[發明專利]一種光敏性水凝膠微閥的芯片結構及單細胞篩選方法

有效

• 申請號: 201911094448.3
• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN110804529B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 張華麗;鄭磊;黃明宇;仲小祥;薛少兵
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12N5/00;G06V20/69
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

本發明提供了一種光敏性水凝膠微閥的芯片結構及單細胞篩選方法，該芯片結構包括細胞懸浮液進口，兩鞘液進口，細胞懸浮液出口一，細胞懸浮液出口二，細胞識別區。本發明的有益效果為：本發明的微流控芯片結構的進出口與邊界相接，形狀采用梯形，通道寬度逐漸向外變大，毛細管橫插入微流控芯片的進出口；同時，由于芯片是采用PDMS材料，具有一定的彈性，可以容許多種直徑的毛細管，并且保證了密封性，也無需多余的膠對其粘結，操作也簡單，該微流控芯片結構僅需一個激光器就可以控制兩個微閥的開閉，為高集成度的水凝膠微閥控制提供了思路；微閥放置在靠近主流道的位置，是為了更快速的將單個細胞隔開，避免其他的細胞混入。

技術領域

本發明涉及微流控芯片及單細胞篩選技術領域，尤其涉及一種光敏性水凝膠微閥的芯片結構及單細胞篩選方法。

背景技術

細胞是生物體基本的結構和功能單位，是生命科學和生物醫學研究的基礎。在細胞生物學研究中，細胞培養是必不可少的過程。但是在細胞培養中常會出現細胞團聚現象。同時，細胞也會出現老化等不符合預期的狀態。此時就需要對細胞進行篩選，篩選出理想中的細胞狀態。

為避免細胞團聚及細胞老化等現象，需要對細胞進行篩選。基于細胞體積變化(如細胞團聚會造成細胞體積變大，細胞老化會使得細胞體積變小)。結合圖像識別與微流控芯片實現對細胞篩選的自動控制。本專利主要是針對單細胞篩選而設計的微流控芯片結構，該微流控芯片結構僅利用一個激光控制器可以控制兩個微閥的開閉，從而形成不同的細胞流動路徑，使細胞進入不同的區域，實現對細胞的篩選。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光敏性水凝膠微閥的芯片結構及單細胞篩選方法。

本發明是通過如下措施實現的：一種光敏性水凝膠微閥的芯片結構，其中，所述該芯片結構包括細胞懸浮液進口，兩鞘液進口，細胞懸浮液出口一，細胞懸浮液出口二，光纖進口，主流道，側流道一，側流道二，微閥一，微閥二和細胞識別區；

所述兩鞘液進口位于所述細胞懸浮液進口兩側，并與所述主流道頂端相連通，所述主流道的低底端與側流道一、側流道二連通，所述側流道一、側流道二兩側分別貫通連接有細胞懸浮液出口一和細胞懸浮液出口二；

在所述細胞懸浮液出口一與所述側流道一連接處設有與所述側流道一互相連通的所述光纖進口；

所述微閥一為熱縮型納米復合水凝膠微閥，其是以聚亞甲基丙烯酰胺為基體的納米復合水凝膠制成；

所述微閥二為熱脹型納米復合水凝膠微閥，其是以聚丙烯酸為基體的納米復合水凝膠制成；

納米顆粒為粒徑大小為42nm的納米金，該納米金對526nm的激光能量吸收最好，可以更快吸收能量并將能量傳遞給水凝膠，因此，激光的波長為526nm。

所述微閥一和微閥二采用原位法制備，先將預聚溶液通入整個微流道內，將掩模版固定在微流控芯片結構上，并放在紫外光下照射，經照射的預聚溶液形成水凝膠，然后用溶液沖掉未反應的預聚溶液；

所述微流控芯片結構的進出口與邊界相接，形狀為梯形狀，為通道寬度向外逐漸變大毛細管，所述毛細管橫插入所述微流控芯片結構的進出口。

作為本發明提供的一種光敏性水凝膠微閥的芯片結構進一步優方案，所述細胞懸浮液進口，鞘液進口，細胞懸浮液出口一，細胞懸浮液出口二，光纖進口，主流道，側流道一，側流道二的通道寬度為300um。

作為本發明提供的一種光敏性水凝膠微閥的芯片結構進一步優化方案，其特征在于，所述細胞懸浮液進口，鞘液進口，側流道一，側流道二的長度為5mm；主流道，細胞懸浮液出口一和細胞懸浮液出口二長度為10mm。

作為本發明提供的一種光敏性水凝膠微閥的芯片結構進一步優化方案，所述微閥一，微閥二均為光敏性納米復合水凝膠微閥，其直徑為300um，分別位于側流道一、側流道二的0.5um處。