微流控芯片系统及单细胞微液滴的制备方法技术方案

一种微流控芯片系统，包括微液滴产生装置、动力产生装置、收集瓶及连通微液滴产生装置、动力产生装置及收集瓶的连接装置，微液滴产生装置包括芯片主体，芯片主体上形成有油相入口、细胞液入口、微珠溶液入口、微液滴出口、油相引入通道、细胞液引入通道及微珠溶液引入通道，油相入口通过油相引入通道与微液滴出口相连通，细胞液入口通过细胞液引入通道与微液滴出口相连通，微珠溶液入口通过微珠溶液引入通道与微液滴出口相连通；动力产生装置用于产生动力以使得油、细胞液及微珠溶液在芯片主体内同步流动、汇合后形成单细胞微液滴，并从微液滴出口流出并流入收集瓶内。本发明专利技术还涉及一种单细胞微液滴的制备方法。

Microfluidic chip system and preparation of single cell microdroplet

【技术实现步骤摘要】
微流控芯片系统及单细胞微液滴的制备方法
本专利技术涉及单细胞测序领域，尤其涉及一种微流控芯片系统及单细胞微液滴的制备方法。
技术介绍
单细胞基因组学领域近年来发展得非常迅速，为人们揭示了复杂生物学体系的许多重要线索，包括微生物群落的生态多样性和人类癌症的基因组。现有技术中常采用基于微流控芯片技术进行单细胞测序，基于微流控芯片技术需要通过配套单细胞样品制备平台进行单细胞微液滴样品的制备。这些平台已经能够很好的进行单细胞微液滴样品的制备且能够实现自动化，但这些平台的结构比较复杂，不仅包括至少三个泵作为产生流动和产生液滴的动力来源，还包括与泵配合的其他的装置或系统。这些平台需要各个泵之间同步作动，才能保证三种试剂的流动一致，否则将会影响液滴的形成或影响液滴的尺寸均一性。另外，微珠在实验过程中容易产生沉降，使微珠前后浓度不一致，造成双包裹率的提升，其中双包裹是指一个液滴内含有两个微珠和一个细胞或一个液滴内含有两个细胞一个微珠的情况，双包裹率的提升会影响后期对测序结果的分析。现有技术中利用旋转的转子来调节细胞/微珠悬浮液的浓度，然所述方案增加了系统集成难度、且增加了用户使用成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种微流控芯片系统及单细胞微液滴的制备方法，以解决上述问题。一种微流控芯片系统，用于产生单细胞微液滴，所述微流控芯片系统包括微液滴产生装置、动力产生装置、收集瓶及连接装置，所述连接装置连通所述微液滴产生装置、动力产生装置及收集瓶，所述微液滴产生装置包括一芯片主体，所述芯片主体上形成有油相入口、细胞液入口、微珠溶液入口、微液滴出口、油相引入通道、细胞液引入通道及微珠溶液引入通道，所述油相入口通过所述油相引入通道与所述微液滴出口相连通，所述细胞液入口通过所述细胞液引入通道与所述微液滴出口相连通，所述微珠溶液入口通过所述微珠溶液引入通道与所述微液滴出口相连通；所述动力产生装置用于产生动力以使得油、细胞液及微珠溶液在所述油相引入通道、细胞液引入通道及微珠溶液引入通道内同步流动、汇合后形成单细胞微液滴，并从所述微液滴出口流出并进一步流入所述收集瓶内。进一步地，所述微液滴产生装置还包括第一储液池、第二储液池、第三储液池，所述第一储液池、所述第二储液池、所述第三储液池对应插接或一体成型于所述油相入口、所述细胞液入口及所述微珠溶液入口。进一步地，所述微流控芯片系统还包括一制备平台，所述制备平台包括底座及形成在所述底座上的微液滴产生装置卡槽、收集瓶卡槽及动力产生装置卡槽，所述微液滴产生装置、所述收集瓶及所述动力产生装置依次收容在所述微液滴产生装置卡槽、所述收集瓶卡槽及所述动力产生装置卡槽内。进一步地，所述微流控芯片系统还包括至少一振荡装置，所述振荡装置设置在所述微液滴产生装置卡槽内且对应所述细胞液入口及/或微珠溶液入口，用于施加振动于所述细胞液及/或微珠溶液。进一步地，所述微流控芯片系统还包括至少一振荡装置，所述振荡装置设置在所述芯片本体上且对应所述细胞液入口及/或微珠溶液入口，用于施加振动于所述细胞液及/或微珠溶液。进一步地，所述连接装置包括第一连接管及第二连接管；所述第二连接管连通所述收集瓶及所述微液滴出口，所述第一连接管连通所述动力产生装置及所述收集瓶。进一步地，所述动力产生装置包括主体部、操作部及气体进出口端，所述主体部包括一收容空间，所述操作部的一端收容在所述收容空间内，另一端凸出于所述主体部外，所述操作部在所述收容空间内的一端与所述收容空间的内壁紧密贴合，所述第二连接管远离所述收集瓶的一端连接在所述气体进出口端上；所述动力产生装置卡槽包括第一收容部及第二收容部，所述第一收容部用于收容所述动力产生装置的所述主体部，所述第二收容部用于收容所述动力产生装置的所述操作部。进一步地，所述动力产生装置还包括设置在所述主体部一端的限位件，所述制备平台还包括限位部，所述限位部用于收容并固定所述限位件，以将所述操作部保持在预定位置处。一种利用如上所述的微流控芯片系统来实施的单细胞微液滴的制备方法，包括步骤：通过移液枪或移液管分别量取一预定量的油、细胞液、微珠溶液，将量取的油导入油相入口内，将量取的细胞液导入细胞液入口内，将量取的微珠溶液导入微珠溶液入口内；及启动动力产生装置，使收集瓶、连接装置及芯片主体内的微液滴出口、微珠溶液引入通道、细胞液引入通道及油相引入通道与所述微珠溶液入口、细胞液入口及油相入口之间产生压强差，压强差促使细胞液、微珠溶液及油以单细胞微液滴的形式流入收集瓶内。进一步地，在“启动动力产生装置”的步骤之前，还包括步骤：利用至少一振荡装置施加振动于所述微珠溶液及/或所述细胞液上。本专利技术提供的微流控芯片系统及单细胞微液滴的制备方法，可以使得多种溶液同步流动。另外，本专利技术提供的微流控芯片系统及单细胞微液滴的制备方法还可以有效改善所述微珠溶液及/或所述细胞液在实验过程中产生的微珠及/或细胞沉降问题，从而能够保证所述微珠溶液及所述细胞液的浓度一致性。附图说明图1为本专利技术较佳实施方式提供的一种微流控芯片系统的立体示意图。图2是图1所示的微流控芯片的构造示意图。图3是图1所示的微流控芯片系统中的微流控芯片、收集瓶及动力产生装置的示意图，其中动力产生装置为剖视状态。图4是在图3所示的微流控芯片的第一储液池中加入油、第二储液池中加入细胞液、第三储液池中加入微珠溶液后的示意图。图5是图4所示的微流控芯片系统在动力产生装置抽真空后的示意图。图6是本专利技术实施例提供的一种包含振荡装置的微流控芯片系统的示意图。图7是采用图3所示微流控芯片系统制备单细胞微液滴的流程图。图8是采用图6所示微流控芯片系统制备单细胞微液滴的流程图。主要元件符号说明微流控芯片系统100制备平台10底座11第一表面111第二表面112第一侧面113第二侧面114微液滴产生装置卡槽12收集瓶卡槽13动力产生装置卡槽14第一收容部141第二收容部142限位部15微液滴产生装置20芯片主体21第三表面211第四表面212油相入口213细胞液入口214微珠溶液入口215微液滴出口216油相引入通道217细胞液引入通道218微珠溶液引入通道219汇流通道210第一储液池22第二储液池23第三储液池24第一振荡装置25第二振荡装置26收集瓶30盖体31连接装置40第一连接管41第二连接管42动力产生装置50主体部51收容空间511操作部52气体进出口端53限位件54细胞液60微珠溶液70油80单细胞微液滴200如下具体实施方式将结合上述附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控芯片系统，用于产生单细胞微液滴，所述微流控芯片系统包括微液滴产生装置、动力产生装置、收集瓶及连接装置，所述连接装置连通所述微液滴产生装置、动力产生装置及收集瓶，其特征在于，所述微液滴产生装置包括芯片主体，所述芯片主体上形成有油相入口、细胞液入口、微珠溶液入口、微液滴出口、油相引入通道、细胞液引入通道及微珠溶液引入通道，所述油相入口通过所述油相引入通道与所述微液滴出口相连通，所述细胞液入口通过所述细胞液引入通道与所述微液滴出口相连通，所述微珠溶液入口通过所述微珠溶液引入通道与所述微液滴出口相连通；所述动力产生装置用于产生动力以使得油、细胞液及微珠溶液在所述油相引入通道、细胞液引入通道及微珠溶液引入通道内同步流动、汇合后形成单细胞微液滴，并从所述微液滴出口流出并进一步流入所述收集瓶内。/n

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片系统，用于产生单细胞微液滴，所述微流控芯片系统包括微液滴产生装置、动力产生装置、收集瓶及连接装置，所述连接装置连通所述微液滴产生装置、动力产生装置及收集瓶，其特征在于，所述微液滴产生装置包括芯片主体，所述芯片主体上形成有油相入口、细胞液入口、微珠溶液入口、微液滴出口、油相引入通道、细胞液引入通道及微珠溶液引入通道，所述油相入口通过所述油相引入通道与所述微液滴出口相连通，所述细胞液入口通过所述细胞液引入通道与所述微液滴出口相连通，所述微珠溶液入口通过所述微珠溶液引入通道与所述微液滴出口相连通；所述动力产生装置用于产生动力以使得油、细胞液及微珠溶液在所述油相引入通道、细胞液引入通道及微珠溶液引入通道内同步流动、汇合后形成单细胞微液滴，并从所述微液滴出口流出并进一步流入所述收集瓶内。


2.如权利要求1所述的微流控芯片系统，其特征在于，所述微液滴产生装置还包括第一储液池、第二储液池、第三储液池，所述第一储液池、所述第二储液池、所述第三储液池对应插接或一体成型于所述油相入口、所述细胞液入口及所述微珠溶液入口。


3.如权利要求1或2任一项所述的微流控芯片系统，其特征在于，所述微流控芯片系统还包括制备平台，所述制备平台包括底座及形成在所述底座上的微液滴产生装置卡槽、收集瓶卡槽及动力产生装置卡槽，所述微液滴产生装置、所述收集瓶及所述动力产生装置依次收容在所述微液滴产生装置卡槽、所述收集瓶卡槽及所述动力产生装置卡槽内。


4.如权利要求3所述的微流控芯片系统，其特征在于，所述微流控芯片系统还包括至少一振荡装置，所述振荡装置设置在所述微液滴产生装置卡槽内且对应所述细胞液入口及/或微珠溶液入口，用于施加振动于所述细胞液及/或微珠溶液。


5.如权利要求1或2所述的微流控芯片系统，其特征在于，所述微流控芯片系统还包括至少一振荡装置，所述振荡装置设置在所述芯片本体上且对应所述细胞液入口及...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宜真，伍涛，迈克尔·将肯，胡书环，
申请(专利权)人：青岛华大智造普惠科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37