[發明專利]一種基于聲表面波的微流控全血細胞多級分選芯片及方法

在審

• 申請號: 201911057653.2
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110628614A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 韋學勇;劉振;金少搏;秦咸明;余子夷;任娟
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42;C12M1/00
• 代理公司: 61215 西安智大知識產權代理事務所
• 代理人: 賀建斌

一種基于聲表面波的微流控全血細胞多級分選芯片及方法，芯片包括壓電基底，壓電基底上濺射兩組叉指換能器，在壓電基底上且位于兩組叉指換能器一側鍵合有PDMS微流道系統；方法是利用兩組叉指換能器，結合兩級分選微流道，通過施加不同的頻率及電壓，實現對白細胞、紅細胞以及血小板的依次分選，本發明提高了血細胞分選效率，具有良好的生物醫學應用價值。

技術領域

本發明涉及生物樣品處理技術領域，特別涉及一種基于聲表面波的微流控全血細胞多級分選芯片及方法。

背景技術

微流控技術在最近二十年得到迅速發展，微流控芯片也俗稱“芯片實驗室”，可以將樣品的制備、處理、傳輸以及反應等過程集中在一個平方厘米級的芯片上，減小實驗設備尺寸，降低試劑消耗量。因此越來越多微流控技術被應用于細胞的分選，其中包括介電泳操縱、流體慣性力操縱、微流控微濾膜方法、磁操縱以及聲場力操縱。在這些技術中，聲表面波操縱微粒控制精確、非標記、非侵入并且具有良好的生物兼容性，在生物粒子操縱方面具有良好的應用前景。聲表面波是一種沿著壓電基底表面傳播的聲波，其特點是聲波能量匯聚于基底表面，可實現對基底表面流體的操控，具有高效的流固耦合特性，因此在微流控領域得到廣泛的應用。

目前出現與聲表面波相關的血細胞分選的研究有：J.Nam等人在微流控芯片中利用聲表面波駐波場偏轉白細胞和紅細胞，實現對血小板的分選，收集純度約為98％(J.Nam,H.Lim,D.Kim,S.Shin,Separation of platelets from whole blood using standingsurface acoustic waves in a microchannel,Lab on a chip,2011,11,3361.)；TonyJun Huang等人在微流控芯片中利用聲表面波實現白細胞在紅細胞碎片中的分選以及清洗(S.Li,X.Ding,Z.Mao,Y.Chen,N.Nama,F.Guo,P.Li,L Wang,C.E.Cameronbc,T.J.Huang,Standing surface acoustic wave(SSAW)-basedcell washing,Lab on a Chip,2015,15,331.)；Tony Jun Huang等人發明一種利用聲波高速分選血小板的微流控芯片，該芯片通過剔除白細胞和紅細胞而完成對血小板的分選，流體通量比之前基于聲波分選血小板的方法高出2500倍(Y.Chen,M.Wu,L.Ren,J.Liu,Pamela H.Whitley,L.Wang,T.J.Huang,High-throughput acoustic separation of platelets from whole blood,Lab on a chip,2016,16,3346.)。

以上方法雖然成功應用于血細胞分選，但僅限于對單一種類血細胞的分選，還不能夠在一個微流控芯片上同時完成對白細胞、紅細胞以及血小板的分選，另外這些基于聲表面波對血細胞進行分選的方法大多數是利用駐波場，其偏轉血細胞的距離受到駐波節點限制。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提出一種基于聲表面波的微流控全血細胞多級分選芯片及方法，利用兩組叉指換能器，結合兩級分選微流道，通過施加不同的頻率及電壓，實現對白細胞、紅細胞以及血小板的依次分選，同時利用聲表面波行波場提高了血細胞分選效率，具有良好的生物醫學應用價值。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于聲表面波的微流控全血細胞多級分選芯片，包括壓電基底1，壓電基底1上濺射兩組叉指換能器，在壓電基底1上且位于兩組叉指換能器一側鍵合有PDMS微流道系統。