[發明專利]一種基于微流控芯片的細胞分選與識別系統

在審

• 申請號: 202110771544.8
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113308340A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 宋正勛;馮思溢;卞晨煜;楊煥洲;曲凱歌
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/36;C12M1/34
• 代理公司: 深圳市賓亞知識產權代理有限公司 44459
• 代理人: 毋軍

本發明提供一種基于微流控芯片的細胞分選與識別系統，包括白光光源、顯示器、高倍顯微鏡，所述白光光源由小型放映機投射：平凸透鏡，所述平凸透鏡設置于所述白光光源的投射端處；所述平凸透鏡位于所述白光光源與微流控芯片之間；10X物鏡，所述10X物鏡設置于所述白光光源的投射端。該基于微流控芯片的細胞分選與識別系統，通過芯片基于光誘導的細胞操縱方式，其電極形狀可以隨光源形狀任意改變，無需改變硬件環境，因此微流控芯片制備簡單，可以有效控制成本，具有細胞分選與分析效率高、設備可擴展性強、成本低等優點，系統主要對不同種類的細胞進行快速、定量化、無接觸的分選與識別工作，過程中可實現活細胞樣本無損傷。

技術領域

本發明涉及微納控制技術領域，尤其涉及一種基于微流控芯片的細胞分選與識別系統。

背景技術

人體生物環境中的各類細胞、大分子和核酸等物質的尺寸、電特性等物理特性皆有區別，由此出發通過研究并利用細胞的物理特性可以準確地對人體中的不同細胞與物質進行分選。

近年來，微流控技術被越來越多地應用于細胞操縱與分選工作，利用微流控技術制成的微流控芯片能夠與各類技術相結合實現對細胞的高精度操縱，其中介電泳技術能夠很好地利用細胞間電特性的差異對微流控芯片中的細胞施加不同大小的介電泳力來達到分選細胞的目的，傳統的介電泳技術主要依靠微流控芯片中固體電極制造的非均勻電場來操縱細胞，芯片的加工制備過程相對較為繁瑣，并且制成后的微流控芯片功能單一，不能適應多種應用場景，由傳統介電泳結合光學技術而誕生的光誘導介電泳技術用光圖案誘導的虛擬電極代替了結構復雜的固體電極，不僅縮短了微流控芯片的制備流程，節省了研發與制造成本，同時也能實現更高精度的操縱與分選能力。

為實現后續細胞分析，實驗人員需要在對細胞完成分選后的短時間內對其進行收集與統計分析，以往的細胞分選設備或系統通常采用人工標定或基礎的圖像處理技術來對細胞進行統計分析工作，這些方式處理時間較長效率低，最終將會影響細胞存活率，不利于后續研究分析工作，由于近期人工智能應用的普及，智能化或改進的目標檢測技術作為一種有效的技術手段進入大眾視野，該技術能夠對細胞進行實時檢測與識別，保證了系統對于細胞的識別效率與精度，可大幅縮短統計分析工作周期并提高細胞存活率，為生物研究與臨床診療提供可靠的數據參考與設備支持。

因此，有必要提供一種新的基于微流控芯片的細胞分選與識別系統解決上述技術問題。

發明內容

本發明提供一種基于微流控芯片的細胞分選與識別系統，解決的技術問題是克服現有技術中細胞的分選與分析效率較低，研發與制作成本高。

為解決上述技術問題，本發明提供的基于微流控芯片的細胞分選與識別系統，包括白光光源、顯示器、高倍顯微鏡，所述白光光源由小型放映機投射：平凸透鏡，所述平凸透鏡設置于所述白光光源的投射端處；所述平凸透鏡位于所述白光光源與微流控芯片之間；10X物鏡，所述10X物鏡設置于所述白光光源的投射端；微流控芯片，所述微流控芯片由上極板、下極板、PEEK接頭、PET雙面膠組成，最上層為所述PEEK接頭，上極板位于所述PEEK接頭的下方，所述PEEK接頭通過膠水與所述上極板相粘合，下極板位于最下層，所述PET雙面膠位于上極板與下極板之間，上極板與下極板之間通過所述PET雙面膠相粘合，所述PET雙面膠的上表面設置有通道，上極板為表面鍍有導電層的ITO導電玻璃，下極板為附有光敏層的ITO導電玻璃；40X物鏡，所述40X物鏡設置于所述白光光源的投射端；CCD圖像傳感器，所述CCD圖像傳感器與所述顯示器為電連接；信號發生器，所述信號發生器與所述微流控芯片為電連接；光學顯微鏡光源，所述光學顯微鏡光源設置于所述微流控芯片上；嵌入式開發板，所述嵌入式開發板與所述高倍顯微鏡為電連接；微量注射泵，所述微量注射泵的輸出端設置于所述微流控芯片通道的輸入端。

優選的，所述PET雙面膠厚度為50μm，芯片通道高度為50μm，芯片通道中的主通道部分寬度設計為600μm，芯片通道中的連接入口與出口的副通道部分寬度皆為300μm。

優選的，所述信號發生器的輸出為交流信號，且幅值為10V，頻率為100kHz。