[發(fā)明專利]一種高脂質(zhì)微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置及方法

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• 申請日: 2022-03-09
• 公開（公告）號: CN114621869A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設計）人: 王俊生;董建紅;高天博;趙凱
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42;C12M1/00;B01L3/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 高意;李洪福

1.一種高脂質(zhì)微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置，其特征在于，包括：高脂質(zhì)微藻細胞篩選芯片和微液滴封裝芯片，高脂質(zhì)微藻細胞篩選芯片與微液滴封裝芯片通過導管連通，其中：

所述高脂質(zhì)微藻細胞篩選芯片，利用兩組位于非對稱通孔的Ag-PDMS電極結(jié)構(gòu)產(chǎn)生高梯度不均勻電場，經(jīng)過不均勻電場區(qū)域，不同脂質(zhì)含量的微藻細胞受到不同的介電泳力，分離運動至不同出口；

所述微液滴封裝芯片，利用十字結(jié)構(gòu)產(chǎn)生微液滴，用于封裝篩選出的高脂質(zhì)微藻細胞。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高脂質(zhì)微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置，其特征在于，所述高脂質(zhì)微藻細胞篩選芯片包括：微通道層、微電極層與ITO玻璃基底層；其中：

微通道層包括沿樣品方向依次設置的主通道，主通道的一端連通微藻細胞入口、鞘液入口，主通道的另一端連通第一出口、第二出口；主通道的一側(cè)壁連通有第一通孔和第二通孔，另一側(cè)壁連通有第三通孔和第四通孔；第一通孔和第三通孔組成一個不對稱孔結(jié)構(gòu)，第二通孔和第四通孔組成另一個不對稱孔結(jié)構(gòu)；

微電極層由第一Ag-PDMS電極、第二Ag-PDMS電極、第三Ag-PDMS電極以及第四Ag-PDMS電極組成；

ITO玻璃基底層包括鍍在玻璃上的第一ITO電極、第二ITO電極、第三ITO電極和第四ITO電極；第一ITO電極、第二ITO電極、第三ITO電極和第四ITO電極作為電源線和微電極層之間的導線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高脂質(zhì)微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置，其特征在于，所述微液滴封裝芯片的主要結(jié)構(gòu)為十字交叉結(jié)構(gòu)，分別連通第一油相通道、第二油相通道、水相通道以及高脂質(zhì)微藻通道，十字交叉結(jié)構(gòu)的另一端連通第三出口。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高脂質(zhì)微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置，其特征在于，采用雙面導電銅箔紙從ITO玻璃基底層的第一ITO電極、第二ITO電極、第三ITO電極和第四ITO電極分別延伸出導線與信號發(fā)生器連接，用于為高脂質(zhì)微藻細胞篩選芯片施加交流信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高脂質(zhì)微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置，其特征在于，所述第一Ag-PDMS電極通過主通道一側(cè)壁上第一通孔與主通道連通，第三Ag-PDMS電極通過主通道另一側(cè)壁上第三通孔與主通道連通，第一Ag-PDMS電極和第三Ag-PDMS電極通過第一通孔和第三通孔在主通道處形成不均勻電場；第二Ag-PDMS電極通過主通道一側(cè)壁上第二通孔與主通道連通，第四Ag-PDMS電極通過主通道另一側(cè)壁上第四通孔與主通道連通，第二Ag-PDMS電極和第四Ag-PDMS電極通過第二通孔和第四通孔在主通道處形成不均勻電場。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高脂質(zhì)微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置，其特征在于，所述微藻細胞入口和鞘液入口之間設置有第一夾角，用于形成鞘液流，使得樣品擠壓到一側(cè)的微通道壁；所述第一出口和第二出口之間設置有第二夾角，便于不同脂質(zhì)含量的微藻細胞經(jīng)過篩選區(qū)域后進入到不同出口；其中，第一夾角和第二夾角均為45°。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高脂質(zhì)微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置，其特征在于，所述第一Ag-PDMS電極、第二Ag-PDMS電極、第三Ag-PDMS電極以及第四Ag-PDMS電極復合材料由Ag和PDMS以4：1的比例攪拌而成。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高脂質(zhì)微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置，其特征在于，所述第一油相通道、第二油相通道與水相通道、高脂質(zhì)微藻通道設置有第三夾角和第四夾角，便于形成微液滴封裝高脂質(zhì)微藻細胞；其中，第三夾角和第四夾角均為90°。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高脂質(zhì)微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置，其特征在于，油相與水相的流速比為10:1，所述十字交叉結(jié)構(gòu)處上下兩側(cè)油相擠壓水相，形成微液滴封裝高脂質(zhì)微藻細胞。

10.一種基于上述權(quán)利要求1-9中任意一項權(quán)利要求所述高脂質(zhì)微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置的高脂質(zhì)微藻細胞篩選及微液滴封裝方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、將高脂質(zhì)微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置放入等離子清洗機清洗，提高通道的親水性，便于實驗過程中液體的流通；

S2、將信號發(fā)生器與第一Ag-PDMS電極、第二Ag-PDMS電極、第三Ag-PDMS電極以及第四Ag-PDMS電極連接，打開信號發(fā)生器開關(guān)，調(diào)整輸出交流信號的電壓與頻率，對高脂質(zhì)微藻細胞篩選芯片進行供電；

S3、微藻細胞入口與鞘液入口同時注入微藻細胞溶液和鞘液，鞘液的注入速度高于微藻細胞溶液的注入速度，流經(jīng)高脂質(zhì)微藻細胞篩選裝置的篩選區(qū)進行篩選，待微藻細胞篩選結(jié)束，高脂質(zhì)微藻細胞進入微液滴封裝芯片，按照預先設置的流速，用注射泵在水相入口和和油相入口注入水相溶液和油相溶液；

S4、利用顯微鏡觀察不同脂質(zhì)含量的微藻流入不同出口，并且高脂質(zhì)微藻細胞被微液滴封裝起來。