【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微流控芯片领域，尤其涉及一种细胞三维成像和逐代子细胞分离装置及方法。
技术介绍
1、目前用于图形重建的方法有很多种，如共焦显微镜层析成像（clsm-tom）、光片段投影显微术（spim）、光学显微镜成像、电子显微镜和光学投影顺序重建等，这些方法都是通过对单个细胞进行分层切片，在竖直方向上以3d打印的方式实现三维图像的重建。
2、然而共焦显微镜成本较高，限制了其在某些实验室或研究项目中的应用。其成像速度较慢，这也限制了对快速动态过程的观察和记录。光片段投影显微术分辨率受到多个因素的限制，如光片段的大小和样本的散射等。在某些情况下，spim的分辨率有限，同时其对样本的准备有一定的要求，包括样本固定、染色和适当的标记方法。这可能需要额外的步骤和技术，并且某些样本可能不适用于spim成像。由于光片段照射和重建过程中的算法处理，spim图像可能出现伪影或伪光斑等问题。这需要在数据处理和分析过程中进行适当的校正和处理。
3、此外，现有的细胞成像装置难以对细胞进行长期培养和对分裂出来的子细胞进行分离，限制了细胞成像装置的通用性。针对母代细胞长期原位培养后的子细胞分离这一问题，目前主流的研究方法有滤网分离、管状排序等。滤网分离采用在流道内分布多个u型单细胞捕获位点，捕获母代细胞进行长期培养，但该方法由于液体一直对细胞进行正面冲击，很难持续在原位，并且细胞分泌的促进分裂因子无法累计，子细胞分离效率低下。管状排序采用并联式长条形阶梯管道，将细胞卡位在管道截面突变处，并受流体流动挤压固定，尽管该方法可以保证细胞不
4、针对上述痛点，本专利技术采用微孔阵列的方法，不仅实现高通量单细胞捕获，细胞可以长期原位培养，同时由于微流控芯片上下两层结构，上层流体对细胞的冲击较少，能让细胞分泌的分裂因子在微孔内累计，催化子细胞分离的发生。同时控制流体流速，缓慢改变细胞位姿，进行图像采集，观察细胞分裂周期变化，并在分离的阶段提高流速将其中一个子细胞冲离，留下另一个继续进行原位培养。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种细胞三维成像和逐代子细胞分离装置及方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
2、本专利技术的技术方案为一种微流控装置及方法，其中，所述微流控装置包括：
3、液体通道层，所述液体通道层的入口端与液体入口连接，所述液体通道层的出口端与液体出口连接，所述液体通道层的出口端的宽度少于所述液体通道层的入口端的宽度；
4、微孔阵列层，用于捕获细胞，所述微孔阵列层设置在所述液体通道层的下方，所述微孔阵列层设置有多组用于单细胞捕获的微孔阵列，每组微孔阵列包括多个细胞捕获微孔。
5、进一步，所述液体入口包括第一入口支路和第二入口支路，所述第一入口支路的入口段设置有第一注射口，所述第一注射口连接有第一导管，所述第二入口支路的入口段设置有第二注射口，所述第二注射口连接有第二导管，所述第一入口支路的末端和所述第二入口支路的末端在所述液体通断层的入口端汇合。
6、进一步，所述液体出口包括出口干路、第一出口支路和第二出口支路，所述出口干路的末端依次连接有外界打印头和标准孔板，所述第一出口支路的末端通过第三导管连接精密气泵，所述第二出口支路的末端通过第四导管连接废液池。
7、进一步，所述液体通道层的前端还设置有除杂区，所述除杂区用于阻挡液体中较大的杂质颗粒和大细胞团，所述除杂区包括至少一组方柱阵列，所述方柱阵列的上端与所述液体通道层的上端连接，所述方柱阵列的下端与微孔阵列层的上端连接。
8、进一步，所述微孔阵列上的微孔呈多行多列均匀排布，行列之间交错分布，保证水流方向微孔的空间利用率，所述微孔的直径在10-50微米，每一个微孔圆心之间的间隔为10-100微米，所述微孔在深度为5-50微米。
9、进一步，所述液体通道层的宽度0.8-1.0毫米。
10、进一步，所述液体通道层和所述微孔阵列层由聚二甲基硅氧烷pdms材料构成。
11、进一步，本专利技术还提出一种微流控装置的操作方法，其特征在于，应用在权利要求1至7任一所述的微流控装置，所述的操作方法包括：
12、s100、将注射泵与液体入口连接，持续通入不含细胞的细胞培养液，流速大于1000ul/h，持续时间为5分钟；
13、s200、将注射泵与液体入口连接，注射含高浓度细胞的培养液，静置2分钟，重复注射含高浓度细胞的培养液，直至微孔阵列层的细胞捕获率超过80%；
14、s300、液体入口处通入不含细胞的细胞培养液，将留在微孔外的细胞冲离至液体出口；
15、s400、基于细胞的直径大小，调整液体入口处的液体流速，流速介于在100 ul/h -500ul/h，使得微孔中的单个细胞在水流及自身重力的影响下发生自转；
16、s500、对细胞形态进行拍摄记录。
17、进一步，所述的操作方法还包括：
18、s600、将微流控装置的微孔阵列捕获到的细胞进行原位长期培养，等待细胞分裂；
19、s700、每隔预设的时间阈值，调整液体入口处的液体流速，使得微孔中分裂后的其中一个子细胞在流体剪切力作用下脱离微孔，流入第一出口支路或第二出口支路；
20、s800、收集并培养从液体出口排出的分离后的子细胞，并调整液体入口处的液体流速，流速介于在100ul/h -500ul/h，使得微孔中的单个细胞在水流及自身重力的影响下发生自转；
21、s900、重复步骤s600至步骤s800，收集并培养每一代的子细胞。
22、进一步，本专利技术还提出一种细胞观测装置，包括所述的微流控装置，其特征在于，所述的细胞观测装置还包括：
23、显微镜，所述微流控装置放置在所述显微镜的载物台上，标准孔板放置在显微镜的支架平台上，所述显微镜的光源设置在微流控装置的正上方；
24、拍摄装置，所述拍摄装置设置在微流控装置的正上方或正下方。
25、本专利技术的有益效果是：
26、所述的微流控装置单细胞在微孔内能旋转成像，通过水流冲击细胞，让细胞固定在微孔内不断旋转，在竖直方向上拍摄装置对细胞的每一个位姿进行高帧率拍摄，获得的二维图像可进行后续处理，再通过相应算法实现三维重建。所述的微流控装置成像速度快，能对细胞的快速动态过程进行观察记录；所述的微流控装置无需光学切片，对样本细胞没有损伤；所述的微流控装置无需高昂的实验设备，能够大大降低拍摄成像成本，扩大应用场景。对于分裂出来的子细胞，其中一个子细胞留在微孔内阵列内继续培养，另一个子细胞通过培养基冲击离开微孔阵列区域，并在下游的分选通道实现子细胞的分离收集，达到下游的细胞分选打印通道，不需要的细胞经过时进行气流冲击至废液通道，需要的子细胞经打印头打出于标准孔板的孔内，实现子细胞的分离收集的技术效果。
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1.一种微流控装置（100），包括液体入口（130）和液体出口（140），其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的微流控装置（100），其特征在于，
3.根据权利要求1所述的微流控装置（100），其特征在于，
4.根据权利要求1所述的微流控装置（100），其特征在于，
5.根据权利要求1所述的微流控装置（100），其特征在于，
6.根据权利要求1所述的微流控装置（100），其特征在于，
7.根据权利要求1所述的微流控装置（100），其特征在于，
8.一种微流控装置（100）的操作方法，其特征在于，应用在权利要求1至7任一所述的微流控装置（100），所述的操作方法包括：
9.根据权利要求8所述的微流控装置（100）的工作方法，其特征在于，所述的操作方法还包括：
10.一种细胞观测装置，包括如权利要求1至7任一项权利要求所述的微流控装置（100），其特征在于，所述的细胞观测装置还包括：
【技术特征摘要】
1.一种微流控装置（100），包括液体入口（130）和液体出口（140），其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的微流控装置（100），其特征在于，
3.根据权利要求1所述的微流控装置（100），其特征在于，
4.根据权利要求1所述的微流控装置（100），其特征在于，
5.根据权利要求1所述的微流控装置（100），其特征在于，
6.根据权利要求1所述的微流控装置（100），其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈华英，陈一群，赵文涛，陈希康，
申请(专利权)人：珠海大略科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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