一种用于细胞冷冻的微流控芯片及混合系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于细胞冷冻的微流控芯片及混合系统，所述用于细胞冷冻的微流控芯片包括微流控芯片本体，所述微流控芯片本体包括第一试剂流入流道、第二试剂流入流道、试剂混合流道、第三试剂流入流道、细胞流入流道、反冲流道、反应腔、细胞混合液流出流道，所述第一试剂流入流道、第二试剂流入流道分别与试剂混合流道的入口连通，所述试剂混合流道、第三试剂流入流道、细胞流入流道、反冲流道、细胞混合液流出流道分别与反应腔连通，所述反应腔、细胞流入流道、细胞混合液流出流道的内径大于细胞的外径。采用本实用新型专利技术的技术方案代替人工操作实现细胞的处理，配合冷冻设备实现对卵细胞或其他细胞的自动冷冻处理，稳定性更好，更精准。

Microfluidic chip and hybrid system for cell freezing

The utility model provides a method for cell freezing microfluidic chip and mixed systems, the microfluidic chip for cell freezing including microfluidic chip body, the microfluidic chip body comprises a first reagent inflow passage, the inflow passage, second reagent reagent mixing channel, third channel, the inflow of reagent cells into the channel, recoil flow, reaction chamber, cell mixed liquid outflow passage, wherein the first reagent inflow passage and second reagent respectively mixed with the reagent inflow passage entrance passage communicated with the reagent, mixed flow, inflow passage, third reagent cells into the channel, channel, cell mixture recoil outflow passage are respectively communicated with the reaction chamber, the reaction chamber the inflow passage, cells and cell mixed liquid outflow passage diameter greater than the diameter of the cell. The utility model adopts the technical scheme to replace the manual operation to realize the processing of the cell, and realizes the automatic freezing treatment of the egg cell or other cells with the freezing equipment, and has better stability and more accurate.

【技术实现步骤摘要】
一种用于细胞冷冻的微流控芯片及混合系统
本技术涉及一种微流控芯片，尤其涉及一种用于细胞冷冻的微流控芯片及混合系统。
技术介绍
随着生物技术的发展以及生物医学、人类辅助生殖和畜牧业保种育种等方面的需求。细胞冻融技术经过60多年的发展，已经成为一项确实可行的细胞及生物组织保存方法。其中人类卵细胞的冷冻保存最受关注，且应用前景最广。中国的不孕不育率由1992年的3%提高到现在的约20%，而解决不孕不育的主要医学途径是试管婴儿。我国2009年共有138家是试管婴儿机构，截止2012年全国共有356家批准开展人类辅助生殖技术机构，17家精子库。虽然短短3年，机构数量增加1倍，但一线城市试管婴儿手术平均需排队半年以上，处于严重供不应求状态。造成这种状态其中的一个主要原因是目前细胞冷冻处理技术效率低。目前卵子主要来自于：①IVF-ET病人经药物促排卵后获得的多个卵子，当不能进行胚胎冻存时，可冻存多余卵子；②捐卵或年轻妇女要求冻卵者，经药物超促排卵后获取卵子予冻存，但因冻卵成功率极低而不能普遍推广；③对卵巢良性疾病但因各种原因须切除卵巢而又希望日后生育者，可考虑经药物超促排卵后获取卵子予冻存。常用冷冻保护剂包括渗透性保护剂，如甘油、丙二醇、二甲亚矾等，均为低分子中性物质，在溶液中发生水合作用，使溶液粘性增加和弱化水分子结晶过程。冷冻保护剂还包括非渗透性保护剂，如蔗糖、乙二醇、白蛋白等，这类物质使溶液呈过冷状态，在特定温度下降低溶质浓度而起保护作用。目前加载保护剂，大多由人手工完成，效率低，一般一个熟悉的操作员一天也只能处理3-5个患者的卵细胞。且人为因素存在着巨大不确定性，自动化对卵细胞进行处理，也就十分必要了。随着近几年细胞产业的蓬勃发展，以及市场需求的高速增长，传统手工操作的局限性日益凸显，GaborVajta就曾多次发表论文认为生殖细胞冻存自动化是未来发展趋势和必要手段。一些行业巨头推出了细胞工厂和冷冻设备，但这些设备的操作过程仍然基于传统手工操作流程，不具备对细胞进行精细操作的可能。
技术实现思路
针对以上技术问题，本技术提供了一种用于细胞冷冻的微流控芯片及混合系统，更好的控制细胞冷冻的前处理过程，解决了人工细胞冷冻前处理操作的不确定性。对此，本技术的技术方案为：一种用于细胞冷冻的微流控芯片，所述微流控芯片本体包括反应腔、细胞流入流道、反冲流道、细胞混合液流出流道，所述反应腔设有试剂入口，所述细胞流入流道、反冲流道、细胞混合液流出流道分别与反应腔连通。作为本技术的进一步改进，其包括微流控芯片本体，所述微流控芯片本体包括第一试剂流入流道、第二试剂流入流道、试剂混合流道、第三试剂流入流道、细胞流入流道、反冲流道、反应腔、细胞混合液流出流道，所述第一试剂流入流道、第二试剂流入流道分别与试剂混合流道的入口连通，所述试剂混合流道、第三试剂流入流道、细胞流入流道、反冲流道、细胞混合液流出流道分别与反应腔连通，所述反应腔、细胞流入流道、细胞混合液流出流道的内径大于细胞的外径。其中，所述内径为内切圆的直径。进一步的，所述反应腔的内壁为圆弧形。采用此技术方案，用于细胞冷冻的冷冻液的各个组分分别从第一试剂流入流道、第二试剂流入流道进入到试剂混合流道进行充分混合，然后流入到反应腔中，细胞从细胞流入流道进入反应腔与混合好的试剂进行融合、反应，然后再第三试剂再从第三试剂流入流道中进入反应腔与细胞进行反应，反应完成后，细胞混合液从细胞混合液流出流道中流出；反应过程中多余的试剂从反冲流道流出，当需要将细胞混合液排除时，将多余的试剂从反冲流道进入到反应腔中，将细胞混合液冲出反应腔。作为本技术的进一步改进，所述试剂混合流道为波纹形。采用此技术方案，方便试剂进行充分混合。作为本技术的进一步改进，所述试剂混合流道的出口、第三试剂流入流道的出口、反冲流道的出口的内径均小于细胞的外径。优选的，所述试剂混合流道的出口、第三试剂流入流道的出口、反冲流道的出口的内径均小于150μm。作为本技术的进一步改进，所述用于细胞冷冻的微流控芯片包括储液池，所述储液池与细胞流入流道通过连接管道连接，所述连接管道的内径大于150μm；所述储液池所处的高度高于所述微流控芯片所处的高度。此技术方案，采用的是静压力驱动，使细胞从高液位的储液池流向低液位的微流控芯片通道中。即先将细胞注入到高液位的储液池中，在重力的作用与流体运动作用下，细胞会进入到微流控芯片中。优选的，连接储液池与芯片的连接管道可以为PTFE管、毛细管，内径大于150um即可。作为本技术的进一步改进，细胞还可以采用注射泵致压力进样。优选的，进样方式也可以分为两种水平进样和垂直进样。垂直进样即将细胞通过管道垂直注射进入到芯片中，管道可以为PTFE管、毛细管，内径大于150um即可。水平进样即将细胞通过管道水平注射进入到芯片中，管道可以为PTFE管、毛细管，内径大于150um即可。作为本技术的进一步改进，所述试剂混合流道包括依次连接的第一混合流道、第二混合流道、第三混合流道和第四混合流道，所述第一混合流道、第二混合流道、第三混合流道和第四混合流道平行设置。采用此技术方案，方便试剂进行充分混合。作为本技术的进一步改进，所述第一试剂流入流道、第二试剂流入流道、第三试剂流入流道、细胞流入流道、反冲流道、细胞混合液流出流道均设有阀门。采用此技术方案，可以通过控制阀门控制整个细胞冷冻前处理的过程，更加精准。作为本技术的进一步改进，所述用于细胞冷冻的微流控芯片包括细胞混合液储存腔，所述细胞混合液储存腔与所述细胞混合液流出流道连接，所述细胞混合液储存腔的内径大于细胞混合液流出流道的内径。作为本技术的进一步改进，所述细胞混合液储存腔、细胞混合液流出流道的内壁为圆弧形。优选的，所述细胞混合液储存腔与细胞混合液流出流道的连接处的内壁为圆弧形。采用此技术方案，有利于保护细胞不受损坏。作为本技术的进一步改进，所述第三试剂流入流道为两个，分别位于所述反应腔的上下两侧。作为本技术的进一步改进，所述试剂混合流道内设有用于充分混合的障碍物或斜形凹槽。微混合可以看作冷冻液和细胞反应前接触的必经过程。在微流控芯片中又被称为微混合器和微反应器。微混合器通常分为两类：（1）被动式微混合器，又分为并行叠片为混合器，串联叠片微混合器，混沌对流微混合器；（2）主动式微混合器，又分为磁力搅拌型混合器，声场促进性微混合器，电场促进性微混合器。所述试剂混合流道设置为蛇形通道，或所述试剂混合流道内设有用于充分混合的障碍物采用的是高雷诺数混沌对流微混合原理；所述试剂混合流道内设有斜形凹槽采用的低雷诺数混沌对流微混合原理。作为本技术的进一步改进，所述微流控芯片本体键合在ITO（Indium-TinOxide，氧化铟锡）玻璃基材上，所述ITO玻璃基材上设有可通电发热的薄膜电极。其中，所述ITO玻璃为氧化铟锡导电膜玻璃。采用此技术方案，对薄膜电极通电，利用电阻通电发热的原理，同时通过热电偶测温，方便进行控制温度，这样可以实现试剂与细胞在恒定的温度反应。作为本技术的进一步改进，所述ITO玻璃基材上设有电压监测位点。采用此技术方案，通过检测电压的变化，便可以知道细胞的位置。作为本技术的进一步改进，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于细胞冷冻的微流控芯片，其特征在于：其包括微流控芯片本体，所述微流控芯片本体包括第一试剂流入流道、第二试剂流入流道、试剂混合流道、第三试剂流入流道、细胞流入流道、反冲流道、反应腔、细胞混合液流出流道，所述第一试剂流入流道、第二试剂流入流道分别与试剂混合流道的入口连通，所述试剂混合流道、第三试剂流入流道、细胞流入流道、反冲流道、细胞混合液流出流道分别与反应腔连通，所述反应腔、细胞流入流道、细胞混合液流出流道的内径大于细胞的外径。

【技术特征摘要】
1.一种用于细胞冷冻的微流控芯片，其特征在于：其包括微流控芯片本体，所述微流控芯片本体包括第一试剂流入流道、第二试剂流入流道、试剂混合流道、第三试剂流入流道、细胞流入流道、反冲流道、反应腔、细胞混合液流出流道，所述第一试剂流入流道、第二试剂流入流道分别与试剂混合流道的入口连通，所述试剂混合流道、第三试剂流入流道、细胞流入流道、反冲流道、细胞混合液流出流道分别与反应腔连通，所述反应腔、细胞流入流道、细胞混合液流出流道的内径大于细胞的外径。2.根据权利要求1所述的用于细胞冷冻的微流控芯片，其特征在于：所述试剂混合流道为波纹形；所述试剂混合流道的出口、第三试剂流入流道的出口、反冲流道的出口的内径均小于细胞的外径；所述试剂混合流道包括依次连接的第一混合流道、第二混合流道、第三混合流道和第四混合流道，所述第一混合流道、第二混合流道、第三混合流道和第四混合流道平行设置。3.根据权利要求1所述的用于细胞冷冻的微流控芯片，其特征在于：其包括储液池，所述储液池与细胞流入流道通过连接管道连接，所述连接管道的内径大于150μm；所述储液池所处的高度高于所述微流控芯片所处的高度。4.根据权利要求1所述的用于细胞冷冻的微流控芯片，其特征在于：其包括细胞混合液储存腔，所述细胞混合液储存腔与所述细胞混合液流出流道连接，所述细胞混合液储存腔的内径大于细胞混合液流出流道的内径；所述细胞混合液储存腔、细胞混合液流出流道的内壁为圆弧形，所述细胞混合液储存腔与细胞混合液流出流道的连接处的内壁为圆弧形。5.根据权利要求1所述的用于细胞冷冻的微流控芯片，其特征在于：所述试剂混合流...

【专利技术属性】
技术研发人员：林小贞，伽柏·瓦吉塔，
申请(专利权)人：深圳韦拓生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44