一种细胞捕获与拉伸一体式的阵列化微流控芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种细胞捕获与拉伸一体式的阵列化微流控芯片，包括导电基底、与导电基底相配合的芯片本体，芯片本体包括盖板、开设在盖板内的微通道，微通道包括依次相连通的第一入口、细胞阵列化捕获区和第一出口，细胞阵列化捕获区包括依次相连通的第一通道、捕获通道、至少一个分通道和第二通道，第一通道与所述第一入口相连通，捕获通道的至少一个侧壁间隔开设有多个捕获口，第二通道与所述第一出口相连通。本发明专利技术可以对多个单细胞进行捕获，并实现单细胞水平上的捕获、拉伸与释放，有利于在单细胞水平上分析其力学特性；使芯片在无拆卸下重复利用，提升芯片利用率，提高自动化程度；可以提供更多有效的拉伸形变量数据。

【技术实现步骤摘要】
一种细胞捕获与拉伸一体式的阵列化微流控芯片
本专利技术涉及微流控芯片
，尤其涉及一种细胞捕获与拉伸一体式的阵列化微流控芯片。
技术介绍
微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。生命体内细胞的生长、分化、分裂、凋亡等生物学过程会受到包括力学因素在内的多种环境因素的影响，其中，生物力学因素与细胞的生物性能密切相关，直接影响细胞的形态、结构、生长及功能。因而通过研究细胞的生物力学特性可以在一定程度上表征细胞的生理功能。对细胞进行拉伸操作就可以通过拉伸形变量的不同，测量出各个细胞的力学特性。现有的测量技术主要包括微管吸吮、光镊、磁微粒扭转、原子力显微镜，但是这些方法大多都对细胞损伤大、操作困难且无法实现高通量。微管吸吮技术无法实现高通量，容易损害细胞样品；光镊也难以实现高通量，操作复杂，价格昂贵；磁微粒扭转技术操作困难；原子力显微镜依赖细胞自身的粘附性，操作难度较大。总之，现有的技术或多或少存在着自动化程度低、操作困难、效率较低、无法实现高通量、价格昂贵等问题。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术的目的在于提供一种细胞捕获与拉伸一体式的阵列化微流控芯片。为了实现上述目的，本专利技术一实施例提供的技术方案如下：一种细胞捕获与拉伸一体式的阵列化微流控芯片，包括导电基底、与所述导电基底相配合的芯片本体，所述芯片本体包括盖板、开设在所述盖板内的微通道，所述微通道包括第一入口、细胞阵列化捕获区和第一出口，所述细胞阵列化捕获区包括依次相连通的第一通道、捕获通道、至少一个分通道和第二通道，所述第一通道与所述第一入口相连通，所述捕获通道的至少一个侧壁间隔开设有多个捕获口，所述第二通道与所述第一出口相连通。作为本专利技术的进一步改进，所述捕获口包括喇叭口、与所述喇叭口相连通的通孔。作为本专利技术的进一步改进，所述喇叭口的外部宽度为10-20μm、内部宽度为4-12μm，所述捕获通道的宽度为80-120μm。作为本专利技术的进一步改进，所述喇叭口的外部宽度为15μm、内部宽度为8μm，所述捕获通道的宽度为100μm。作为本专利技术的进一步改进，所述导电基底与所述芯片本体紧密键合。作为本专利技术的进一步改进，所述导电基底为ITO玻璃，所述ITO玻璃的ITO电极对准所述喇叭口。作为本专利技术的进一步改进，所述ITO电极的边缘对准所述喇叭口。作为本专利技术的进一步改进，所述第一入口处安装有第一单向阀，所述第一出口连接有第一微流泵。作为本专利技术的进一步改进，所述微通道还包括第二入口和第二出口，所述第二入口与所述第二通道相连通，所述第二出口与所述第一通道相连通。作为本专利技术的进一步改进，所述第二入口连接有第二微流泵，所述第二出口处安装有第二单向阀。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术微流控芯片通过微通道以及电极结构的设计，可以用来对多个单细胞进行捕获，实现细胞的阵列化捕获和拉伸，并实现单细胞水平上进行的捕获、拉伸与释放，有利于在单细胞水平上分析其力学特性。2、使用两个入口、两个出口以及两个单向阀的设计，使芯片在无拆卸的情况下可重复利用，更易释放细胞以及释放后的反复操作，提升芯片利用率，同时也更容易与自动化技术相结合，提高自动化程度。3、可以通过细胞释放功能清空捕获区进而实现反复拉伸操作，可以提供更多有效的拉伸形变量数据，提高数据的可靠性以及结果的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的优选实施例的基底的结构示意图；图2为本专利技术的优选实施例的导电基底的结构示意图；图3为图2中A的放大示意图；图4为本专利技术的优选实施例的芯片本体的结构示意图；图5为图4中B的放大示意图；图6为图5中C的放大示意图；图7为本专利技术的优选实施例的微流控芯片的结构示意图；图8为在未加ITO电极下进行的单细胞预捕获和释放实验效果图；图9是键合ITO电极之后，捕获与释放的实验效果图；图10为细胞捕获、拉伸与释放的原理图；图11为实际进行的细胞拉伸实验图；图中：10、导电基底，101、基底，102、ITO电极，1021、ITO电极的边缘，20、芯片本体，201、盖板，202、第一入口，203、第一出口，204、第一通道，205、捕获通道，206、分通道，207、第二通道，208、捕获口，209、喇叭口，210、通孔，213、第二入口，214、第二出口，215、第一过渡通道，216、第二过渡通道，217、第三过渡通道，218、第四过渡通道。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。如图1-图7所示，本专利技术一实施例提供了一种细胞捕获与拉伸一体式的阵列化微流控芯片，包括导电基底10和芯片本体20。芯片本体20包括盖板201、开设在盖板201内的微通道，微通道包括依次相连通的第一入口202、细胞阵列化捕获区和第一出口203，细胞阵列化捕获区包括依次相连通的第一通道204、捕获通道205、至少一个分通道206和第二通道207，第一通道204与第一入口202相连通，捕获通道205的至少一个侧壁间隔开设有多个捕获口208，第二通道207与第一出口203相连通，利用流体动力学原理，使细胞卡在捕获口208，第一个细胞会堵住一个捕获口208，从而使其他细胞往另外的捕获口208流动，当所有捕获口208都完成捕获之后，多余的细胞会从后面的分通道206经由第二通道207流出。请参阅图5、图6，在本实施例中，捕获口208包括喇叭口209、与喇叭口209相连通的通孔210，喇叭口209的外部与捕获通道205相连通，喇叭口209的内部与通孔210相连通，通孔210与分通道206相连通，便于形成流线，卡住细胞。为了提高捕获效率，缩短捕获时间，提升细胞测量数据量，本实施例优选捕获通道205相对的两个侧壁均间隔开设有多个捕获口208，分通道206的数量为两个，每个分通道206均与捕获通道205、第二通道207相连通。本实施例优选喇叭口209的外部宽度d1为10-20μm、内部宽度d2为4-12μm，捕获通道205的宽度d3为80-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细胞捕获与拉伸一体式的阵列化微流控芯片，其特征在于，包括导电基底、与所述导电基底相配合的芯片本体，所述芯片本体包括盖板、开设在所述盖板内的微通道，所述微通道包括第一入口、细胞阵列化捕获区和第一出口，所述细胞阵列化捕获区包括依次相连通的第一通道、捕获通道、至少一个分通道和第二通道，所述第一通道与所述第一入口相连通，所述捕获通道的至少一个侧壁间隔开设有多个捕获口，所述第二通道与所述第一出口相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种细胞捕获与拉伸一体式的阵列化微流控芯片，其特征在于，包括导电基底、与所述导电基底相配合的芯片本体，所述芯片本体包括盖板、开设在所述盖板内的微通道，所述微通道包括第一入口、细胞阵列化捕获区和第一出口，所述细胞阵列化捕获区包括依次相连通的第一通道、捕获通道、至少一个分通道和第二通道，所述第一通道与所述第一入口相连通，所述捕获通道的至少一个侧壁间隔开设有多个捕获口，所述第二通道与所述第一出口相连通。


2.根据权利要求1所述的一种细胞捕获与拉伸一体式的阵列化微流控芯片，其特征在于，所述捕获口包括喇叭口、与所述喇叭口相连通的通孔。


3.根据权利要求2所述的一种细胞捕获与拉伸一体式的阵列化微流控芯片，其特征在于，所述喇叭口的外部宽度为10-20μm、内部宽度为4-12μm，所述捕获通道的宽度为80-120μm。


4.根据权利要求3所述的一种细胞捕获与拉伸一体式的阵列化微流控芯片，其特征在于，所述喇叭口的外部宽度为15μm、内部宽度为8μm，所述捕获通道的宽度为100μm。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：邹文婧，杨馥与，朱铭杰，张星辰，李志伟，郑昕宇，杨浩，孙立宁，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32