微流控生物芯片制造技术

一种微流控生物芯片，用于精子的分级筛选，包括基片以及设置在所述基片上的处理液池、样本池和三条微流体通道，所述处理液池通过所述微流体通道和所述样本池连通，处理液从所述处理液池流出经过所述微流体通道流入所述样本池，所述处理液在所述微流体通道内的流速不同。这种微流控生物芯片在使用时，处理液从处理液池流出，经微流体通道流入样本池。待处理液流速稳定后，将精液进样到样本池，在微流体通道内，高活性精子逆流而上，停留在微流体通道内相应的位置，或者游入处理液池中，而活动力弱和死的精子则留在样本池中。处理液在微流体通道中的流速不同，从而实现对不同速度区段的精子的分别捕获及筛选。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及医疗检测仪器领域，特别是涉及一种微流控生物芯片。
技术介绍
现代男性不孕不育的程度大幅 上升，已经到了一种前所未有的地步。由于心理、工作、环境等各种因素，影响男性的生殖系统，尤其是严重损害生精细胞，导致精子数量和质量下降更甚者可造成不孕不育。精液检查是评价男性生育力的重要指标，是不育症的必查项目。检查内容包括色、量、液化时间、酸碱度、精子计数、活力、存活率及形态等，其中精子活力检测是不可或缺的检测手段之一。目前应用于精子体外分选的方法有上游法、密度梯度离心法、王氏管法、流式细胞术、玻璃纤维过滤法、泳动沉淀法等。但上述方法均存在不同程度的缺点，如上游法在处理过程中会丢失较多的精子量，密度梯度离心法产生较多的死精子及异物，王氏管法采用王氏管系统且费用较高，流式细胞术分离过程中损伤精子细胞膜，降低精子质量且装置价格较高，玻璃纤维过滤法存在精子被破坏及玻璃纤维破碎的潜在可能，泳动沉淀法操作过程复杂且需要特殊的设备。如何解决上述问题，成为亟待解决的难题。自20世纪90年代初Manz等提出微全分析概念以来，微流控芯片技术已得了广泛的应用，如免疫检测、蛋白组分离、细胞分析等。微流控生物芯片在疾病诊断方面表现出巨大的应用潜力，是精子细胞评价及筛选的新的理想平台。一般的，利用微流体分离芯片进行精子细胞筛选的方法，利用层流原理，即流体在管内流动时，其质点彼此互不混杂且沿着与管轴平行的方向呈有条不紊的线状形态的流动。不同的流体在微纳尺寸的管道中，在一定条件下互不相溶而保持层流状态。高活性精子可以从原流体中穿越层流流线界面游动到另一个流体中，而活动力弱和死的精子细胞、白细胞、上皮细胞以及其他杂质则会顺着原流体方向继续流动，从而实现高活性精子的筛选。这种方法虽然能实现活性精子的分离，但不能对不同速度区段的精子分别捕获及筛选。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够实现对不同速度区段的精子分别捕获及筛选的微流控生物芯片。—种微流控生物芯片，用于精子的分级筛选，包括基片以及设置在所述基片上的处理液池、样本池和三条微流体通道，所述处理液池通过所述微流体通道和所述样本池连通，处理液从所述处理液池流出经过所述微流体通道流入所述样本池，所述处理液在所述微流体通道内的流速不同。在一个实施例中，每条所述微流体通道的横截面积相同。在一个实施例中，所述处理液池的数量和所述微流体通道的数量相同。在一个实施例中，每条所述微流体通道的横截面积不相同。 在一个实施例中，所述处理液池的数量和所述微流体通道的数量相同。在一个实施例中，每条所述微流体通道包括第一级微流体通道和与所述第一级微流体通道连通的第二级微流体通道，所述第二级微流体通道的数量是第一级微流体通道的二倍以上，所述第一级微流体通道和所述处理液池连通，所述第二级微流体通道与所述样本池连通。在一个实施例中，所述 第一级微流体通道、所述第二级微流体通道和所述第三级微流体通道的横截面积相同。在一个实施例中，所述处理液池的数量和所述微流体通道的数量相同。在一个实施例中，所述微流体通道的宽度为10 μ πΓ ΟΟΟ μ ,长度为1000 μ m 50000 μ m,高度为 10 μ m 1000 μ m。在一个实施例中，所述样本池的数量为一个。这种微流控生物芯片在使用时，处理液从处理液池流出，经微流体通道流入样本池。待处理液流速稳定后，将精液进样到样本池，在微流体通道内，高活性精子逆流而上，停留在微流体通道内相应的位置，或者游入处理液池中，而活动力弱和死的精子则留在样本池中。处理液在微流体通道中的流速不同，从而实现对不同速度区段的精子的分别捕获及筛选。附图说明图I为实施例I的微流控生物芯片的结构示意图；图2为实施例2的微流控生物芯片的结构示意图；图3为实施例3的微流控生物芯片的结构示意图；图4为如图3所示的微流控生物芯片的局部结构放大图。具体实施方式一种微流控生物芯片，用于精子的分级筛选，包括基片以及设置在基片上的处理液池、样本池和三条微流体通道，处理液池通过微流体通道和样本池连通，处理液从处理液池流出经过微流体通道流入样本池，处理液在微流体通道内的流速不同。这种微流控生物芯片在使用时，将微流体通道内壁以及处理液池、样本池做适当的预处理之后，处理液进样到处理液池，处理液从处理液池流出，经微流体通道流入样本池。在处理液流速稳定后，将精液进样到样本池，在微流体通道内，高活性精子逆流而上，停留在微流体通道内相应的位置，或者游入处理液池中，而活动力弱和死的精子、白细胞、上皮细胞以及其他杂质则留在样本池中。处理液在微流体通道中的流速不同，从而实现对不同速度区段的精子的分别捕获及筛选。对于人类精子，处理液流速可设定在100 μ m/s以内；对于畜牧养殖业中的动物精子，处理液流速可设定在500 μ m/s以内。可以通过优化处理液流速以及时间，分别捕获及筛选不同速度区段的精子。分别吸取微流体通道内捕获及筛选的精子，以及处理液池中的收集液，借助显微镜或计算机辅助精子分析软件等分析手段对收集的精子进行活力分析、形态分析以及功能评价。这种精子分级筛选方法可以避免常规方法造成的精子量丢失、精子质量降低、DNA破坏、装置昂贵、费用较高、应用范围小以及安全性低等问题。微流体通道的宽度为10 μ πΓ ΟΟΟ μ m,长度为1000 μ πΓδΟΟΟΟ μ m,高度为IOym^lOOOym0在实际应用中，可以根据需要调整微流体通道的宽度、长度和高度等条件制备出符合要求的微流控生物芯片。微流控生物芯片可以由石英、玻璃、单晶硅、高分子聚合材料如聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯等适合精子分析的材料制作。微流控生物芯片的各通道内表面可以经特定方式改性，或者将微流控生物芯片材料改性，或者在处理液中加入适宜的添加剂，可以减轻或避免微流控生物芯片各通道表面对精子的吸附。在进行精子分级筛选操作中，可采用流体静压力进样、毛细作用进样、注射泵进样、电动进样、正向压力驱动进样、负压进样、电渗进样等适合精子的进样方式。下面结合具体的实施例对本技术进行说明。实施例I如图I所示的微流控生物芯片包括基片10以及设置在基片10上的三个处理液池110、三条微流体通道120和样本池130，三条微流体通道120的横截面积相同。样本池130通过三条微流体通道120分别与相应的处理液池110连通，三条微流体通道120在样本池130周围成辐射状分布。由于处理液具有不可压缩性，通过在不同微流体通道120内设置不同的处理液静压力，三条微流体通道120内的处理液流速各不相同。将微流体通道120内壁以及处理液池110、样本池130做适当的预处理之后，处理液分别进样到处理液池110，使处理液池110中的处理液以不同的流速流入微流体通道120，待流速稳定后，将精液进样到样本池130。高活性精子逆流而上，当处理液的流速与精子的向前运动速度相等时，即有效速度为零时，此速度的精子就被捕获在微流体通道120内相应的位置，而向前运动速度大于处理液流速的精子继续前行游入处理液池110。经过一段时间，不同速度的精子会被捕获在微流体通道120的不同位置或处理液池110中。而活动力弱和死的精子细胞、白细胞、上皮细胞以及其他杂质则停留在样本池130中，从而实现不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微流控生物芯片，用于精子的分级筛选，其特征在于，包括基片以及设置在所述基片上的处理液池、样本池和三条微流体通道，所述处理液池通过所述微流体通道和所述样本池连通，处理液从所述处理液池流出经过所述微流体通道流入所述样本池，所述处理液在所述微流体通道内的流速不同。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：游璠，李芳芳，王小英，黄石，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，深圳中科强华科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：