[發(fā)明專利]微流控芯片、含有該微流控芯片的裝置及其分選和/或粒子的方法

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• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN110923112A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李珍儀;王竣弘;陸祎;姜竣凱
• 申請（專利權(quán)）人: 北京怡天佳瑞科技有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/42;C12N5/00;C12N5/078;C12N5/09
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張柳;趙青朵

本發(fā)明涉及微流控領(lǐng)域，特別涉及微流控芯片、含有該微流控芯片的裝置及其分離粒子的方法。本發(fā)明為了增強不同粒子的液滴的分離，提供了介電泳脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)(電極7+脊?fàn)畈考?)，利用粒子不同的電特性來產(chǎn)生液滴Z與Y方向的相對位移差，經(jīng)過連續(xù)重復(fù)性相同結(jié)構(gòu)，除了能分離空液滴也能分選出含不同粒子的液滴。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微流控領(lǐng)域，特別涉及微流控芯片、含有該微流控芯片的裝置及其分選和/或捕獲粒子的方法。

背景技術(shù)

微流控芯片技術(shù)(Microfluidics)又被稱為芯片實驗室(Lab-on-a-chip)，能在一個幾平方厘米的微小芯片上集成傳統(tǒng)的生物和化學(xué)實驗室的基本功能，包括樣品分離、制備、化學(xué)反應(yīng)、檢測等操作。

微流控芯片具有液體流動可控、消耗試樣和試劑極少、分析速度成十倍上百倍地提高等特點，它可以在幾分鐘甚至更短的時間內(nèi)進(jìn)行上百個樣品的同時分析，并且可以在線實現(xiàn)樣品的預(yù)處理及分析全過程。

液滴微流控技術(shù)是微流控芯片技術(shù)的一個重要分支。液滴微流控技術(shù)是在傳統(tǒng)的單相微流控芯片技術(shù)發(fā)展而來的，最早由芝加哥大學(xué)Rustem F. Ismagilov教授首先提出三入口T型微液滴芯片設(shè)計，并在之后的幾年中得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。與單相微流控系統(tǒng)相比，由于其水/油兩相分離的特征，具有如消耗樣品和試劑量更少，混合速度更快不易造成交叉污染，易于操控等優(yōu)勢。因此，在污染物快速高通量檢測，生物樣本分離、培育，觀察化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度等領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用。微液滴因具有通量高，無交叉污染等優(yōu)勢，其在噴墨打印、微混合、DNA分析、材料合成、蛋白質(zhì)結(jié)晶等領(lǐng)域呈現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。

微流體油包水液滴芯片可以用于液滴分離與收集，應(yīng)用于生物，生化，醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，其主要優(yōu)點為出口產(chǎn)物量少可減少昂貴試劑量，體積微小可加速反應(yīng)時間等。然而大多數(shù)使用的設(shè)計為結(jié)合檢測與切換連動的主動式收集 (主動排序)芯片，其設(shè)計不外乎使用熒光染色后搭配高階顯微鏡攝像系統(tǒng)，或以昂貴且高階熒光光學(xué)檢測系統(tǒng)，搭配軟件觀察或熒光分析有無目標(biāo)細(xì)胞后瞬間使用液體壓力切換或閥門切換，使目標(biāo)液滴被帶往收集區(qū)。缺點為：1、細(xì)胞染需標(biāo)定或染色；2、造成后續(xù)分子檢測或測序上的困難度提高。

為了檢測癌癥病患血液中少量游離的癌細(xì)胞，通常檢體樣本內(nèi)并不只含單一種細(xì)胞，即使使用一般純化方法能過濾掉大部分體積較小紅血球等粒子，但仍有許多體積近似的白細(xì)胞(即白血球)與癌細(xì)胞參雜，若使用脊?fàn)畋粍邮絾渭?xì)胞液滴分離晶片進(jìn)行分離，液滴內(nèi)含不同種類粒子通過剛性(stiffness) 特性較難分辨。

因此，提供一種自動式物理性分離細(xì)胞或液滴的微流控芯片及方法具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種微流控芯片、含有該微流控芯片的裝置及其分選和/或捕獲粒子的方法。本發(fā)明為了增強不同粒子的液滴的分離，提供了介電泳脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)(電極7+脊?fàn)畈考?)，利用粒子不同的電特性來產(chǎn)生液滴Z 與Y方向的相對位移差，經(jīng)過連續(xù)重復(fù)性相同結(jié)構(gòu)，除了能分離空液滴也能分選出含不同粒子的液滴。

本發(fā)明為了減少主動式分選液滴細(xì)胞的缺點，利用有無細(xì)細(xì)胞的液滴的剛性與彈性(彈性變形性)差異再搭配脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)能夠達(dá)到被動式分選(被動分類)，而免除染色或標(biāo)定熒光且無須進(jìn)行偵測與切換等復(fù)雜的連動式操控等復(fù)雜且精密程序。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種微流控芯片，包括基片1，所述基片1設(shè)置有進(jìn)樣口2、進(jìn)鞘口3、微流道4、出口6和電極7；

所述微流控芯片還包括脊?fàn)畈考?；所述脊?fàn)畈考?傾斜設(shè)置于所述電極7上且與所述微流道4的側(cè)壁連接或傾斜設(shè)置于所述微流道4的頂端內(nèi)壁且與所述電極7對稱設(shè)置；

所述進(jìn)樣口2、所述進(jìn)鞘口3設(shè)置于所述微流道4的同側(cè)；所述出口6 設(shè)置于所述微流道4的另一側(cè)；