一种微流控芯片及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种微流控芯片及其使用方法，包括：入口区，所述入口区形成有样本溶液通道与缓冲液通道；分选区，所述分选区与所述入口区连接，所述分选区形成分选通道，所述分选通道上设有第一微柱阵列和第二微柱阵列，所述第一微柱阵列朝向靠近所述分选通道的中心线方向倾斜，所述第二微柱阵列朝向远离所述分选通道的中心线方向倾斜；出口区，所述出口区与所述分选区连接，所述出口区上形成第一出口通道和第二出口通道，所述第一出口通道和所述第二出口通道与所述分选通道连通。上述微流控芯片能获得更高纯度的目标细胞收集液，提高了分选精度，为工作人员节省更多的纯化工作流程和时间，进一步提高了使用微流控芯片对目标细胞的精确提纯。精确提纯。精确提纯。

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片及其使用方法


[0001]本专利技术涉及细胞分选领域，特别是涉及一种微流控芯片及其使用方法。

技术介绍

[0002]细胞分离领域中，基于不同细胞之间各种理化差异完成细胞分离的微流控芯片得到了广泛地应用。其中基于细胞尺寸和密度等物理特性的无标记分选技术，因为可以兼顾更多的下游应用而备受关注。在众多无标记微流控分选技术中，确定性侧向位移技术因具有类似滤网过滤的结构和性能，与惯性力、声场力等其他技术相比有着更高的分离回收率和分离纯度。同时可通过调节分离的压力或流量，控制细胞形变情况，尤其适合用在需要结合刚性和核质比差异的细胞分离场景。
[0003]当前的侧向位移微流控芯片技术中，通过将微流控芯片结构特征尺寸与细胞相匹配，具有高精度、高通量、低成本的优势，但是分选纯度依然有待提高，且在当前的侧向位移微流控芯片中，细胞分选所用的侧向位移微柱阵列均通过匹配固定的分选压力或分选流量，设置出固定但存在波动区间的临界分离尺寸(目标样本尺寸)。当样本差异较大或细胞分选需求出现变化时，会直接导致芯片的分选性能下降或丧失，大大限制了侧向位移技术在细胞分离领域的应用。

技术实现思路

[0004]基于此，提供一种微流控芯片及其使用方法，提高微流控芯片在细胞分选过程中的分选精度。
[0005]一种微流控芯片，包括：入口区，所述入口区形成有样本溶液通道与缓冲液通道；分选区，所述分选区与所述入口区连接，所述分选区形成分选通道，所述分选通道与所述样本溶液通道和所述缓冲液通道连通，所述分选通道上设有第一微柱阵列和第二微柱阵列，所述第一微柱阵列和所述第二微柱阵列分别由微柱阵列分布形成，所述第一微柱阵列朝向靠近所述分选通道的中心线方向倾斜，所述第二微柱阵列朝向远离所述分选通道的中心线方向倾斜，所述第一微柱阵列位于所述分选通道的溶液入口端与溶液出口端；出口区，所述出口区与所述分选区连接，所述出口区上形成第一出口通道和第二出口通道，所述第一出口通道位于所述第二出口通道的内侧，所述第一出口通道和所述第二出口通道与所述分选通道连通。
[0006]本申请公开一种微流控芯片，待测样本溶液与缓冲液通过入口区进入微流控芯片中，其形成的样本溶液通道与缓冲液通道分别将待测样本溶液与缓冲液共同流向分选区，分选区上设有分选通道，分选通道上包括倾斜设置微柱阵列，其中第一微柱阵列朝向分选通道的中心线方向倾斜，样本溶液进入分选通道后，小尺寸的细胞通过第一微柱阵列其流动方向不变，继续沿着液体流动的方向整体呈水平方向迁移，而大细胞则沿着第一微柱阵列的倾斜方向进行侧移，即大细胞向分选通道的中心方向汇集，而小细胞则沿着远离分选通道的中心方向继续流动；此时，通过第一微柱阵列进行富集后的样本溶液流入第二微柱
阵列时，大细胞沿着第二微柱阵列的倾斜方向进行运动，即大细胞向远离分选通道的中心方向流动并大部分汇集至分选通道的侧壁上，随后再进入第一微柱阵列，经过上一级的第二微柱阵列从而富集在分选通道侧壁上的大细胞又沿着分选通道的中心方向汇集，第二微柱阵列位于分选区的末端，经过上述分选区富集后的大细胞经过循环分选富集后通过连接的第一出口通道流至大细胞收集端，而其余溶液则通过第二出口通道流出小细胞收集端，从而能获得更高纯度的目标细胞收集液，提高微流控芯片的分选精度，为工作人员节省更多的纯化工作流程和时间，进一步提高了使用微流控芯片对目标细胞的精确提纯。
[0007]在其中一个实施例中，所述第一微柱阵列和所述第二微柱阵列的数量有多个，所述第二微柱阵列位于两个所述第一微柱阵列之间。通过设有多个第一微柱阵列和第二微柱阵列，分选通道通过组合排列第一微柱阵列和第二微柱阵列，且至少包括一组第一微柱阵列与第二微柱阵列交错设置的结构，进一步地，该第一微柱阵列与第二微柱阵列的交错结构可以设置多组，以达到不断对上一级分选通道中的样本溶液进一步富集目标细胞，从而提高第一出口通道的目标细胞含量。
[0008]在其中一个实施例中，所述第一微柱阵列与所述分选通道的中心线方向形成第一偏移角度，所述第一偏移角度的范围为0.5～12.5
°
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[0009]在其中一个实施例中，所述第二微柱阵列与所述分选通道的中心线方向形成第二偏移角度，所述第二偏移角度的范围为0.5～12.5
°
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[0010]前述的偏移角度范围是指第一微柱阵列和第二微柱阵列分别与分选通道的中心线之间的偏移角度范围，通过设定优选的偏移角度范围，使得微流控芯片的分选通道长度以及第一微柱阵列和第二微柱阵列的循环结构更加合理，进一步提高分选效率和分选精度。
[0011]在其中一个实施例中，所述第一微柱阵列和/或第二微柱阵列沿流道方向相邻分布的所述微柱之间的距离范围为6～25微米。流道方向是指样本细胞进入分选通道后的液体流动方向，该流道方向沿上述的分选通道的中心线朝向液体出口端，在该方向上相邻设置的微柱之间的距离范围为6～25微米。
[0012]在其中一个实施例中，所述第一微柱阵列和/或第二微柱阵列垂直于流道方向相邻分布的所述微柱之间的距离范围为10～60微米。流道方向是指样本细胞进入分选通道后的液体流动方向，该流道方向沿上述的分选通道的中心线朝向液体出口端，垂直于流道方向相邻分布的微柱之间的距离范围为10～60微米。
[0013]在其中一个实施例中，所述第一微柱阵列和/或第二微柱阵列垂直于流道方向的高度范围为5～50微米。第一微柱阵列与第二微柱阵列在垂直于流道方向上的高度范围为5～50微米。上述尺寸的设计使得微流控芯片具有结构紧凑、分选精度高和重现性好的优点。
[0014]在其中一个实施例中，所述微柱的截面形状为圆形、椭圆形、三角形、矩形、梯形、菱形、L形、C形和T形中的其中一种。
[0015]在其中一个实施例中，所述分选通道垂直于流体方向的高度能够随不同的分选压力变化。入口区的待测样本溶液与缓冲液进入分选区后在其分选通道上进行流动，对于能产生形变的细胞而言，在液体加压进入分选通道的情况下，其细胞发生形变，从而使得分选通道的高度也即进入分选区上形成液体通道的高度会产生变化，所以针对能产生形变的细胞样本则可以通过改变分选压力进而调整分选区的实际临界分离尺寸，与现有的侧向位移
技术中的微柱阵列均通过匹配固定的分选压力或分选流量来设置出固定的临界分离尺寸，从而导致当样本差异较大或细胞分选需求出现变化时，微流控芯片的分选性能下降或丧失，本微流控芯片通过改变调节分选压力改变临界分离尺寸并增加芯片复用，相比现有同类技术有着更高的分辨率和准确度，方便工作者在后期通过建立分选数据库和芯片复用。
[0016]在其中一个实施例中，所述分选通道垂直于流体方向的高度范围为15～60微米。分选通道也即分选区上形成液体通道，其垂直于流体方向的高度比第一微柱阵列和第二微柱阵列的垂直于流体方向的高度大，高度范围值为15～60微米。
[0017]在其中一个实施例中，所述分选区包括缓冲液流道区、循环分选区和小细胞流道区，所述缓冲液流道区上形成缓冲液补给通道，所述缓冲液本文档来自技高网...

【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：入口区(1)，所述入口区(1)形成有样本溶液通道(101)与缓冲液通道；分选区(2)，所述分选区(2)与所述入口区(1)连接，所述分选区(2)形成分选通道，所述分选通道与所述样本溶液通道(101)和所述缓冲液通道连通，所述分选通道上设有第一微柱阵列和第二微柱阵列，所述第一微柱阵列和所述第二微柱阵列分别由微柱阵列分布形成，所述第一微柱阵列朝向靠近所述分选通道的中心线方向倾斜，所述第二微柱阵列朝向远离所述分选通道的中心线方向倾斜，所述第一微柱阵列位于所述分选通道的溶液入口端与溶液出口端；出口区(3)，所述出口区(3)与所述分选区(2)连接，所述出口区(3)上形成第一出口通道(301)和第二出口通道(302)，所述第一出口通道(301)位于所述第二出口通道(302)的内侧，所述第一出口通道(301)和所述第二出口通道(302)与所述分选通道连通。2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一微柱阵列和所述第二微柱阵列的数量有多个，所述第二微柱阵列位于两个所述第一微柱阵列之间；和/或所述第一微柱阵列与所述分选通道的中心线方向形成第一偏移角度，所述第一偏移角度的范围为0.5～12.5
°
；和/或所述第二微柱阵列与所述分选通道的中心线方向形成第二偏移角度，所述第二偏移角度的范围为0.5～12.5
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。3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一微柱阵列和/或第二微柱阵列沿流道方向相邻分布的所述微柱之间的距离范围为6～25微米；和/或所述第一微柱阵列和/或第二微柱阵列垂直于流道方向相邻分布的所述微柱之间的距离范围为10～60微米；和/或所述第一微柱阵列和/或第二微柱阵列垂直于流道方向的高度范围为5～50微米；和/或所述微柱的截面形状为圆形、椭圆形、三角形、矩形、梯形、菱形、L形、C形和T形中的其中一种。4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述分选通道垂直于流体方向的高度能够随不同的分选压力变化。5.根据权利要求1或4所述的微流控芯片，其特征在于，所述分选通道垂直于流体方向的高度范围为15～60微米。6.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述分选区(2)包括缓冲液流道区(21)、循环分选区(22)和小细胞流道区(23)，所述缓冲液流道区(21)上形成缓冲液补给通道，所述缓冲液补给通道与所述入口区(1)的缓冲液通道连通，所述缓冲液流道区(21)位于所述循环分选区(22)的内侧，所述循环分选区(22)与所述样本溶液通道和所述缓冲液通道连通，所述循环分选区(22)形成所述分选通道，所述第一微柱阵列和第二微柱阵列位于所述循环分选区(22)上，所述小细胞流道区(23)形成小细胞通道，所述小细胞通道与所述分选通道连通。7.根据权利要求6所述的微流控芯片，其特征在于，所述循环分选区(22)包括第一收敛
区(221)、发散区(222)和第一分隔部(223)，所述第一收敛区(221)和发散区(222)分别设有所述第一微柱阵列和所述第二微柱阵列，所述第一收敛区(221)与所述入口区(1)相邻，所述发散区(222)位于所述第一收敛区(221)的液体出口端，所述小细胞流道区(23)位于所述发散区(222)的外侧，所述第一分隔部(223)设置在所述发散区(222)和所述小细胞流道区(23)之间，所述小细胞通道与所述第一收敛区(221)连通。8.根据权利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，所述循环分选区(22)的数量为多个，多个沿着液体流动方向分布的所述循环分选区(22)之间的临界分离尺寸递增，下一级所述循环分选区(22)的临界分离尺寸为上一级循环分选区(22)临界分离尺寸的105％～200％；和/或所述第一收敛区(221)、所述发散区(222)与所述第一分隔部(223)的数量为多个，所述第一收敛区(221)与所述发散区(222)交错设置；和/或所述缓冲液流道区(21)与所述小细胞流道区(23)上设有圆柱阵列，所述圆柱阵列的分布方向与液体流动方向相同；和/或还包括引流部(4)，相邻的所述第一收敛区(221)与所述发散区(222)之间具有间隙(201)，所述引流部(4)设置在所述缓冲液流道区(21)的外侧壁和/或所述第一分隔部(223)的内侧壁上，所述引流部(4)位于所述间隙(...

【专利技术属性】
技术研发人员：周侗，林安丽，崔博婧，崔彩媚，庞志强，
申请(专利权)人：睿思生命广东科技有限公司，
类型：发明
国别省市：