微流控芯片及其应用制造技术

本发明专利技术涉及微流控芯片领域，尤其涉及微流控芯片及其应用。本发明专利技术提供了微流控芯片，包括：第一芯片和第二芯片；第一芯片包括第一上表面、第一下表面；第二芯片包括第二上表面、第二下表面；第一芯片设置有第一入口和第一出口；第二芯片设置有第二入口和第二出口；第一下表面设置有第一通道；第二上表面设置有第二通道；第一通道和第二通道分别设置有沟槽阵列；第一通道和第二通道相向贴合；第一通道和第二通道中间设置有多孔膜；第一芯片、多孔膜、第二芯片从上到下依次排列。本发明专利技术提供的微流控芯片基于流动聚焦

【技术实现步骤摘要】
微流控芯片及其应用


[0001]本专利技术涉及微流控芯片领域，尤其涉及微流控芯片及其应用。

技术介绍

[0002]低温保存技术是指低温保藏生物体的技术，能够显著延长生物样本的保存时间，已广泛应用于各类细胞产品(如血细胞、干细胞、菌种等)的长期保存。在细胞低温保存过程中，析出的冰晶会对细胞造成损伤。为了减少低温保存中的细胞损伤，在细胞低温保存之前，需要向细胞悬液中添加一定量的低温保护剂(如二甲基亚砜(DMSO)、甘油、聚乙二醇等)。低温保护剂能够降低低温保存中的细胞损伤，然而低温保护剂通常具有一定的细胞毒性，也会导致细胞渗透性损伤。因此，使用低温保存的细胞之前，低温保护剂需要被清除。
[0003]近年来，随着微流控技术和软光刻技术的发展，能够精准操控微量液体的微流控芯片逐渐涌现。微流控芯片具有集成化、高通量、样本消耗少等优点，有望成为细胞低温保护剂高效清除的新兴平台。
[0004]然而，现有的低温保护剂清除方法(如一步或多步离心法，透析法、扩散法等)的清除能力较弱、细胞回收率较低，也无法清除微量细胞中的低温保护剂。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了微流控芯片及其应用。本专利技术提供的微流控芯片基于流动聚焦
‑
膜分离技术实现，可用于清除细胞中的低温保护剂。本专利技术提供的微流控芯片能够连续地清除清除细胞低温保护剂，从而避免开放操作带来的细胞污染；能够高效地清除细胞低温保护剂，清除率可达95％以上；能够安全地清除细胞低温保护剂，不但极大减少了清除过程中的渗透压损伤，也避免了装置的机械损伤。本专利技术可通过并联或串联的方式扩展实现高通量的细胞洗涤，还可应用于清除细胞毒素或细胞外液中的磁纳米粒子。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了微流控芯片，包括：第一芯片1和第二芯片4；上述第一芯片1包括第一上表面、第一下表面；上述第二芯片4包括第二上表面、第二下表面；上述第一芯片1设置有第一入口8和第一出口7；上述第二芯片4设置有第二入口6和第二出口9；上述第一芯片1的上述第一下表面设置有第一通道2；上述第二芯片4的上述第二上表面设置有第二通道5；上述第一通道2和上述第二通道5分别设置有沟槽13阵列；上述第一通道2和上述第二通道5相向贴合；上述第一通道2和上述第二通道5中间设置有多孔膜3；上述第一芯片1、上述多孔膜3、上述第二芯片4从上到下依次排列。
[0008]在本专利技术的一些实施方案中，第一入口8、第一出口7、第二入口6和第二出口9相互独立。
[0009]在本专利技术的一些实施方案中，第一入口8为清洗液入口、第一出口7为清洗液出口、第二入口6为细胞悬液入口、第二出口为洗涤之后的细胞悬液即产物出口。
[0010]在本专利技术的一些实施方案中，上述第一芯片1和第二芯片4的形状包括方形和/或
多边形，材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷和/或玻璃中的一种或多种，第一芯片1和/或第二芯片4面积为1cm2～200cm2、总厚度为8mm～20mm。
[0011]在本专利技术的一些实施方案中，上述第一芯片1和第二芯片4的形状为长方形，材料为聚二甲基硅氧烷，长、宽、高分别为4cm、2cm、0.5cm。
[0012]在本专利技术的一些实施方案中，上述微流控芯片中所述第一通道2的深度小于所述第一芯片1的厚度，上述第二通道5的深度小于上述第二芯片4的厚度。
[0013]在本专利技术的一些实施方案中，上述第一通道2和/或第二通道5的深度为10～80μm。
[0014]在本专利技术的一些实施方案中，上述第一通道2和/或第二通道5的深度为40μm。
[0015]在本专利技术的一些实施方案中，上述微流控芯片中所述相向贴合的面积小于上述第一通道2和/或上述第二通道5的表面积。
[0016]在本专利技术的一些实施方案中，上述微流控芯片中上述沟槽13阵列中的沟槽13相互平行和间距相等。
[0017]在本专利技术的一些实施方案中，位于上述微流控芯片中的第一通道2表面的沟槽13阵列中的沟槽13，与其所在的第一通道2的长侧壁的夹角为20～70
°
，位于上述微流控芯片中的第二通道5的沟槽13阵列中的沟槽13，与第二通道5的长侧壁的夹角为20～70
°
。
[0018]在本专利技术的一些实施方案中，位于上述微流控芯片中的第一通道2的沟槽13阵列中的沟槽13，与其所在的第一通道2的长侧壁的夹角为30
°
，位于上述微流控芯片中的第二通道5的沟槽13阵列中的沟槽13，与第二通道5的长侧壁的夹角为30
°
。
[0019]在本专利技术的一些实施方案中，沟槽13阵列的结构，能够在通道中构建出涡旋的流场，加速通道内液体的混合和传质效率。
[0020]在本专利技术的一些实施方案中，上述微流控芯片中上述沟槽13阵列的沟槽13宽度为10～40μm，深度为10～40μm，间距为10～40μm。
[0021]在本专利技术的一些实施方案中，上述微流控芯片中上述沟槽13阵列的沟槽13宽度为25μm，深度为25μm，间距为25μm。
[0022]在本专利技术的一些实施方案中，上述微流控芯片中第一通道2中的沟槽13阵列与第二通道5中的沟槽13阵列尺寸独立。
[0023]在本专利技术的一些实施方案中，上述微流控芯片中上述多孔膜3覆盖上述第一通道2和上述第二通道5，不覆盖上述第一入口8、上述第一出口7、上述第二入口6和上述第二出口9。
[0024]在本专利技术的一些实施方案中，上述微流控芯片中上述多孔膜3的覆盖上述第一通道2和上述第二通道5，防止液体渗漏。
[0025]在本专利技术的一些实施方案中，上述多孔膜3的材质包括聚碳酸酯印迹蚀刻膜和/或聚二甲基硅氧烷多孔膜，上述多孔膜3的厚度为5～25μm，孔径为0.1～5μm。
[0026]在本专利技术的一些实施方案中，上述多孔膜3的孔径为0.8μm，材质为聚碳酸酯印迹蚀刻膜。
[0027]在本专利技术的一些实施方案中，上述微流控芯片中上述第一通道2和上述第二通道5的重叠部分为透析区10；
[0028]上述透析区10与上述第二通道5相对于上述透析区10的长侧壁之间为聚焦保持区11；
[0029]上述第二通道5的带有沟槽13阵列的部分中，除上述透析区10、上述聚焦保持区11之外为聚焦区12。
[0030]在本专利技术的一些实施方案中，上述微流控芯片中上述第一芯片1、上述多孔膜3、上述第二芯片4以聚二甲基硅氧烷预聚物和甲苯粘合，上述二甲基硅氧烷预聚物和上述甲苯的质量比为2:1。
[0031]在本专利技术的一些实施方案中，上述第一芯片1、上述第二芯片4采用软光刻方法制备，上述多孔膜3采用电子束蚀刻方法制备。
[0032]在本专利技术的一些实施方案中，采用多个上述微流控芯片串联和/或并联方式连接。
[0033]在本专利技术的一些实施方案中，上述微流控芯片在清除细胞低温保护剂、细胞毒素和/或磁纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微流控芯片，其特征在于，包括：第一芯片(1)和第二芯片(4)；所述第一芯片(1)包括第一上表面、第一下表面；所述第二芯片(4)包括第二上表面、第二下表面；所述第一芯片(1)设置有第一入口(8)和第一出口(7)；所述第二芯片(4)设置有第二入口(6)和第二出口(9)；所述第一芯片(1)的所述第一下表面设置有第一通道(2)；所述第二芯片(4)的所述第二上表面设置有第二通道(5)；所述第一通道(2)和所述第二通道(5)分别设置有沟槽(13)阵列；所述第一通道(2)和所述第二通道(5)相向贴合；所述第一通道(2)和所述第二通道(5)中间设置有多孔膜(3)；所述第一芯片(1)、所述多孔膜(3)、所述第二芯片(4)从上到下依次排列。2.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一通道(2)的深度小于所述第一芯片(1)的厚度，所述第二通道(5)的深度小于所述第二芯片(4)的厚度。3.如权利要求1或权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述相向贴合的面积小于所述第一通道(2)和/或所述第二通道(5)的表面积。4.如权利要求1至3任一项所述的微流控芯片，其特征在于，所述沟槽(13)阵列的沟槽(13)相互平行和间距相等。5.如权利要求1至4任一项所述的微流控芯片，其特征在于，所述沟槽(13)阵列的沟槽(13)分别与所述第一通道(2)和所述第二通...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁卫平，王港国，李士博，李成盼，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：