[發明專利]一種微流控芯片及其制備方法和捕獲方法

有效

• 申請號: 201910601864.1
• 申請日: 2019-07-04
• 公開（公告）號: CN110452801B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 李家文;胡凱;吳東;胡衍雷;褚家如
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;B01L3/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

一種微流控芯片及其制備方法和捕獲方法，其中，微流控芯片包括：微流控通道薄膜(1)，微流控通道薄膜(1)中設置有預設形狀的微流控通道(2)，微流控通道(2)每一端點處均設置有穿過微流控通道薄膜(1)的通孔(3)；基底(4)，鍵合至微流控通道薄膜(1)，以閉合微流控通道(2)；響應水凝膠微結構陣列(5)，其為由響應水凝膠微結構(6)組成的閉合結構，設置在微流控通道(2)中，響應水凝膠微結構(6)的尺寸通過其所處環境控制。通過采用尺寸可調節的響應水凝膠微結構以控制響應水凝膠微結構陣列的間距來捕獲物體，無需外接其它設備。

技術領域

本發明涉及芯片器件領域，具體涉及一種微流控芯片及其制備方法和捕獲方法。

背景技術

不同的細胞個體之間，在基因轉錄，轉譯，蛋白質活性和代謝豐度等方面存在差異。當單個細胞基因組例如單核苷酸變異(SNVs)、拷貝數變異(CNVs)和結構變異時，很可能導致癌癥及其他疾病產生。在傳統的細胞研究中都是以細胞群獲得特征信息，并不能體現出單個細胞之間的差異。因此從細胞群中分離和提取單細胞，實現單細胞的捕獲，進而在神經科學、干細胞生物學和癌癥診斷等領域中研究分析單個細胞具有極大的意義。

基于微流控芯片的細胞分離技術可分為主動技術和被動技術。主動技術依賴于光、磁、聲和電等外立場來實現細胞分離，因此主動技術實現細胞分離時需要在微流控芯片上連接提供外立場外力場的設備，而這些設備往往體積大、結構復雜并且價格高昂，與微流控芯片的概念背道而馳。被動技術依賴于微流控通道的幾何形狀和固有的流體動力來實現細胞分離，無需連接外接設備，但是這種被動技術不穩定，一旦流體發生變化，被捕獲的細胞很容易擺脫捕獲，這極大的限制了其在單細胞研究中的應用。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明提供了一種微流控芯片及其制備方法和捕獲方法，通過采用飛秒激光全息加工方法將響應水凝膠加工成尺寸可控制的響應水凝膠微結構以形成響應水凝膠微結構陣列，從而調節響應水凝膠微結構陣列所處環境來捕獲目標物體，并且捕獲方式簡單，無需外接復雜設備。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明一方面提供一種微流控芯片，包括：微流控通道薄膜，微流控通道薄膜中設置有預設形狀的微流控通道，微流控通道每一端點處均設置有穿過微流控通道薄膜的通孔；基底，鍵合至微流控通道薄膜，以閉合微流控通道；響應水凝膠微結構陣列，其為由響應水凝膠微結構組成的閉合結構，設置在微流控通道中，響應水凝膠微結構的尺寸通過其所處環境控制。

可選地，通孔的數量為一個及以上，每一通孔為微流控通道的入口或出口。

可選地，所處環境變化時，響應水凝膠微結構陣列中位于出口的一側相鄰響應水凝膠微結構的間距小于一預設值，響應水凝膠微結構陣列中位于入口的一側相鄰響應水凝膠微結構的間距大于或小于上述預設值。

可選地，響應水凝膠微結構陣列的數量為一個及以上。

可選地，響應水凝膠為熱響應水凝膠、pH響應水凝膠、光響應水凝膠、溶劑響應水凝膠或分子水凝膠。

可選地，微流控通道薄膜為PDMS薄膜。

本發明另一方面提供一種微流控芯片的制備方法，包括：S1：制備微流控通道薄膜，并在微流控通道薄膜中制備預設形狀的微流控通道，以及在微流控通道的每一端點處制備穿過微流控通道薄膜的通孔；S2：將基底鍵合至微流控通道薄膜，以閉合微流控通道；S3：在微流控通道中制備響應水凝膠微結構陣列，其中，響應水凝膠微結構陣列為由響應水凝膠微結構組成的閉合結構，該響應水凝膠微結構的尺寸通過其所處環境控制。

可選地，飛秒激光全息加工的飛秒激光的波長為800nm，脈寬為75fs，重復頻率為80MHz，能量為50-150mW。