[實用新型]一種用于單細胞捕捉和培養的微流控芯片

有效

• 申請號: 201820002900.3
• 申請日: 2018-01-02
• 公開（公告）號: CN207877746U
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 張旻;常誠誼;錢翔;王曉浩
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/00
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 王震宇

本實用新型公開了一種用于單細胞捕捉和培養的微流控芯片，包括組合在一起的上片和下片，所述上片和所述下片的相對表面上分別設置有擋塊陣列和微孔陣列；所述擋塊陣列的擋塊與所述微孔陣列的微孔相對應地分隔分布，并配置成，所述擋塊捕捉正向液流中的單個細胞并阻止正向液流中的細胞進入其正向前方的微孔，利用反向液流將所述擋塊所捕捉的細胞沖出所述擋塊并流入其反向前方的微孔；所述擋塊陣列位于所述上片的所述表面形成的微流通道內，所述微流通道在所述微流控芯片上具有入口和出口。本實用新型能夠簡便高效地實現單細胞的捕捉、陣列化布置與培養。

技術領域

本實用新型涉及一種用于單細胞捕捉和培養的微流控芯片。

背景技術

單細胞分析已經發展成為細胞生物學領域研究細胞功能的一個關鍵問題，并且受限于工具和技術支持使得對單個細胞的分離，對后續的單細胞研究等問題變得越來越突出。傳統提取單細胞的方式繁復、耗時、費力且效率不佳。而使用微流控芯片操縱單細胞，只需要將流體通入芯片，然后進行一定的操作即可得到實驗結果。這只需要幾分鐘就能完成，可以提高實驗效率，使得實驗更加迅速、便捷。在微流控芯片上對單細胞進行陣列，則可同時進行多組對照實驗，大大提高了實驗效率。

微流控芯片技術是一種以流體在微米尺度下的低雷諾數流動為主要特征的科學技術，是多種單元技術在微小可控平臺上靈活組合與規模集成。我們可以在一塊幾平方厘米的微流控芯片上，構建出復雜的微通道網絡，并對其中的流體進行準確的操縱和控制。這種芯片將不同的模塊集成在一個小型的平臺上，提供了極大的方便。

目前，有很多基于擋塊陣列的技術都可以通過微流控芯片操縱單細胞。美國德州研究人員使用擋塊和墻壁對單細胞進行捕捉，并使細胞粘附在基底上，然后移除擋塊和墻壁，從而使細胞留存在微流控芯片上。該方法的捕捉時間較長，而且無法和細胞培養有效的結合在一起。美國加州研究人員使用單體擋塊陣列對單細胞進行捕捉，但捕捉成功率較低；而且每次捕捉需要24小時，效率較低。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于針對現有技術的不足，提供一種用于單細胞捕捉和培養的微流控芯片。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種用于單細胞捕捉和培養的微流控芯片，包括組合在一起的上片和下片，所述上片和所述下片的相對表面上分別設置有擋塊陣列和微孔陣列；所述擋塊陣列的擋塊與所述微孔陣列的微孔相對應地分隔分布，并配置成，所述擋塊捕捉正向液流中的單個細胞并阻止正向液流中的細胞進入其正向前方的微孔，而反向液流將所述擋塊所捕捉的細胞沖出所述擋塊并流入其反向前方的微孔；所述擋塊陣列位于所述上片的所述表面形成的微流通道內，所述微流通道在所述微流控芯片上具有入口和出口。

進一步地：

一條所述微流通道將多個所述擋塊陣列串聯形成一條液體通道，或者多條所述微流通道將多個所述擋塊陣列并聯形成多條液體通道。

所述擋塊由軸對稱的兩個板狀部分組成，所述兩個板狀部分在靠近其正向前方的微孔的一側具有較大的間隙，在遠離其正向前方的微孔的一側具有較小的間隙，所述較大的間隙大于目標細胞的直徑，所述較小的間隙小于目標細胞的直徑。

所述兩個板狀部分呈90度。

所述擋塊的對稱軸與所述微流控芯片的流向平行。

所述較大的間隙與所述微孔的直徑相等；所述較小的間隙為目標細胞直徑的0.4倍-0.8倍，優選0.6倍。

所述擋塊在所述微流通道中的高度為目標細胞直徑1.2倍-2倍，優選 1.5倍；優選地，所述擋塊的高度與所述微流通道的深度相等。

所述微孔的深度為目標細胞直徑2倍-5倍，優選3倍。

所述微流控芯片的液體入口和液體出口連接有用于驅動液體流動的注射泵。