[發(fā)明專(zhuān)利]理化處理單個(gè)細(xì)胞的微流控芯片、微流控裝置及使用其理化處理單個(gè)細(xì)胞的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810598384.X
• 申請(qǐng)日: 2018-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108841713B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林小貞;吳潔;房焱晶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳韋拓生物科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C12M1/34
• 分類(lèi)號(hào): C12M1/34;C12M1/00;C12N5/073;C12N5/075
• 代理公司: 深圳市添源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44451
• 代理人: 黎健任

1.一種用于理化處理單個(gè)細(xì)胞的微流控芯片，其特征在于：所述微流控芯片的本體包括液路層、氣路層和夾在中間的彈性薄膜；

所述液路層包括：折返式單個(gè)細(xì)胞處理回收通道、第一試劑流入通道、第二試劑流入通道、試劑混合通道、第三試劑流入通道、反沖通道、以及負(fù)壓與廢液共用通道；

所述氣路層包括氣動(dòng)微閥組，其用于控制液路層各個(gè)通道的開(kāi)和關(guān)；

其中第一試劑流入通道、第二試劑流入通道分別與試劑混合通道的入口連通；所述試劑混合通道、第三試劑流入通道、反沖通道、負(fù)壓與廢液共用通道分別與折返式單個(gè)細(xì)胞處理回收通道連通，其中第三試劑流入通道和反沖通道是各自獨(dú)立的通道或共用通道。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于折返式單個(gè)細(xì)胞處理回收通道包括細(xì)胞載入通道、細(xì)胞處理區(qū)、以及細(xì)胞回收通道，其中細(xì)胞載入通道和細(xì)胞回收通道在細(xì)胞處理區(qū)上游的同一處與細(xì)胞處理區(qū)連通，由此單個(gè)細(xì)胞在載入、處理和回收的過(guò)程中沿通道折返移動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微流控芯片，其特征在于細(xì)胞載入通道連接細(xì)胞接入口，用于與外部的細(xì)胞載入器相連通；細(xì)胞回收通道連接細(xì)胞回收孔，用于回收細(xì)胞。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微流控芯片，其特征在于所述細(xì)胞回收孔包括設(shè)置于細(xì)胞回收通道末端的微井，其中微井是圓形微孔，其垂直深度比細(xì)胞回收通道深或與其一致。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微流控芯片，其特征在于細(xì)胞回收孔還包括環(huán)繞微井的環(huán)形微柱陣列。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微流控芯片，其特征在于所述試劑混合通道、第三試劑流入通道、反沖通道、負(fù)壓與廢液共用通道各自與折返式單個(gè)細(xì)胞處理回收通道的連通之處均設(shè)置有微柱陣列。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微流控芯片，其特征在于細(xì)胞處理區(qū)與負(fù)壓與廢液共用通道的連通處設(shè)置有弧形微柱陣列。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于負(fù)壓與廢液共用通道在細(xì)胞載入過(guò)程中與外接負(fù)壓源連通，而在細(xì)胞處理和回收過(guò)程中與廢液池連通。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的微流控芯片，其特征在于氣動(dòng)微閥組包括6個(gè)氣動(dòng)微閥，其中第一試劑流入通道、第二試劑流入通道和試劑混合通道共用一個(gè)氣動(dòng)微閥V1，負(fù)壓與廢液共用通道、細(xì)胞載入通道和細(xì)胞回收通道各自由氣動(dòng)微閥V5、V3、V4控制；當(dāng)?shù)谌噭┝魅胪ǖ篮头礇_通道是各自獨(dú)立的通道時(shí)，它們各自由氣動(dòng)微閥V2、V6控制；當(dāng)?shù)谌噭┝魅胪ǖ篮头礇_通道是共用通道時(shí)，氣動(dòng)微閥V2控制第三試劑的流入，通過(guò)另一氣動(dòng)微閥V6實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞處理區(qū)沖入和反沖的切換。

10.一種用于理化處理單個(gè)細(xì)胞的自動(dòng)化微流控裝置，其特征在于所述裝置包括：根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的微流控芯片、氣壓發(fā)生調(diào)控模塊、邏輯控制電路和光纖傳感模塊；

其中氣壓發(fā)生調(diào)控模塊包括氣源、負(fù)壓泵(110)、調(diào)壓閥、轉(zhuǎn)向閥(SVl—4)、以及流量計(jì)；

光纖傳感模塊包括光纖頭、光纖放大器，用于監(jiān)測(cè)細(xì)胞的位置；

邏輯控制電路通過(guò)運(yùn)行程序指令自動(dòng)控制給氣壓強(qiáng)和轉(zhuǎn)向閥檔位，進(jìn)而控制微流控芯片中的液流流速和氣動(dòng)微閥的開(kāi)閉；通過(guò)實(shí)時(shí)讀取流量值并反饋調(diào)節(jié)給氣壓強(qiáng)來(lái)保證液流速度穩(wěn)定；通過(guò)實(shí)時(shí)讀取光纖傳感信號(hào)來(lái)判斷細(xì)胞是否到達(dá)指定位置，進(jìn)而判斷是否執(zhí)行下一步操作，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行自動(dòng)化處理。

11.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的微流控芯片或根據(jù)權(quán)利要求10所述的微流控裝置理化處理單個(gè)細(xì)胞的方法，包括：

(1)將單個(gè)細(xì)胞滴入細(xì)胞載入器并開(kāi)啟負(fù)壓將單個(gè)細(xì)胞吸入芯片；

(2)當(dāng)細(xì)胞處理區(qū)捕獲到所述細(xì)胞時(shí)，光纖傳感模塊檢測(cè)到細(xì)胞傳感信號(hào)，即開(kāi)啟理化處理過(guò)程：通過(guò)控制氣動(dòng)微閥組，依次用不同比例的第一試劑和第二試劑以及第三試劑對(duì)所述細(xì)胞進(jìn)行理化處理；

(3)處理完畢后，使用第三試劑將所述細(xì)胞反沖入細(xì)胞回收通道，至細(xì)胞回收孔處被捕獲；繼續(xù)排出多余的第三試劑至殘留體積不超過(guò)1微升時(shí)，打開(kāi)細(xì)胞回收孔塞，用專(zhuān)用細(xì)胞提取工具將所述細(xì)胞吸出，完成回收。