[發明專利]一種微坑錨定液滴陣列芯片及液滴生成方法和應用

有效

• 申請號: 202110088122.0
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112774748B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 毛紅菊;裘詩慧;趙建龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;B01L3/02;A01N1/02
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;賈允

本申請公開了一種微坑錨定液滴陣列芯片及液滴生成方法和應用，所述芯片包括自上而下依次貼合的上層芯片和蓋玻片，上層芯片靠近蓋玻片的表面為功能層，功能層設有第一水相進樣口、第二水相進樣口、油相進樣口和多條液滴排布通道；第一水相進樣口用于通入冷凍保護劑，第二水相進樣口用于通入細胞懸液，第一水相進樣口、第二水相進樣口和油相進樣口均與液滴排布通道連通；沿液滴排布通道均布有多個液滴捕獲腔室，每個液滴捕獲腔室內部設有微坑，微坑的開口朝向蓋玻片。本申請能夠為單細胞提供皮升級別的冷凍體系，還可以保證冷凍凍融過程中液滴的穩定性，具有高通量、體系小、可操控性佳的優點。

技術領域

本申請涉及微流控芯片技術領域，尤其涉及一種微坑錨定液滴陣列芯片及液滴生成方法和應用。

背景技術

隨著卵泡漿單精子顯微注射技術(Intracytoplasmic sperm injection，簡稱ICSI)的發展，使嚴重稀少精子患者生育子代成為可能。對于嚴重少弱精子癥或精液中間歇存在活動精子，以備ICSI技術；對于梗阻性與非梗阻性輸精管手術治療，輸精管缺如患者輸精管切除術后還想要生育孩子，以及患有腫瘤患者需要接觸放射線治療的男性，在生育力喪失之前來進行精液采集和存儲，能夠給予儲存者未來做父母的希望。

在ICSI技術中，附睪和睪丸精子數量不足，質量較差，冷凍復蘇率低，活力弱，冷凍保存后則體外受精結果差，依賴于ICSI輔助受精獲成功；精子冷凍保存后與卵子融合的能力不會丟失，而且ICSI技術只需要選擇一條活動精子，故解凍后只要存在數量有限的活動精子，仍可滿足ICSI技術對精子數的要求。因此，提供一種單細胞的冷凍技術，以實現稀少精子的冷凍，在輔助生殖臨床治療上是非常有必要的。

發明內容

本申請的目的在于提供一種微坑錨定液滴陣列芯片及液滴生成方法和應用，通過微坑將單細胞液滴固定，能夠為單細胞提供皮升級別的冷凍體系，還可以保證冷凍凍融過程中液滴的穩定性，具有高通量、體系小、可操控性佳的優點。

本申請是通過以下技術方案實現的：

第一方面，本申請提供一種微坑錨定液滴陣列芯片，包括自上而下依次貼合的上層芯片和蓋玻片，所述上層芯片靠近所述蓋玻片的表面為功能層，所述功能層設有第一水相進樣口、第二水相進樣口、油相進樣口和多條液滴排布通道；所述第一水相進樣口用于通入冷凍保護劑，所述第二水相進樣口用于通入細胞懸液，所述第一水相進樣口、所述第二水相進樣口和所述油相進樣口均與所述液滴排布通道連通；沿所述液滴排布通道均布有多個液滴捕獲腔室，每個所述液滴捕獲腔室內部設有微坑，所述微坑的開口朝向所述蓋玻片。

進一步地，還包括第一水相管路、第二水相管路和油相管路；所述第一水相管路的一端與所述第一水相進樣口連通，所述第二水相管路的一端與所述第二水相進樣口連通，所述第一水相管路的另一端與所述第二水相管路的另一端匯聚形成一條總水相管路；所述油相管路包括從所述油相進樣口分出的第一油相管路支路和第二油相管路支路，所述第一油相管路支路和所述第二油相管路支路對稱設于所述總水相管路的兩側；所述總水相管路與所述第一油相管路支路和所述第一油相管路支路匯聚形成液滴生成區。

進一步地，所述液滴生成區與所述液滴排布通道的入口之間設有液滴排布緩沖區，所述液滴生成區與所述液滴排布緩沖腔之間設有液滴噴口。

進一步地，所述所述液滴噴口的直徑設置為預設液滴直徑的一半。

進一步地，所述微坑的直徑設置為預設液滴直徑的1/3～2/3；所述微坑的高度設置為固定單個液滴。

進一步地，所述液滴捕獲腔室的高度與所述微坑的高度的加和等于所述預設液滴直徑。

進一步地，所述上層芯片的材質為聚二甲基硅氧烷或塑料。

進一步地，所述蓋玻片的厚度不大于150μm。

第二方面，本申請提供一種上述的微坑錨定液滴陣列芯片在單細胞液滴生成的應用。