磁筛选装置、微液滴筛选系统及微液滴的磁筛选方法制造方法及图纸

一种磁筛选装置，用于从微液滴中筛选含磁珠的微液滴及/或不含磁珠的微液滴，磁筛选装置包括芯片本体，磁筛选装置还包括设置在芯片本体上或芯片本体内的磁性体，芯片本体上形成有第一通道，第一通道位于所述磁性体的磁场范围内；第一通道包括微液滴入口、通道主体、第一分叉出口及第二分叉出口；通道主体一端连通微液滴入口，另一端连通第一分叉出口及第二分叉出口；微液滴从微液滴入口流向第一分叉出口及第二分叉出口；含磁珠的微液滴在磁性体施加的磁场力作用下与不含磁珠的微液滴分离并从第一分叉出口流出，不含磁珠的微液滴从第二分叉出口流出。本发明专利技术还提供一种微液滴筛选系统及微液滴的磁筛选方法。

Magnetic screening device, micro droplet screening system and magnetic screening method of micro droplets

【技术实现步骤摘要】
磁筛选装置、微液滴筛选系统及微液滴的磁筛选方法
本专利技术涉及单细胞测序领域，尤其涉及一种磁筛选装置、微液滴筛选系统及微液滴的磁筛选方法。
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液滴产生技术进行单细胞测序，基于微液滴产生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，所述单细胞样品制备平台制备的细胞/磁珠包裹率符合数学统计学上的泊松分布，即10％的微液滴中含有一个磁珠和一个细胞，就有1％的微液滴中包含有一个磁珠和两个细胞；26％的微液滴中含有一个磁珠和一个细胞，就有5％的微液滴中包含有一个磁珠和两个细胞。这就意味着有大量的不含有磁珠和细胞的空微液滴、只含有一个磁珠的微液滴及只含有一个细胞的微液滴。而在微液滴破乳后，游离的磁珠和单链核糖核酸会造成很严重的交叉污染。另外，由于磁珠普遍采用本身不带磁性的超顺磁性材料，导致磁珠所受到的磁力极弱，磁力筛选效率极低。另外，磁力一般随距离的四次方衰减，是一个高度非线性的作用力，难以在工程中做有效控制。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种能够解决上述问题的磁筛选装置、磁筛选系统及微液滴的磁筛选方法。一种磁筛选装置，用于从微液滴中筛选含磁珠的微液滴及/或不含磁珠的微液滴，所述磁筛选装置包括芯片本体，所述磁筛选装置还包括设置在芯片本体上或芯片本体内的磁性体，所述芯片本体上形成有第一通道，所述第一通道位于所述磁性体的磁场范围内；所述第一通道包括微液滴入口、通道主体、第一分叉出口及第二分叉出口；所述通道主体一端连通所述微液滴入口，另一端连通所述第一分叉出口及所述第二分叉出口；所述微液滴从所述微液滴入口流向所述第一分叉出口及第二分叉出口；其中，所述含磁珠的微液滴在所述磁性体施加的磁场力作用下与所述不含磁珠的微液滴分离并从所述第一分叉出口流出，不含磁珠的微液滴从所述第二分叉出口流出。进一步地，所述第一通道围绕所述磁性体设置或所述磁性体围绕所述第一通道设置；及/或，所述第一通道呈螺旋状分布。进一步地，所述第一通道从所述微液滴入口至所述第一分叉出口与第二分叉出口逐渐靠近所述磁性体；及/或，所述微液滴被一动力产生装置产生的动力驱动从所述微液滴入口流至所述第一分叉出口与第二分叉出口。进一步地，若所述磁性体产生的磁场力吸引磁珠，所述含磁珠的微液滴沿着所述第一通道靠近所述磁性体的一侧内壁流动，所述不含磁珠的微液滴沿着所述第一通道的背离所述磁性体的一侧内壁流动；若所述磁性体产生的磁场力排斥磁珠，所述含磁珠的微液滴沿着所述第一通道背离所述磁性体的一侧内壁流动，所述不含磁珠的微液滴沿着所述第一通道靠近所述磁性体的一侧内壁流动。进一步地，所述磁筛选装置还包括至少一第二通道，所述第二通道设置于所述第一通道的一侧且位于所述磁性体的磁场范围内，所述第二通道与所述第一通道之间相连通；当第一通道相比于第二通道更靠近磁性体且磁性体产生的磁场力吸引磁珠时，所述第二通道末端与所述第二分叉出口相连通；当第一通道相比于第二通道更靠近磁性体且磁性体产生的磁场力排斥磁珠时，所述第二通道末端与所述第一分叉出口相连通；当第二通道相比于第一通道更靠近磁性体且磁性体产生的磁场力吸引磁珠时，所述第二通道末端与所述第一分叉出口相连通；当第二通道相比于第一通道更靠近磁性体且磁性体产生的磁场力为排斥磁珠时，所述第二通道末端与所述第二分叉出口相连通。进一步地，所述第二通道上设置有一初始开口、N个中间开口及一末端开口，所述中间开口位于所述初始开口及所述末端开口之间，所述第二通道及所述第一通道通过所述初始开口、中间开口及末端开口分段连通，末端开口连通所述第一分叉出口或第二分叉出口，N为0或正整数中的其中一个。一种微液滴筛选系统，所述微液滴筛选系统包括微液滴产生装置、动力产生装置及如上所述的磁筛选装置，所述微液滴产生装置用于在所述动力装置的驱动下生成微液滴，所述微液滴提供给所述磁筛选装置以筛选所述微液滴中的含磁珠的微液滴。进一步地，所述微液滴产生装置的出口与所述磁筛选装置的微液滴入口相连通。进一步地，所述微液滴筛选系统还包括第一收集瓶及第二收集瓶，所述第一收集瓶与所述第一分叉出口相连通，所述第二收集瓶与所述第二分叉出口相连通；所述动力产生装置为正压产生装置，所述动力产生装置与所述微液滴产生装置相连通；或者，所述动力产生装置为负压产生装置，所述动力产生装置与所述第一收集瓶及第二收集瓶相连通。一种利用如上所述的微液滴筛选系统来实施的微液滴的筛选方法，包括步骤：使用移液枪或移液管分别量取预定量的油、细胞液及磁珠溶液，将量取的油、细胞液、磁珠溶液导入微液滴产生装置内；及所述动力产生装置产生动力，促使所述细胞液、磁珠溶液及油在所述微液滴产生装置中汇合形成微液滴并入所述磁筛选装置中，其中，所述微液滴包括含磁珠的微液滴与不含磁珠的微液滴；及所述磁性体施加磁场力于所述含磁珠的微液滴，使所述含磁珠的微液滴与所述不含磁珠的微液滴分离并分别从第一分叉出口及第二分叉出口处流出。本专利技术提供的微液滴筛选系统，1)配置一个磁筛选装置，利用磁性体产生磁场力，所述磁场力包括吸力或斥力，并在磁场力范围内设置一第一通道，所述微液滴在所述第一通道内流动，含磁珠的微液滴在所述磁场力的作用下与所述不含磁珠的微液滴分开并在所述第一通道内流动至与之对应的第一分叉出口并进一步流入与之对应的第一收集瓶内，不含磁珠的微液滴从与之对应的第二分叉出口流入与之对应的第二收集瓶内，从而实现含磁珠的微液滴和不含磁珠的微液滴的分离，有效减少微液滴在破乳后形成的游离的磁珠和单链核糖核酸造成的交叉污染；2)将第一通道设置成螺旋状，可以保证微液滴长时间在磁场力的作用下运动，可以大大增加微液滴的筛选效率；3)在筛选过程中，螺旋形通道可以使得磁珠与磁性体之间的距离始终保持一致，从而避免因磁珠和磁性体之间的距离显著变化造成的剧烈波动(磁力一般随距离的四次方衰减，是一个高度非线性的作用力)，因此，所述磁筛选装置的筛选过程很容易控制；4)在第一通道的一侧设置至少一与所述第一通道连通的第二通道，所述第二通道増加了所述微液滴的流动距离，可以进一步分离含磁珠的微液滴及不含磁珠的微液滴，从而增加微液滴的筛选效率；5)所述微液滴筛选系统中的各部件制作材料简单，均可以在在市场上购买，且价格低廉，易组装，满足不同层次的需求。附图说明图1是本专利技术第一实施例提供的一种微液滴筛选系统的模块示意图。图2是图1所示的微液滴筛选系统的微液滴产生装置及磁筛选装置的连接示意图。图3是图2所示的磁筛选装置的筛选原理示意图。图4是图3所示的磁筛选装置中微液滴的流动示意图。图5是本专利技术第二实施例提供的磁筛选装置的示意图。图6是图5所示的磁筛选装置的通道的第一个分流通道处的微液滴流动示意图。图7是图5所示的磁筛选装置的通道的第二个分流通道处的微液滴流动示意图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁筛选装置，用于从微液滴中筛选含磁珠的微液滴及/或不含磁珠的微液滴，所述磁筛选装置包括芯片本体，其特征在于，所述磁筛选装置还包括设置在芯片本体上或芯片本体内的磁性体，所述芯片本体上形成有第一通道，所述第一通道位于所述磁性体的磁场范围内；所述第一通道包括微液滴入口、通道主体、第一分叉出口及第二分叉出口；所述通道主体一端连通所述微液滴入口，另一端连通所述第一分叉出口及所述第二分叉出口；所述微液滴从所述微液滴入口流向所述第一分叉出口及第二分叉出口；其中，所述含磁珠的微液滴在所述磁性体施加的磁场力作用下与所述不含磁珠的微液滴分离并从所述第一分叉出口流出，不含磁珠的微液滴从所述第二分叉出口流出。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁筛选装置，用于从微液滴中筛选含磁珠的微液滴及/或不含磁珠的微液滴，所述磁筛选装置包括芯片本体，其特征在于，所述磁筛选装置还包括设置在芯片本体上或芯片本体内的磁性体，所述芯片本体上形成有第一通道，所述第一通道位于所述磁性体的磁场范围内；所述第一通道包括微液滴入口、通道主体、第一分叉出口及第二分叉出口；所述通道主体一端连通所述微液滴入口，另一端连通所述第一分叉出口及所述第二分叉出口；所述微液滴从所述微液滴入口流向所述第一分叉出口及第二分叉出口；其中，所述含磁珠的微液滴在所述磁性体施加的磁场力作用下与所述不含磁珠的微液滴分离并从所述第一分叉出口流出，不含磁珠的微液滴从所述第二分叉出口流出。


2.如权利要求1所述的磁筛选装置，其特征在于，所述第一通道围绕所述磁性体设置或所述磁性体围绕所述第一通道设置；及/或，所述第一通道呈螺旋状分布。


3.如权利要求1所述的磁筛选装置，其特征在于，所述第一通道从所述微液滴入口至所述第一分叉出口与第二分叉出口逐渐靠近所述磁性体；及/或，所述微液滴被一动力产生装置产生的动力驱动从所述微液滴入口流至所述第一分叉出口与第二分叉出口。


4.如权利要求1所述的磁筛选装置，其特征在于，若所述磁性体产生的磁场力吸引磁珠，所述含磁珠的微液滴沿着所述第一通道靠近所述磁性体的一侧内壁流动，所述不含磁珠的微液滴沿着所述第一通道的背离所述磁性体的一侧内壁流动；若所述磁性体产生的磁场力排斥磁珠，所述含磁珠的微液滴沿着所述第一通道背离所述磁性体的一侧内壁流动，所述不含磁珠的微液滴沿着所述第一通道靠近所述磁性体的一侧内壁流动。


5.如权利要求1所述的磁筛选装置，其特征在于，所述磁筛选装置还包括至少一第二通道，所述第二通道设置于所述第一通道的一侧，所述第二通道与所述第一通道之间相连通；当第一通道相比于第二通道更靠近磁性体且磁性体产生的磁场力吸引磁珠时，所述第二通道末端与所述第二分叉出口相连通；当第一通道相比于第二通道更靠近磁性体且磁性体产生的磁场力排斥磁珠时，所述第二通道末端与所述第一分叉出口相连通；当第二通道相比于...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡书环，迈克尔·将肯，陈宜真，伍涛，
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