一种介电泳与磁泳联合的细胞颗粒分离装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种介电泳与磁泳联合的细胞颗粒分离装置及方法。属于微流控技术领域。由于传统的分离装置单一使用介电泳或磁泳技术很难完全从全血中分离坏死的红细胞并分离其他细胞，因此，利用介电泳和磁泳相结合的方法对坏死的红细胞具有高特异性，本发明专利技术装置通过倾斜的驱动电极阵列和经过永磁铁磁化的软磁铁相结合对分离区的细胞颗粒混合液施加电场和磁场，利用不同细胞颗粒之间的物理性质的差异，并基于负介电泳力和磁泳力实现血液样品中坏死的红细胞、正常红细胞、血小板和白细胞的连续分选。无需预先标记细胞颗粒样品，不影响细胞颗粒生理活性。细胞颗粒生理活性。细胞颗粒生理活性。

【技术实现步骤摘要】
一种介电泳与磁泳联合的细胞颗粒分离装置及方法


[0001]本专利技术涉及细胞颗粒分离
，具体而言，尤其涉及一种介电泳与磁泳联合的细胞颗粒分离装置及方法。

技术介绍

[0002]细胞颗粒分选是细胞分析工作和诊断治疗方法中必要的前处理环节，现有的细胞分选方式主要包括荧光标记细胞分选，然而荧光标记细胞分选在实验前需要实施复杂的样品处理，而且还会影响细胞的活性。介电泳和磁泳技术是一种为样品细胞鉴定和分离提供巨大潜力的方法，较传统的分离方法相比大大提升了工作效率。
[0003]介电泳分离技术是一种在微米和纳米尺度上进行颗粒操作的方法，通常作为预处理手段将目标捕获在检测区域，实现集中想要的目标并清除不想要的目标，不需要对颗粒进行标记。通过在微流控芯片上设计电极结构从而产生不均匀的电场，利用非均匀电场对颗粒进行极化，并根据颗粒和介质溶液的介电性质使具有不同物理性质的颗粒受到不同方向的介电泳力，从而达到分选的目的。
[0004]磁泳是指颗粒在粘性流体中受到磁场力产生的运动，发生在非均匀磁场中，使粒子向最大或最小的梯度区域移动。磁场力的方向由介质和颗粒的磁化率决定。当颗粒的磁化率小于介质溶液的磁化率时表现为抗磁性；当颗粒的磁化率大于介质溶液的磁化率时表现为顺磁性；当颗粒的磁化率远大于介质溶液的磁化率时表现为铁磁性。
[0005]坏死细胞由于被侵蚀，使细胞质膜离子通透性增加，在低电导率介质中，坏死的细胞失去内部离子，而正常细胞保留内部离子，从而产生介电差异。受坏死的红细胞由于血红蛋白含量降低，表现为比正常红细胞更具有顺磁性。

技术实现思路

[0006]根据上述提出的技术问题，提供一种介电泳与磁泳联合的细胞颗粒分离装置及方法。本专利技术的分离区通过联合介电泳和磁泳技术实现血液样品中坏死的红细胞，正常红细胞，血小板和白细胞的连续分选，无需预先标记细胞颗粒样品，不影响细胞颗粒的生理活性。
[0007]本专利技术采用的技术手段如下：
[0008]一种介电泳与磁泳联合的细胞颗粒分离装置，包括：玻璃基底层、设置在玻璃基底上的PDMS盖片层、驱动电极阵列层和磁体层，其中：
[0009]所述玻璃基底层的上表面与PDMS盖片的下表面相对且紧密结合；
[0010]所述PDMS盖片层上内陷设置有微通道层，包括流道区、分离区、进液口区以及出液口区；
[0011]所述驱动电极阵列层包括第一驱动电极和第二驱动电极，且均设置在所述玻璃基底层的上表面；
[0012]所述磁体层包括三块大小相同的永磁体和软磁体，永磁体设置在分离区的一侧，
软磁体设置在分离区与永磁体之间，且紧贴分离区侧壁，永磁体设置于PDMS盖片上方。
[0013]进一步地，在所述微通道层中：
[0014]所述流道区包括第一流道、第二流道、第三流道、第四流道、第五流道、第六流道；
[0015]所述进液口区包括第一进液口和第二进液口；
[0016]所述出液口区包括第一出液口、第二出液口、第三出液口以及第四出液口；具体的：
[0017]所述第一进液口和所述第二进液口分别与所述第一流道的流入端口和所述第二流道的流入端口相连通，分离区分别与所述第一流道和所述第二流道的流出端口以及所述第三流道、第四流道、第五流道和第六流道的流入端口相连通。
[0018]进一步地，所述驱动电极阵列层为倾斜的叉指电极，利用交流电场驱动细胞颗粒移动，所述第一驱动电极接交流电源正极，所述第二驱动电极接地。
[0019]进一步地，所述第一驱动电极和第二驱动电极的结构相同，叉指电极的宽度和电极之间的距离以及倾斜角度都相等。
[0020]进一步地，所述第一驱动电极和第二驱动电极均采用Ag
‑
PDMS复合材料制作，Ag
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PDMS复合材料由Ag和PDMS以4：1的比例搅拌而成，因此Ag
‑
PDMS复合材料既有导电性能，又能与玻璃基底层和微通道层键合。
[0021]进一步地，所述分离区为长方形，长度和宽度分别为5000μm和400μm；所述第一流道和第二流道的宽度均为200μm，所述第三流道、第四流道、第五流道以及第六流道的宽度均为100μm。
[0022]进一步地，所述软磁体和所述永磁体的宽度相同，均设置在与第一流道相连的分离区一侧。
[0023]本专利技术还提供了一种基于上述介电泳与磁泳联合的细胞颗粒分离装置的介电泳与磁泳联合的细胞颗粒分离方法，包括：
[0024]S1、将细胞颗粒分离装置放入等离子清洗机中清洗两分钟；
[0025]S2、用导线连接所述驱动电极阵列层和交流稳压电源，打开电源开关，调节电压和频率，对驱动电极进行供电；
[0026]S3、用注射泵在所述第一进液口和第二进液口中同时注入血液样品和鞘液；
[0027]S4、用显微镜观察分离效果，通过调节血液样品与鞘液的流速比，以及调节电压和频率，提高分离效率。
[0028]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0029]1、本专利技术提供的介电泳与磁泳联合的细胞颗粒分离装置及方法，利用细胞颗粒之间介电性质的差异对其实施介电泳分选，利用细胞颗粒之间磁化性质的差异对其实施磁泳分选，两者相结合实现了从血液样品中对坏死的红细胞、正常红细胞、血小板和白细胞的一步分选，无需预先对细胞颗粒进行标记，不影响细胞颗粒生理活性。
[0030]2、本专利技术提供的介电泳与磁泳联合的细胞颗粒分离装置及方法，利用负介电泳力抵消一部分正磁泳力作用，解决了传统磁泳分离红细胞颗粒时由于受正磁泳力作用经常附着在通道壁上的问题。
[0031]基于上述理由本专利技术可在细胞颗粒分离等领域广泛推广。
附图说明
[0032]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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术装置的结构示意图。
[0034]图2为本专利技术装置的平面结构示意图。
[0035]图中：1、玻璃基底层；2、PDMS盖片层；3、第一进液口；4、第二进液口；5、第一出液口；6、第二出液口；7、第三出液口；8第四出液口；9、第一流道；10、第二流道；11第三流道；12、第四流道；13、第五流道；14、第六流道；15、分离区；16、永磁体；17、软磁体；18、第一驱动电极；19、第二驱动电极；20、引线电极。
具体实施方式
[0036]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0037]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种介电泳与磁泳联合的细胞颗粒分离装置，其特征在于，包括：玻璃基底层、设置在玻璃基底上的PDMS盖片层、驱动电极阵列层和磁体层，其中：所述玻璃基底层的上表面与PDMS盖片层的下表面相对且紧密结合；所述PDMS盖片层上内陷设置有微通道层，包括流道区、分离区、进液口区以及出液口区；所述驱动电极阵列层包括第一驱动电极和第二驱动电极，且均设置在所述玻璃基底层的上表面；所述磁体层包括三块大小相同的永磁体和软磁体，永磁体设置在分离区的一侧，软磁体设置在分离区与永磁体之间，且紧贴分离区侧壁，永磁体设置于PDMS盖片上方。2.根据权利要求1所述的介电泳与磁泳联合的细胞颗粒分离装置，其特征在于，在所述微通道层中：所述流道区包括第一流道、第二流道、第三流道、第四流道、第五流道、第六流道；所述进液口区包括第一进液口和第二进液口；所述出液口区包括第一出液口、第二出液口、第三出液口以及第四出液口；具体的：所述第一进液口和所述第二进液口分别与所述第一流道的流入端口和所述第二流道的流入端口相连通，分离区分别与所述第一流道和所述第二流道的流出端口以及所述第三流道、第四流道、第五流道和第六流道的流入端口相连通。3.根据权利要求1所述的介电泳与磁泳联合的细胞颗粒分离装置，其特征在于，所述驱动电极阵列层为倾斜的叉指电极，利用交流电场驱动细胞颗粒移动，所述第一驱动电极接交流电源正极，所述第二驱动电极接地。4.根据权利要求3所述的介电泳与磁泳联合的细胞颗粒分离装置，其特征在于，所述第一驱动电极和第二驱动电极的结构相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵凯，孔德健，李轩，姚依铭，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：