大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件制造技术

本发明专利技术公开了一种大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件，包括细胞捕获腔体，所述细胞捕获腔体上设置有流入口和流出口，所述细胞捕获腔体内设置有细胞捕获装置，所述细胞捕获装置包括多个单细胞捕获单元，所述多个单细胞捕获单元按照预设结构相互连接组成预设形状，每个所述单细胞捕获单元包括捕获流道和旁路流道，所述捕获流道上设置有窄口，所述窄口与待捕获细胞的尺寸相匹配，每个所述单细胞捕获单元的捕获流道和旁路流道与相邻单细胞捕获单元的捕获流道和旁路流道均连通。本发明专利技术具有如下优点：单细胞捕获单元呈现网络状分布，实现捕获时的多通路结构，并具有自适应性、可提高捕获效率，同时降低器件堵塞的风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及细胞捕获
，具体设计一种大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件。
技术介绍
目前，相关技术中的单细胞捕获器件通过布置大量的捕获单元在流道中，或者使用多通道并行的方式，以提高通量。当细胞悬浮液注入后，细胞以随机的方式进入设计的捕获单元，少量细胞通过窄口或流道中的凹槽被限制在流道内，而其他多数细胞随悬浮液流出出口。但是细胞在流道中能否进入捕获单元的概率呈现一种高斯分布，因此降低了此类方式的捕捉效率，需要高通量的细胞流入才能保证每个单元的细胞捕获率，另外多数器件采用了捕获单元的串行连接方式，造成了因堵塞造成器件故障、不能重复使用的风险。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件，实现捕获时的多通路结构，并具有自适应性、可提高捕获效率，同时降低器件堵塞的风险。为了实现上述目的，本专利技术的实施例公开了一种大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件，包括细胞捕获腔体，所述细胞捕获腔体上设置有流入口和流出口，所述细胞捕获腔体内设置有细胞捕获装置，所述细胞捕获装置包括多个单细胞捕获单元，所述多个单细胞捕获单元按照预设结构相互连接组成预设形状，每个所述单细胞捕获单元包括捕获流道和旁路流道，所述捕获流道上设置有窄口，所述窄口与待捕获细胞的尺寸相匹配，每个所述单细胞捕获单元的捕获流道和旁路流道与相邻单细胞捕获单元的捕获流道和旁路流道均连通。根据本专利技术实施例的大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件，单细胞捕获单元呈现网络状分布，实现捕获时的多通路结构，并具有自适应性、可提高捕获效率，同时降低器件堵塞的风险。另外，根据本专利技术上述实施例的大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述单细胞捕获单元包括一个所述捕获流道和两个所述旁路流道，两个所述旁路流道构成一个矩形结构，所述捕获流道连通所述矩形结构的一组对角。进一步地，所述细胞捕获装置为矩阵结构，多个所述单细胞捕获单元分别设置在所述矩阵结构的不同阵元位置上。进一步地，在所述单细胞捕获单元未捕获细胞时，所述捕获流道的体积流率大于所述旁路流道的体积流率。进一步地，在所述流出口处设置有负压提供装置，所述负压提供装置用于在所述流入口、所述细胞捕获装置和所述流出口之间形成负压。进一步地，所述负压提供装置包括聚乙烯管和注射器，通过抽拉所述注射器在所述流入口、所述细胞捕获装置和所述流出口之间形成负压。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1(A)是本专利技术一个实施例的大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件的主视结构示意图；图1(B)是本专利技术一个实施例的大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件的侧视结构示意图；图2是本专利技术一个实施例的细胞捕获装置捕获细胞的原理示意图；图3是本专利技术一个实施例的理论模型构建的示意图；图4是本专利技术一个实施例的单细胞捕获微流控器件捕获过程示意图；图5是本专利技术一个实施例的5×5细胞捕获装置一种可能的细胞捕获顺序示意图；图6(A)是本专利技术一个实施例第一特殊细胞阵列图形的捕获单元网络仿真分析图；图6(B)是本专利技术一个实施例第二特殊细胞阵列图形的捕获单元网络仿真分析图；图6(C)是图6(A)实验结果图；图6(D)是图6(B)实验结果图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。参照下面的描述和附图，将清楚本专利技术的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本专利技术的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本专利技术的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本专利技术的实施例的范围不受此限制。相反，本专利技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。以下结合附图描述根据本专利技术实施例的大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件。图1(A)是本专利技术一个实施例的大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件的主视结构示意图，图1(B)是本专利技术一个实施例的大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件的侧视结构示意图，图2是本专利技术一个实施例的细胞捕获装置捕获细胞的原理示意图。如图1(A)、图1(B)和图2所示，一种大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件，包括细胞捕获腔体101。在细胞捕获腔体下侧设置有载玻片102。细胞捕获腔体101上设置有流入口103和流出口104。细胞捕获腔体101内设置有细胞捕获装置105。细胞捕获装置105包括多个单细胞捕获单元，多个单细胞捕获单元按照预设结构相互连接组成预设形状。每个单细胞捕获单元包括捕获流道203和旁路流道202。捕获流道203上设置有窄口，窄口与待捕获细胞的尺寸相匹配。每个单细胞捕获单元的捕获流道203和旁路流道202与相邻单细胞捕获单元的捕获流道203和旁路流道202均连通。在本专利技术的一个实施例中，单细胞捕获单元包括一个捕获流道203和两个旁路流道202，两个旁路流道构成一个矩形结构，捕获流道203连通矩形结构的一组对角。一般情况下，正方形结构比矩形结构具有更大的便利。特别是在捕获流道203捕获细胞后，由于采用正方形结构能够使得两个旁路流道202分担相对均衡的负压力，使得单细胞捕获单元再次遇到细胞时，通过旁路流道202均衡流向其它相邻的单细胞捕获单元。在本专利技术的一个实施例中，细胞捕获装置为矩阵结构，多个单细胞捕获单元分别设置在矩阵结构的不同阵元位置上。在矩阵结构的每个阵元位置上，相对应设置的单细胞捕获单元可以根据需要设置为有或无，从而让多个被捕获的单细胞组成不同的形状，以便在培养基环境内继续生长形成不同的结构。在本专利技术的一个实施例中，在单细胞捕获单元未捕获细胞时，捕获流道203的体积流率大于旁路流道202的体积流率，可以保证在捕获流道203未捕获细胞时，具有相对于旁路流道202更大的负压吸附力，从而使捕获流道203更容易捕获细胞。在本专利技术的一个实施例中，在流出口处设置有负压提供装置，负压提供装置用于在流入口103、细胞捕获装置105和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件，其特征在于，包括细胞捕获腔体，所述细胞捕获腔体上设置有流入口和流出口，所述细胞捕获腔体内设置有细胞捕获装置，所述细胞捕获装置包括多个单细胞捕获单元，所述多个单细胞捕获单元按照预设结构相互连接组成预设网络形状，每个所述单细胞捕获单元包括捕获流道和旁路流道，所述捕获流道上设置有窄口，所述窄口与待捕获细胞的尺寸相匹配，每个所述单细胞捕获单元的捕获流道和旁路流道与相邻单细胞捕获单元的捕获流道和旁路流道均连通。

【技术特征摘要】
1.一种大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件，其特征在于，包括细胞捕获腔体，所述细胞捕获腔体上设置有流入口和流出口，所述细胞捕获腔体内设置有细胞捕获装置，所述细胞捕获装置包括多个单细胞捕获单元，所述多个单细胞捕获单元按照预设结构相互连接组成预设网络形状，每个所述单细胞捕获单元包括捕获流道和旁路流道，所述捕获流道上设置有窄口，所述窄口与待捕获细胞的尺寸相匹配，每个所述单细胞捕获单元的捕获流道和旁路流道与相邻单细胞捕获单元的捕获流道和旁路流道均连通。2.根据权利要求1所述的大规模网络阵列单细胞捕获微流控器件，其特征在于，所述单细胞捕获单元包括一个所述捕获流道和两个所述旁路流道，两个所述旁路流道构成一个矩形结构，所述捕获流道连通所述矩形结构的一组对角。3.根据权利要求2所述的大...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文会，米璐，黄亮，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11