[發明專利]一種高脂質微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置及方法

在審

• 申請號: 202210225115.5
• 申請日: 2022-03-09
• 公開（公告）號: CN114621869A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 王俊生;董建紅;高天博;趙凱
• 申請（專利權）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

本發明提供一種高脂質微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置及方法。該裝置包括高脂質微藻細胞篩選芯片與微液滴封裝芯片。高脂質微藻細胞篩選芯片利用兩組位于非對稱通孔的Ag?PDMS電極結構產生高梯度不均勻電場，經過不均勻電場區域，不同脂質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。微液滴封裝芯片利用十字結構產生微液滴，用于封裝篩選出的高脂質微藻細胞。利用微藻細胞之間的脂質含量差異作為篩選的關鍵，不同脂質含量的微藻細胞在高脂質微藻細胞篩選芯片被分離開，高脂質微藻細胞進入微液滴封裝芯片。采用微流控芯片作為篩選與封裝平臺，顯著提升了裝置的集成性能，擴大了裝置的適用范圍，在生物燃料的制備與存儲領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及微藻篩選及存儲技術領域，具體而言，尤其涉及一種高脂質微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置及方法。

背景技術

微藻是一類在海洋陸地分布廣泛、營養豐富的自養植物，含有葉綠素a能夠進行光合作用。微藻細胞中含有蛋白質、多種維生素、胡蘿卜素、甘油、藻多糖等高價值的營養成分和化工原料，常被用于醫藥工業、食品工業、動物飼料、環境監測以及生物技術等多種領域。

當今時代，隨著工業的發展，人們對于化石燃料的使用愈加頻繁。從2009年到2013年，全球石油消費量增長了6.3％，消耗速度遠超石油產量。此外，由于世界人口和經濟的不斷增長，2007年至2035年全球能源消耗預計將增長49％，化石燃料短缺成為了不可避免的問題。并且化石燃料的燃燒會排放大量的二氧化碳，是加快全球變暖的因素之一。有關化石燃料的替代問題成為了研究的重點，生物燃料中的二氧化碳來自于大氣層，因此發展生物燃料可以減少在大氣層的二氧化碳，從而減輕溫室效應。微藻是有前途的生物燃料，相比于其他生物燃料，微藻具有更高的光合效率、更高的脂質含量、更快的生長速度以及較少的食物來源和土地競爭等優勢，是重要的生物燃料，具有很大的潛力。

因此，獲得生產力高的微藻藻種是研究的重點。傳統的微藻篩選技術有密度分離法、粒徑尺寸分離法、流式細胞術、超聲波法、納米顆粒跟蹤分析法等。上述方式能夠分離微藻顆粒，但是操作較復雜、成本較高且提取出的藻種未得到較好的保存以致于影響接下來的使用，所以尋找高效的微藻篩選技術和微藻細胞篩選后的封裝方法十分重要，是一項有前途的研究。

發明內容

根據上述提出的技術問題，而提供一種高脂質微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置。本發明裝置輕巧便攜、操作簡單且無需對目標藻種進行標記、即可實現快速、準確的篩選，篩選后得到高脂質含量的微藻細胞進行封裝，以便更好的存儲，隨用隨取。

本發明采用的技術手段如下：

一種高脂質微藻細胞篩選及微液滴封裝裝置，包括：高脂質微藻細胞篩選芯片和微液滴封裝芯片，高脂質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電極結構產生高梯度不均勻電場，經過不均勻電場區域，不同脂質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，利用十字結構產生微液滴，用于封裝篩選出的高脂質微藻細胞。

進一步地，所述高脂質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；主通道的一側壁連通有第一通孔和第二通孔，另一側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構，第二通孔和第四通孔組成另一個不對稱孔結構；

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；