[發明專利]一種微米顆粒懸液體積濃縮微流控器件

在審

• 申請號: 202010140061.3
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111330656A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 項楠;倪中華
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種微米顆粒懸液體積濃縮微流控器件，該器件由樣品入口、系列螺旋流道、錯流過濾流道、Y型分叉流道、濃縮樣品出口和連接有空白液體出口的匯流流道構成，樣品入口連接系列螺旋流道，錯流過濾流道設置于系列螺旋流道之間，系列螺旋流道末端包含出樣品端和出液體端，Y型分叉流道連接在系列螺旋流道末端的出樣品端，濃縮樣品出口與Y型分叉流道相連，匯流流道與系列螺旋流道末端的出液體端連接。該器件能夠實現微米顆粒懸液的高通量、高倍率濃縮，最佳回收率高達99.99％，且無需精確流阻匹配，操作簡單，同時對細胞損傷低，處理后細胞活性高達95％，結構簡單，成本低。

技術領域

本發明涉及一種體積濃縮微流控器件，更具體地，涉及一種微米顆粒懸液體積濃縮微流控器件。

背景技術

包含細胞或顆粒的生物懸液是重要的醫學樣本，對這些生物懸液中細胞或顆粒的計數和檢測可為疾病診斷提供重要的信息，實現生物懸液中細胞或顆粒的檢測需要對樣品進行濃縮預處理，借助樣品中目標成分的濃度提升來提高檢測的靈敏度和檢出率，目前常用的樣品濃縮方法包括：高速離心和濾膜過濾。離心方法通過強離心力迫使細胞或顆粒沉降至離心管底部，緊接著通過移除上清液來減少樣品的體積，實現細胞或顆粒濃度的提升。但離心方法設備昂貴，無法在野外等復雜工況環境下使用，同時無法勝任極低細胞/顆粒濃度樣品或超大體積樣品的高效濃縮，并且強離心力會造成細胞等生物顆粒的損傷和死亡。而濾膜過濾借助濾膜上特定孔徑的濾孔來實現細胞或顆粒的阻隔，通過濾除空白液體來增加樣品的濃度，該方法簡單直接，但阻隔在濾膜上的細胞回收困難，濾膜的堵塞問題會造成效率隨著使用時間急劇減低，且固定的濾孔僅適用于特定尺寸細胞或顆粒的濾選，適用范圍小。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種能夠實現高通量、高倍率濃縮、細胞損傷低、操作簡單、通用性強、成本低的微米顆粒懸液體積濃縮微流控器件。

技術方案：本發明所述的微米顆粒懸液體積濃縮微流控器件由樣品入口、系列螺旋流道、錯流過濾流道、Y型分叉流道、濃縮樣品出口和連接有空白液體出口的匯流流道構成，樣品入口連接系列螺旋流道，錯流過濾流道設置于系列螺旋流道之間，系列螺旋流道末端包含出樣品端和出液體端，Y型分叉流道連接在系列螺旋流道末端的出樣品端，濃縮樣品出口與Y型分叉流道相連，匯流流道與系列螺旋流道末端的出液體端連接。

其中，系列螺旋流道截面為矩形截面，截面高度h≦100d/7，濃縮樣品出口與Y型分叉流道之間連接有流阻流道，流阻流道為S型流阻流道單元或正弦線型濃縮流道，正弦線型濃縮流道末端連接有十字形三分叉出口系統，系列螺旋流道由相互平行的最外圈螺旋流道、第二圈螺旋流道和最內圈螺旋流道構成，最外圈螺旋流道和第二圈螺旋流道之間通過錯流過濾流道相連，第二圈螺旋流道和最內圈螺旋流道之間通過錯流過濾流道相連，最外圈螺旋流道連接樣品入口，最外圈螺旋流道和第二圈螺旋流道末端連接在一起構成出液體端，最內圈螺旋流道末端為出樣品端；第二圈螺旋流道始于最外圈螺旋流道螺旋繞行0.5～1.5圈處，最內圈螺旋流道始于第二圈螺旋流道螺旋繞行0.5～1圈處；錯流過濾流道與最外圈螺旋流道、第二圈螺旋流道和最內圈螺旋流道夾角為銳角；最外圈螺旋流道、第二圈螺旋流道和最內圈螺旋流道矩形截面寬度關系為W₂≧W₃≧W₄。

有益效果：本發明與現有技術相比，其顯著優點是：1、能夠實現微米顆粒懸液的高通量、高倍率濃縮，最佳回收率高達99.99％；2、無需精確流阻匹配，操作簡單；3、對細胞損傷低，處理后細胞活性高達95％；4、結構簡單，成本低。

附圖說明

圖1是實施例1結構示意圖；

圖2是微米顆粒在最外圈螺旋流道向第二圈螺旋流道的遷移運動示意圖；

圖3是微米顆粒在第二圈螺旋流道向最內圈螺旋流道的遷移運動示意圖；

圖4是實施例3結構示意圖；