[發明專利]一種液滴生成芯片及其制備方法和在單細胞測序中的用途

在審

• 申請號: 201911027127.1
• 申請日: 2019-10-27
• 公開（公告）號: CN110743636A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 魏文博;王麗;王南
• 申請（專利權）人: 蘇州濟研生物醫藥科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;C12Q1/6806
• 代理公司: 31200 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發明屬于微流控技術領域，具體為一種簡易液滴生成芯片及其制備方法和在單細胞測序中的用途。本發明液滴生成芯片，其上端含有兩個流體入口，分別用于注入細胞懸液和微珠懸液；芯片側面含有兩個流體出口，芯片外周含有一個儲油池，用于注入液滴生成油；每個流體入口連接一個或兩個流體通道，且細胞相流體通道與微珠相流體通道在匯聚后連接到芯片側面的出口。利用多道移液槍吸取細胞和微珠溶液，連接液滴生成芯片，將液滴生成油加入到儲油池中，將移液槍中的溶液注入液滴生成芯片，兩種溶液進入芯片通道，并在匯聚處形成層流，待液體從出口進入液滴油后，形成油包水的液滴。本液滴生成芯片無需額外的流體驅動系統，裝置簡易、便于操作、成本低。

技術領域

本發明屬于微流控技術領域，具體涉及一種簡易液滴生成芯片及其制備方法和在單細胞測序中的用途。

背景技術

早在2011年，《自然方法》雜志將單細胞測序列為年度值得期待的技術之一，2012年，《科學》雜志也將單細胞測序列為年度最值得關注的六大領域榜首。微流控芯片技術作為21世紀重要前沿科學技術之一為高通量單細胞測序提供了一種重要平臺。

其中，微流控液滴技術為單細胞測序技術奠定了高通量、低成本的基礎。該方法的核心是利用液滴作為微反應器，并在液滴中包含一個細胞以及一個含有捕獲序列的載體微珠。在液滴形成后，液滴里的細胞裂解后釋放出核酸，并與微珠所帶有的捕獲序列進行結合，最后回收所有微珠進行后續建庫測序等環節。

然而，目前基于液滴單細胞測序的原理，通過簡化微流控芯片以及液滴產生方式，實現一種簡易的液滴生成芯片。該芯片無需配備價格昂貴的設備，具有簡易、便攜、低成本等特點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡易、便攜、低成本的液滴生成芯片及其制備方法和在單細胞測序中的用途。

本發明設計的液滴生成芯片，在芯片上端含有兩個流體入口，所述兩個流體入口分別用于注入細胞懸液和微珠懸液；芯片側面含有兩個流體出口，芯片外周含有一個儲油池，所述儲油池用于注入液滴生成油；每個流體入口連接一個或兩個流體通道，且細胞相流體通道與微珠相流體通道在匯聚后連接到芯片側面的出口。

本發明中，所述芯片流體通道的寬度為50-150微米，高度為30-150微米。

本發明中，所述兩個流體入口的間距為7-10毫米。

本發明提供的上述液滴生成芯片的制備方法，包括芯片模板的制備，具體采用軟光刻方法，具體步驟為：

（1）在硅片或玻璃基底表面旋涂30-150微米厚的SU-8光刻膠，95℃前烘15-60分鐘；

（2）將含有芯片通道結構的掩膜固定于含有光刻膠的基底表面，紫外曝光使SU-8按照掩膜的結構聚合；

（3）95℃后烘10-30分鐘，自然冷卻后用乳酸乙酯除去未曝光的SU-8膠，形成芯片通道結構模板；

（4）180℃堅膜1-2小時，冷卻后形成芯片通道結構模板；

（5）利用三甲基硅烷對芯片模板進行低粘附處理。

液滴生成芯片的制備方法，具體步驟為：

（1）利用芯片模板制備PDMS芯片的通道結構，并在入口處打孔；

（2）利用等離子清洗機將PDMS芯片通道結構層鍵合在厚度為100微米的PDMS薄膜上，通過切割暴露出芯片側面的流體出口；

（3）將封接好的芯片置于65-85℃的烘箱內8-24小時，使其表面性質恢復疏水。

本發明提供的液滴生成芯片，可用于單細胞測序，具體步驟如下：

（1）配置一定濃度的單細胞懸液和微珠懸液；