一种悬空阵列微流控芯片制造技术

本实用新型专利技术提供了一种悬空阵列微流控芯片，包括通道层和基底层；所述通道层位于所述基底层上；所述通道层包括依次连接的进样口、进样通道、样品腔室、出样通道和出样口，所述样品腔室包括至少两个相互独立的壳体，每个壳体均内置有主通道以及与所述主通道相连通的若干个捕获槽；该捕获槽结构可以有效促进细胞优先进入槽内，获得80％以上的单细胞捕获效率；任意相邻的两个壳体之间设置有若干个连接通道，每个所述连接通道的两端分别对应一个所述捕获槽并与所述捕获槽的上部相连通，形成悬空阵列的通道结构，可满足单细胞水平TNTs细胞间通讯的研究。通讯的研究。通讯的研究。

【技术实现步骤摘要】
一种悬空阵列微流控芯片


[0001]本技术涉及微流控
，具体是涉及一种悬空阵列微流控芯片。

技术介绍

[0002]芯片实验室(Lab on a chip)已发展成为当今世界上最前沿的科技领域之一(Sens.Actutors，B，1990，1，244
‑
248.)，其以微流控芯片为核心技术，在化学、生物学、医学等领域都具有十分诱人的发展前景。微流控芯片是利用微机电技术将微管道、微反应器等功能单元加工于玻璃、高分子聚合物等基质材料上，实现将生物与化学等领域所涉及的前处理、加样、反应、分离、分析、细胞培养等基本操作单元集成或基本集成到方寸大小的芯片之上，以取代常规化学或生物实验室各种功能的一种技术平台。
[0003]微流控芯片具有比表面积大，传质传热速率快，试剂消耗小，环境友好，易规模化集成与高通量反应等特点，使其在诸如水环境污染、蛋白质分析、基因分析、仿生研究以及细胞生物学等领域的应用中都彰显出明显的优越性。其中，在细胞生物学领域，微流控芯片有作为研究细胞间通讯的优良工具。细胞间通讯作为多细胞生物体的细胞间的相互作用之一，在生命有机体生长、发育及维持过程中发挥至关重要的作用。其中，隧道纳米管(tunneling nanotubes，TNTs)这一类特殊的胞间连丝结构，是存在于哺乳动物细胞间的一种可用于通讯的连接结构。不同于仅传递分子信息的间隙连接、化学突触等连接方式，TNTs还能远距离输送囊泡、细胞器及病毒蛋白等，推动细间深层次交流甚至参与干细胞治疗，其异常可导致诸如肿瘤、神经退行性疾病的发生，因此在临床诊疗研究中具有广阔应用潜能。但现有的微流控芯片，仍无法有效实现在单细胞水平上探索TNTs动态连接、细胞组分传递及细胞药物应激等研究。

技术实现思路

[0004]本技术针对现有微流控芯片在解决
技术介绍
中提及的技术问题方面表现的不足之处，设计了一种具有悬空阵列通道的微流控芯片，满足了单细胞水平TNTs细胞通讯的研究需求。
[0005]本技术采用的技术方案为：
[0006]一种悬空阵列微流控芯片，包括通道层和基底层，所述通道层位于所述基底层上；
[0007]所述通道层包括依次连接的进样口、进样通道、样品腔室、出样通道和出样口，所述样品腔室包括至少两个相互独立的壳体，每个壳体均内置有主通道以及与所述主通道相连通的若干个捕获槽，每个所述主通道的两端分别与所述进样通道、所述出样通道相连通；
[0008]任意相邻的两个壳体之间设置有若干个连接通道，每个所述连接通道的两端分别对应一个所述捕获槽并与所述捕获槽的上部相连通。
[0009]进一步的优选，所述出样通道包括至少一个S形弯道。
[0010]进一步的优选，所述连接通道的高度尺寸不大于10微米，所述连接通道的宽度尺寸不大于为10微米；和/或，所述连接通道的长度为5～200微米。
[0011]进一步的优选，所述主通道和所述捕获槽的高度均为30～60微米。
[0012]进一步的优选，所述捕获槽与所述主通道的连接部分在所述基底层的投影长度为10～20微米，和/或，所述主通道的宽度为50～300微米。
[0013]进一步的优选，相邻的两个所述连接通道的中心线之间的距离不小于所述投影长度。
[0014]进一步的优选，所述连接通道与所述主通道长度方向的夹角为45
°
～135
°
。
[0015]进一步的优选，所述捕获槽在所述基底层上的投影形状为扇形。
[0016]进一步的优选，所述悬空阵列微流控芯片还包括支撑层，所述通道层位于所述支撑层与所述基底层之间。
[0017]进一步的优选，所述支撑层与所述通道层的材质为硬质塑料或玻璃中的任一种。
[0018]本技术的有益效果是：
[0019]本技术提供的悬空阵列微流控芯片的样品腔室中设计的捕获槽结构，与出样通道的S形弯道结构相配合，可以有效促进细胞优先进入用于捕获的捕获槽内，从而获得80％以上的单细胞捕获效率；所述样品腔室中包括悬空阵列排列的连接通道结构，该结构位于样品腔室上部，具体与内置于样品腔室内的捕获槽的上部相连通，这种结构可与TNTs的自由悬浮状态相适应，同时该连接通道的尺寸小于胞体，可有效保证连接通道各侧细胞类型的选择性，最终满足单细胞水平TNTs细胞间通讯的研究。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为实施例1中所述悬空阵列微流控芯片的组装示意图；
[0022]图2为实施例1中所述通道层的平面结构示意图；
[0023]图3为附图2所示样品腔室的局部结构放大示意图，放大的局部结构具体为A处矩形虚线框内的结构；
[0024]图4为实施例1中所述样品腔室中悬空阵列的连接通道立体示意图；
[0025]图5为实施例1中所述样品腔室中悬空阵列的连接通道剖面示意图；
[0026]图6为常规荧光显微成像展示微流控芯片内的单个细胞捕获，其中芯片结构为明场成像，细胞荧光则由暗场荧光模式获取；
[0027]图7为荧光共聚焦显微成像展示悬空阵列通道内的细胞间TNT结构以及TNT内的物质运输；
[0028]图8为共聚焦3D成像显示悬空阵列微流控芯片内部的悬臂通道示意图1；
[0029]图9为共聚焦3D成像显示悬空阵列微流控芯片内部的悬臂通道示意图2；
[0030]图10为实施例2中所述通道层的平面结构示意图；
[0031]图11为附图10所示样品腔室的局部结构放大示意图，放大的局部结构具体为B处矩形虚线框内的结构；
[0032]图12为实施例3中所述通道层的平面结构示意图；
[0033]图13为附图12所示样品腔室的局部结构放大示意图，放大的局部结构具体为C处矩形虚线框内的结构；
[0034]图14为存储附图4～5彩色原图的二维码地址。
具体实施方式
[0035]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术的一部分实施例，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作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。
[0036]需要说明的是，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定状态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定状态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种悬空阵列微流控芯片，其特征在于：包括通道层和基底层，所述通道层位于所述基底层上；所述通道层包括依次连接的进样口、进样通道、样品腔室、出样通道和出样口，所述样品腔室包括至少两个相互独立的壳体，每个壳体均内置有主通道以及与所述主通道相连通的若干个捕获槽，每个所述主通道的两端分别与所述进样通道、所述出样通道相连通；任意相邻的两个壳体之间设置有若干个连接通道，每个所述连接通道的两端分别对应一个所述捕获槽并与所述捕获槽的上部相连通。2.如权利要求1所述的一种悬空阵列微流控芯片，其特征在于：所述出样通道包括至少一个S形弯道。3.如权利要求2所述的一种悬空阵列微流控芯片，其特征在于：所述连接通道的高度尺寸不大于10微米，所述连接通道的宽度尺寸不大于为10微米；和/或，所述连接通道的长度为5～200微米。4.如权利要求3所述的一种悬空阵列微流控芯片，其特征在于：所述主通道和所述捕获槽的高度均为30～60微米。5.如权利要求4所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡亮，姜丹，金子兵，刘飞，
申请(专利权)人：温州医科大学，
类型：新型
国别省市：