一种微流控芯片制造技术

本实用新型专利技术属于微流控技术领域，公开一种微流控芯片，所述微流控芯片包括基板，其特征在于，所述基板上设置有液滴分离单元，所述液滴分离单元包括液滴运输管道、液滴分选结构和至少两个收集结构，所述液滴运输管道与所述液滴分选结构连接，所述液滴分选结构与每一所述收集结构连接，在所述基板做离心运动时，包含至少一个颗粒物质的液滴从所述液滴运输管道流经所述液滴分选结构进入所述收集结构内。本实用新型专利技术利用微流控芯片形成和分离液滴，首先通过泊松分布，保证多数液滴包含有一个以上目标细胞，然后通过离心力和液滴间密度差实现分离，能快速、有效的得到包裹单个细胞的液滴，节省了单细胞后续操作和检测所需要的资源。

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片
本技术涉及微流控
，尤其涉及一种高效形成包裹单细胞液滴的微流控芯片。
技术介绍
单细胞操控成为分析和诊断领域的重要工具，然而由于单细胞的尺寸问题，目前缺乏快速有效的工具对其进行相关操作。基于微流控芯片技术的液滴由于具有独立微反应器的特性，因此经常被用来包裹单个细胞，从而进行后续操作，完成分析的目的，经典的应用包括了单细胞扩增等。单细胞的应用都要求每个微液滴中最多只有一个细胞，单细胞微液滴包裹过程中，严格遵循泊松分布规律。为了实现每个液滴中最多只有一个细胞的目的，泊松分布决定了必然出现绝大多数的液滴中不包括目标细胞。大量的空白液滴引起了相关试剂的浪费、操控时间的增加、尤其是检测过程中，空白液滴浪费了检测资源和耗费了过多的数据处理时间。目前的包裹单细胞液滴的制备方法遵从的原则是：保证每个液滴最多包含一个细胞。而液滴形成过程遵循泊松分布，即遵从这样的原则会出现约80％以上的空白液滴，这样虽然避免了样本的浪费，但是造成了后续操作过程、检测资源等的浪费。如中国专利CN107828651A引入了空白液滴分选单元，试图降低空白液滴的数量。如中国专利CN108020490A描述了一种集成度高且自动化程度高的基于液滴微流控芯片的单细胞高通量筛选设备，该系统精度高、速度快，但是设备过于复杂，应用不便。基于上述情况，我们有必要设计一种能够解决上述问题的装置。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种微流控芯片，利用微流控芯片形成和分离液滴，首先通过泊松分布，保证多数液滴包含有一个以上目标细胞，然后通过离心力和液滴间密度差实现分离，能够保证得到的多数液滴中包括一个细胞，节省了单细胞液滴后续操作和检测所需要的资源。为达此目的，本技术采用以下技术方案：一种微流控芯片，所述微流控芯片包括基板，所述基板上设置有液滴分离单元，所述液滴分离单元包括液滴运输管道、液滴分选结构和至少两个收集结构，所述液滴运输管道与所述液滴分选结构连接，所述液滴分选结构与每一所述收集结构连接，在所述基板做离心运动时，包含不同数量颗粒物质的液滴从所述液滴运输管道流经所述液滴分选结构进入所述收集结构内。具体的，所述液滴分选机构为设置在所述液滴运输管道末端的管道结构，优选倾斜设置，其倾斜方向是朝向所述基板的转动方向倾斜。包含不同数量颗粒物质的液滴具有不同的密度，即存在密度差，在微流控芯片离心旋转时，包含不同数量颗粒物质的液滴在科式力和欧拉力的作用下，经过液滴分选结构时将分别流入不同的收集结构中，由此实现分离。更进一步的，所述包含不同数量颗粒物质的液滴为包含至少一个颗粒物质的液滴。通过泊松分布，保证多数液滴包含有一个以上细胞，其中包含一个细胞的液滴出现几率大于80％，由此可以提高收集效率。进一步的，所述颗粒物质包括细胞或微球。进一步的，所述收集结构包括收集管道和收集腔室，所述收集腔室与所述收集管道连接，所述收集管道与所述液滴分选结构连接。进一步的，所述收集结构的数量为2个，分别为第一收集结构和第二收集结构，所述第一收集结构和所述第二收集结构的收集管道分别与所述液滴分选结构连接。进一步的，在所述收集结构之后继续增加所述液滴分选结构和至少两个所述收集结构。进一步的，所述液滴分离单元还包括液滴生成部，所述液滴生成部与所述液滴运输管道连通。进一步的，所述液滴生成部包括连续相储液池、分散相储液池和液滴形成结构，所述连续相储液池和所述分散相储液池分别与所述液滴形成结构连通，所述液滴形成结构与所述液滴运输管道连通，所述连续相储液池内设置有连续相溶液，所述分散相储液池内设置有分散相溶液和颗粒物质。进一步的，所述液滴生成部还包括稀释液储液池、稀释液管道和稀释结构，稀释液储液池、稀释液管道和稀释结构依次连接，稀释结构设置于液滴运输管道上。进一步的，所述液滴形成结构为十字结构、T型结构、co-flow结构或阶梯乳化结构。进一步的，所述液滴分离单元的数量为至少一个以上，围绕基板的旋转中心排布。本技术的有益效果为：提供一种微流控芯片，可以同时实现液滴的形成和分离。突破传统利用泊松分布确保多数液滴包含一个以下的目标物质的方式，而选择了确保多数液滴包含一个以上目标物质，使得包裹单个细胞液滴的含量大于80％，再利用离心力、包括不同数量细胞的液滴之间存在密度差，实现快速、有效的分离，得到高纯度的包裹单个细胞的液滴，提高液滴后续操作的资源利用度和检测效率。附图说明图1为本技术一个实施例提供的微流控芯片的结构示意图；图2为本技术中液滴分离单元的结构示意图；图3为本技术中另一液滴分离单元的结构示意图。其中：基板1，液滴分离单元2，液滴运输管道3，液滴分选结构4，收集结构5、收集管道51、第一收集管道511、第二收集管道512、收集腔室52、第一收集腔室521、第二收集腔室522，分散相储液池61、分散相储管道62，连续相储液池71、连续相管道72，液滴形成结构8，稀释液储液池91、稀释液管道92，稀释结构10。具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”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技术中的具体含义。如图1和图2所示，本实施例提供的一种微流控芯片，包括基板1，基板1上设置有液滴分离单元2，液滴分离单元2包括液滴运输管道3、液滴分选结构4和至少两个收集结构5，液滴运输管道3与液滴分选结构4连接，液滴分选结构4与每一收集结构5连接，包含至少一个颗粒物质的液滴从液滴运输管道3流经液滴分选结构4进入收集结构5内。在利用该微流控芯片进行液滴分离的过程中，由于每个液滴内包含至少一个颗粒物质，而包含不同数量颗粒物质的液滴具有不同的密度，即存在密度差，在微流控芯片离心旋转时，包含不同数量颗粒物质的液滴在科式力和欧拉力的作用下，经过液滴分选结构4时将分别流入不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控芯片，所述微流控芯片包括基板，其特征在于，所述基板上设置有液滴分离单元，所述液滴分离单元包括液滴运输管道、液滴分选结构和至少两个收集结构，所述液滴运输管道与所述液滴分选结构连接，所述液滴分选结构与每一所述收集结构连接，在所述基板做离心运动时，包含至少一个颗粒物质的液滴从所述液滴运输管道流经所述液滴分选结构进入所述收集结构内。/n

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，所述微流控芯片包括基板，其特征在于，所述基板上设置有液滴分离单元，所述液滴分离单元包括液滴运输管道、液滴分选结构和至少两个收集结构，所述液滴运输管道与所述液滴分选结构连接，所述液滴分选结构与每一所述收集结构连接，在所述基板做离心运动时，包含至少一个颗粒物质的液滴从所述液滴运输管道流经所述液滴分选结构进入所述收集结构内。


2.根据权利要求1所述的一种微流控芯片，其特征在于，所述颗粒物质包括细胞或微球。


3.根据权利要求1所述的一种微流控芯片，其特征在于，所述收集结构包括收集管道和收集腔室，所述收集管道与所述液滴分选结构连接。


4.根据权利要求1所述的一种微流控芯片，其特征在于，所述收集结构的数量为2个，分别为第一收集结构和第二收集结构，所述第一收集结构和所述第二收集结构的收集管道分别与所述液滴分选结构连接。


5.根据权利要求1所述的一种微流控芯片，其特征在于，在所述收集结构之后继续增加所述液滴分选结构和至少两个所述收集结构。
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【专利技术属性】
技术研发人员：顾志鹏，周侗，张意如，程四兴，张瑜，
申请(专利权)人：东莞市东阳光诊断产品有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44