3D電極其中每四個小長方體電極與大長方體電極相對應布置在分離通道兩側，從而產生非均勻的電場。

所述ITO電極Ⅰ與ITO電極Ⅱ由ITO玻璃基底表面的ITO導電膜腐蝕后留存得到；所述ITO電極Ⅰ與ITO電極Ⅱ厚度均為200nm。

所述3D電極層中第一組3D電極、第四組3D電極、第五組3D電極、第八組3D電極均是由大小相同的四個小長方體電極組成；第二組3D電極、第三組3D電極、第六組3D電極、第七組3D電極均是由相同的大長方體電極組成。

所述3D電極層4的頂面、側面和后面與PDMS連接，前面分離通道18一起作為通道壁的一部分。

所述3D電極層中兩排3D電極之間間距為70um～150um，每組3D電極之間間距為70um～200um，3D電極層厚度30um～60um。