[實用新型]一種單細胞捕獲通道及單細胞捕獲芯片

有效

• 申請號: 202020184813.1
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN211921516U
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 黃慶;孫獻歌;王柳;任曉東;蘇寧;李文滿;郭利芳
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍特色醫學中心
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;G01N21/65
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本實用新型屬于微通道流體控制領域，涉及一種單細胞捕獲通道及單細胞捕獲芯片，包括至少一個細胞捕獲單元，所述細胞捕獲單元包括主通道和捕獲通道，所述主通道包括主流道以及分設在主流道兩端的入口和出口，所述捕獲通道包括細胞腔與連通腔，細胞腔與連通腔的連接位置處，細胞腔沿靠近該連接位置處的方向內徑逐漸減小至與所述連通腔相同，形成呈半圓形或半橢圓形的收縮口，該收縮口為細胞捕獲位點。本實用新型還包括上述單細胞捕獲通道的芯片及其在單細胞分析中的應用方法。基于流體力學最小流阻原理，本實用新型的單細胞捕獲通道無需復雜的集成，可快速高效地實現高通量的單細胞捕獲，為單細胞原位分析提供了一個可行的分析平臺。

技術領域

本實用新型屬于微通道流體控制領域，涉及一種單細胞捕獲通道及單細胞捕獲芯片。

背景技術

細胞是構成生命體的基本單位，開展細胞的研究工作對疾病機理探究、藥物研發以及疾病治療具有重要意義。由于細胞間形態學與遺傳學的異質性，基于細胞種群的研究會在一定程度上掩蓋單個或少數細胞的某些重要生物學信息。單個細胞之間的顯著差異存在于細胞的形態尺寸、基因組、轉錄組以及蛋白組等方面，而這些差別往往是腫瘤研究、干細胞生物學、免疫學及神經學中很多長期困惑人們的關鍵所在。單細胞分析可以精確的獲取細胞個體之間的差異，有助于深入了解細胞異質性，獲得有價值的生物學信息。在單細胞研究中，單個細胞內檢測物濃度較低，為了得到具有統計學意義的數據，就需要獲得數量足夠多的單細胞并用于后續的單細胞分析。因此，如何快速高效獲得高通量的單個細胞是進行單細胞分析的關鍵。

微流控技術基于其結構的微型化、樣品的微量化、流體的可控性以及分析的高通量性成為單細胞分析的一個重要平臺，基于各種操作步驟的集成，該技術平臺可同時完成單細胞的捕獲及分析。目前單細胞捕獲微流控芯片的幾何結構尚且比較復雜，單細胞的捕獲通量和捕獲效率仍然存在著一定的不足之處。因此，本實用新型提出一種基于流體力學中最小流阻原理的單細胞捕獲通道用于單細胞的捕獲和原位精準分析。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種單細胞捕獲通道、單細胞捕獲芯片及其應用方法，通過設置在單細胞捕獲通道內的細胞捕獲位點實現單細胞捕獲。

為達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種單細胞捕獲通道，包括至少一個捕獲單元，所述捕獲單元包括主通道及捕獲通道，所述主通道包括主流道以及分設在主流道兩端的入口和出口，所述捕獲通道包括細胞腔與寬度窄小的連通腔，所述細胞腔與所述連通腔的結合處內徑由寬變窄，形成半圓形或半橢圓形的收縮區域，此收縮區域為細胞捕獲位點。

可選的，所述主流道包括第一彎折流道、第二彎折流道以及用于連通第一彎折流道與第二彎折流道的盤曲流道。

可選的，所述第一彎折流道與第二彎折流道對稱布置在盤曲流道的兩側，所述盤曲流道設置在第一彎折流道與第二彎折流道之間，整體捕獲單元外部形狀呈矩形。

可選的，所述盤曲流道呈蛇形，帶有至少一個拐點。

可選的，所述捕獲通道包括相互連通的細胞腔及連通腔，所述細胞腔與連通腔的連接平面為第一平面；所述連通腔在第一平面內的投影面積小于所述細胞腔在第一平面內的投影面積。

可選的，所述細胞腔在水平面的投影為矩形或圓形結構，并通過圓弧與連通腔相連通。

可選的，所述的捕獲單元中捕獲通道的細胞腔與主流道的第一彎折流道連通，捕獲通道的連通腔與主流道的第二彎折流道連通。

可選的，所述捕獲單元為N個，呈線性布置，構成一級捕獲流道；第N-1個捕獲單元的第一彎折流道連通至所述一級捕獲流道的入口，第N個捕獲單元的第二彎折流道連通至所述一級捕獲流道的出口，其中，N≥2且N為正整數。