一种微流控芯片及其制备方法和细胞选择性捕获方法技术

本发明专利技术公开了一种微流控芯片，包括：PDMS通道，内部中空且上下侧开口；ITO导电玻璃基底，键合于PDMS通道的下开口侧；ITO导电玻璃盖板，键合于PDMS通道的上开口侧，ITO导电玻璃盖板上分别开设有入口和出口；三明治型微电极，设于PDMS通道内，三明治型微电极包括磁性材料、分别设于磁性材料相对两侧的两个导电材料。本发明专利技术还公开了一种微流控芯片的制备方法和细胞选择性捕获方法。本发明专利技术基于三明治型游动微电极的细胞选择性捕获微流控芯片，利用游动微电极在微粒附近任意位置制造一强局部电场，基于介电泳效应对该位置的颗粒或细胞进行捕获，通过外加磁场的方式驱动微电极运动，并进行路径规划，实现混合细胞或微粒的动态分选。选。选。

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片及其制备方法和细胞选择性捕获方法


[0001]本专利技术涉及细胞生物学
，尤其涉及一种微流控芯片及其制备方法和细胞选择性捕获方法。

技术介绍

[0002]微流控芯片分析是随着微机电系统(microelectromechanical Systems MEMS)加工技术的进步而快速发展起来的一项前沿课题，是将多个功能化单元，如样品制备、分离、浓缩和检测等，集中到一块面积仅为几平方厘米级的芯片上，用以完成不同生化分析。微流控是一个涉及了工程学、物理学、化学、微加工和生物工程等领域的交叉学科，其目标是通过对芯片微通道网络内样本的操纵和控制，完成化学实验室中取样、预处理、反应、分离和检测等分析功能，实现分析装备的微型化、集成化和自动化，最终实现芯片化，即所谓“芯片实验室”(Lab
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chip)。从复杂的生物样品中实现对特定生物微粒(如酵母菌、血液细胞等)的高效和精确分选是许多临床诊断和治疗过程中的第一步，在医学、生物研究以及环境检测等领域具有广泛的应用。
[0003]目前，微流控微粒分选方法主要有主动方法和被动方法。被动分选具有高通量、不需要外加场等优势，但是其依赖于精确的流体动力控制或者复杂的通道内部结构，因而极大地限制了其应用范围。主动方法指引入外部场调控样本的运动，如磁场、光场、声场和电场等。对于磁微流控，主要局限于对磁性或磁珠标记的微粒进行操纵，其应用场景受限。光微流控具有准确度高、非侵入等优点，但光镊系统需要庞大的光路系统，且其成本也较高，这也限制了系统的小型化和便携性发展。声控微流体是利用声波在微流体中诱导的流
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固耦合效应进行对样本的操纵，具有非接触、无损伤、穿透性较好等优点，但压电基片材料单一，且芯片加工相对复杂。电控微流体是利用电动力学现象对样品进行操纵，常见的电控操纵方法主要是介电泳、交流电渗、电泳等。其中，交流电渗要在极低溶液电导率和电场频率条件下进行，容易对样本造成损伤；而电泳技术主要用来操纵带电颗粒，且需要很高的直流电压，从而极大地限制了这两种电动机制的应用范围。
[0004]综上所述，以上几种微粒操纵方式均需要相应的外部驱动设备和复杂庞大的管路，成本高，且不利于手持式便携式设备的开发。

技术实现思路

[0005]针对现有技术不足，本专利技术的目的在于提供一种微流控芯片及其制备方法和细胞选择性捕获方法。
[0006]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：
[0007]一种微流控芯片，包括：
[0008]PDMS通道，内部中空且上下侧开口；
[0009]ITO导电玻璃基底，键合于所述PDMS通道的下开口侧；
[0010]ITO导电玻璃盖板，键合于所述PDMS通道的上开口侧，所述ITO导电玻璃盖板上分
别开设有入口和出口；
[0011]三明治型微电极，设于所述PDMS通道内，所述三明治型微电极包括磁性材料、分别设于所述磁性材料相对两侧的两个导电材料。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述ITO导电玻璃基底与ITO导电玻璃盖板的尺寸相同，所述ITO导电玻璃盖板的长为45
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55mm、宽为32
‑
40mm、高为1.0
‑
1.2mm，所述ITO导电玻璃盖板的ITO涂层厚度为0.4
‑
0.6μm。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述PDMS通道的内部宽度为21
‑
31mm、内部长度为36
‑
44mm，高度为0.9
‑
1.1mm。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述三明治型微电极的直径为200
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400μm。
[0015]一种微流控芯片的制备方法，包括以下步骤：
[0016](1)制备微流控芯片本体；
[0017](2)制备三明治型微电极；
[0018](3)将三明治型微电极注入到微流控芯片本体内，得到微流控芯片。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(1)包括以下步骤：
[0020](1.1)加工通道模具，将通道模具固定在第一玻璃表面；
[0021](1.2)取PDMS与固化剂以10：1的比例混合，并浇筑在第二玻璃表面上，固化后形成PDMS压板，在PDMS压板表面贴PVA薄膜；
[0022](1.3)另取PDMS与固化剂以10：1的比例混合，并浇筑在第一玻璃表面上，接着用PDMS压板压在第一玻璃表面的PDMS上，固化后得到PDMS通道；
[0023](1.4)将PDMS通道1与第一玻璃52分离；
[0024](1.5)提供一ITO导电玻璃基底，将PDMS通道的下开口侧与ITO导电玻璃基底带有ITO涂层的一侧进行等离子处理后键合在一起，形成半成品芯片；
[0025](1.6)将半成品芯片放入水中，溶解掉PDMS通道上的PVA薄膜，并去掉PDMS压板；
[0026](1.7)提供一ITO导电玻璃盖板，在ITO导电玻璃盖板上开设入口和出口，将ITO导电玻璃盖板带有ITO涂层的一侧与PDMS通道的上开口侧进行等离子处理后键合在一起，得到微流控芯片本体。
[0027]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(2)包括以下步骤：
[0028](2.1)提供导电粉、磁性粉和ETPTA，将导电粉与ETPTA混合形成第一混合物，将磁性粉与ETPTA混合形成第二混合物；
[0029](2.2)将第一混合物分别通入液滴微流控芯片的两个侧通道内，将第二混合物通入液滴微流控芯片位于两个侧通道之间的中间通道内，两个侧通道、中间通道均与主通道相连通，将油分别通过液滴微流控芯片的两个注入孔通入主通道，形成三明治型液滴；
[0030](2.3)在液滴微流控芯片尾端对三明治型液滴进行固化处理得到三明治型颗粒，再收集三明治型颗粒进行加热处理，得到三明治型微电极。
[0031]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(2.2)中，通过控制油的流速来改变三明治型颗粒的形状。
[0032]一种微流控芯片的细胞捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0033](1)制备细胞悬浮液，细胞悬浮液中含有目标细胞和其它细胞；
[0034](2)将细胞悬浮液注入到微流控芯片的PDMS通道内；
[0035](3)利用磁铁牵引三明治型微电极在PDMS通道内游动，在显微镜下寻找到并靠近目标细胞，使三明治型微电极接触目标细胞；
[0036](4)通过调节电压幅值和电信号频率，使得目标细胞被捕获在三明治型微电极上；
[0037](5)按照预定义的路径调节磁铁方位，进一步寻找其它的目标细胞，将目标细胞全部捕获，实现目标细胞与其它细胞的分选。
[0038]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(1)包括以下步骤：
[0039](1.1)分别提供人乳腺癌细本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括：PDMS通道，内部中空且上下侧开口；ITO导电玻璃基底，键合于所述PDMS通道的下开口侧；ITO导电玻璃盖板，键合于所述PDMS通道的上开口侧，所述ITO导电玻璃盖板上分别开设有入口和出口；三明治型微电极，设于所述PDMS通道内，所述三明治型微电极包括磁性材料、分别设于所述磁性材料相对两侧的两个导电材料。2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述ITO导电玻璃基底与ITO导电玻璃盖板的尺寸相同，所述ITO导电玻璃盖板的长为45
‑
55mm、宽为32
‑
40mm、高为1.0
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1.2mm，所述ITO导电玻璃盖板的ITO涂层厚度为0.4
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0.6μm。3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述PDMS通道的内部宽度为21
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31mm、内部长度为36
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44mm，高度为0.9
‑
1.1mm。4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述三明治型微电极的直径为200
‑
400μm。5.一种如权利要求1
‑
4中任一项所述的微流控芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备微流控芯片本体；(2)制备三明治型微电极；(3)将三明治型微电极注入到微流控芯片本体内，得到微流控芯片。6.根据权利要求5所述的微流控芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)包括以下步骤：(1.1)加工通道模具，将通道模具固定在第一玻璃表面；(1.2)取PDMS与固化剂以10：1的比例混合，并浇筑在第二玻璃表面上，固化后形成PDMS压板，在PDMS压板表面贴PVA薄膜；(1.3)另取PDMS与固化剂以10：1的比例混合，并浇筑在第一玻璃表面上，接着用PDMS压板压在第一玻璃表面的PDMS上，固化后得到PDMS通道；(1.4)将PDMS通道1与第一玻璃52分离；(1.5)提供一ITO导电玻璃基底，将PDMS通道的下开口侧与ITO导电玻璃基底带有ITO涂层的一侧进行等离子处理后键合在一起，形成半成品芯片；(1.6)将半成品芯片放入水中，溶解掉PDMS通道上的PVA薄膜，并去掉PDMS压板；(1.7)提供一ITO导...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，李子义，孙海振，贾慧斌，刘艳广，戴志伟，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：