專利名稱：一種用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)的制作方法
一種用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)，屬于微流控芯片領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
細(xì)胞分選是從復(fù)雜環(huán)境中獲取性質(zhì)均一的目標(biāo)細(xì)胞。細(xì)胞分選是細(xì)胞生理和病理 研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其對(duì)于重大疾病的診斷和治療具有重要意義。對(duì)于細(xì)胞分選方法及相關(guān) 技術(shù)的研究一直都是醫(yī)學(xué)界及相關(guān)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的 出現(xiàn)及在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，產(chǎn)生了許多新的細(xì)胞分選方法。現(xiàn)階段以流式細(xì)胞儀為代 表的傳統(tǒng)細(xì)胞分選儀具有體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂等缺點(diǎn)，而基于MEMS技術(shù)的微流控 芯片可將細(xì)胞分選儀微型化。相對(duì)于流式細(xì)胞技術(shù)、免疫磁性微珠分選等傳統(tǒng)細(xì)胞分選方 法，微流控芯片細(xì)胞分選方法無(wú)需復(fù)雜的樣品準(zhǔn)備過(guò)程，且具有分離純度高、操作簡(jiǎn)便、成 本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)。由于生物體細(xì)胞尺寸極小且種類繁多，分選難度很大?；谖⒘骺匦酒募?xì)胞分 選方法主要包括利用細(xì)胞尺寸差異、利用介電電泳、利用強(qiáng)磁場(chǎng)梯度變化等。其中，利用 細(xì)胞尺寸差異進(jìn)行細(xì)胞分選的方法因?yàn)闊o(wú)需對(duì)細(xì)胞或蛋白質(zhì)進(jìn)行特異性標(biāo)記，對(duì)細(xì)胞幾乎 沒(méi)有損傷，且具有結(jié)構(gòu)緊湊、分選效率高、活性保存良好等諸多優(yōu)點(diǎn)。參見(jiàn)圖2，在申請(qǐng)?zhí)枮?200910219282. 3的專利文獻(xiàn)“一種用于細(xì)胞分選的微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)及其使用方法”中，提出了一 種用于細(xì)胞分選的微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)，利用相鄰兩層分選薄膜之間的直線平動(dòng)實(shí)現(xiàn)分選孔孔徑的 改變，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的連續(xù)分選。這種直線平動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置存在兩個(gè)弊端。一是這種直線平 動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置很難實(shí)現(xiàn)大的驅(qū)動(dòng)位移，難以滿足大范圍的細(xì)胞分選。以典型的壓電驅(qū)動(dòng)裝置 為例，若要實(shí)現(xiàn)大位移的直線平動(dòng)，就需要中間放大機(jī)構(gòu)。對(duì)于靜電梳齒驅(qū)動(dòng)器，在產(chǎn)生幾 十微米的位移時(shí)，就會(huì)發(fā)生側(cè)向吸合等現(xiàn)象。另外一方面，當(dāng)直線平動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置工作在大位 移時(shí)，會(huì)使得相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)發(fā)生非線性現(xiàn)象，不利于對(duì)其進(jìn)行精確控制，同時(shí)也使得相應(yīng) 的控制結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)中直線平動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明在原 微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種新的用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)，通過(guò) 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)大的分選范圍和高的分選精度，不需要放大機(jī)構(gòu)，大幅簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)，同 時(shí)降低控制難度。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是參見(jiàn)圖1，一種用于細(xì)胞分選的旋 轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)包括至少兩層分布有若干分選孔6的分選薄膜，其中至少一層分選薄膜與 驅(qū)動(dòng)裝置連接，通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置，精確控制相鄰分選薄膜之間的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)分選孔重 疊部分大小改變，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞分選。作為一種最優(yōu)方案分選孔在分選薄膜上成規(guī)則圓周均布排布，且各層分選薄膜 上的分選孔排布位置互相對(duì)應(yīng)。
作為一種最優(yōu)方案相鄰分選孔間距大于分選孔直徑。本發(fā)明提供的上述微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)的使用方法與申請(qǐng)?zhí)枮?00910219282. 3的專利文 獻(xiàn)“一種用于細(xì)胞分選的微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)及其使用方法”中微網(wǎng)篩細(xì)胞分選結(jié)構(gòu)使用方法相同， 包括使用微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)逐次分選出全部待分選細(xì)胞的使用方法，以及使用微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)分選特 定尺寸大小的細(xì)胞的使用方法。本發(fā)明的有益效果是在工作過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置，精確控制相鄰分選薄膜 2和分選薄膜4之間的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)分選孔重疊部分大小改變，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞分選，因此， 在實(shí)現(xiàn)細(xì)胞連續(xù)分選的同時(shí)大幅降低了細(xì)胞分選系統(tǒng)的控制難度。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。


(附圖在文字中的引用說(shuō)明)圖1是本發(fā)明提出的用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)示意2用于細(xì)胞分選的微網(wǎng)篩工作原理示意3是具體實(shí)施例1中用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)示意4是圖3的A-A剖視5是具體實(shí)施例2中用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)示意6是圖5的A-A剖視中，1-待分選細(xì)胞，2-上層分選薄膜，3-驅(qū)動(dòng)裝置，4-下層分選薄膜，5-已通過(guò) 微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)的細(xì)胞，6-分選孔，7-微電機(jī)，8-順時(shí)針靜電驅(qū)動(dòng)裝置，9-逆時(shí)針靜電驅(qū)動(dòng)裝置。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施例1 參照?qǐng)D3，本發(fā)明提供了一種用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由兩層 帶有12個(gè)圓周均勻分布的分選孔6的分選薄膜組成，分選孔為正四邊形，內(nèi)切圓直徑為 20 μ m,上下兩層分選薄膜間距為2 μ m,兩層薄膜上的分選孔排布位置互相對(duì)應(yīng)，其中下層 分選薄膜4與驅(qū)動(dòng)裝置7連接，驅(qū)動(dòng)裝置為微電機(jī)；本例中微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)材料是聚甲基丙烯酸 甲酯(PMMA)。具體實(shí)施例2 參照?qǐng)D4，本發(fā)明提供了一種用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由兩層 帶有12個(gè)圓周均勻分布的分選孔6的分選薄膜組成，分選孔為正四邊形，內(nèi)切圓直徑為 30 μ m,上下兩層分選薄膜間距為3 μ m,兩層薄膜上的分選孔排布位置互相對(duì)應(yīng)，其中上層 分選薄膜2與靜電驅(qū)動(dòng)裝置連接，靜電驅(qū)動(dòng)裝置由交叉均布在上層分選薄膜2外周的4個(gè) 順時(shí)針靜電驅(qū)動(dòng)裝置8和4個(gè)逆時(shí)針靜電驅(qū)動(dòng)裝置9組成，順時(shí)針靜電驅(qū)動(dòng)裝置8和逆時(shí) 針靜電驅(qū)動(dòng)裝置9均為圓弧形靜電梳齒驅(qū)動(dòng)器；本例中微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)材料是多晶硅。
權(quán)利要求
一種用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)，包括至少兩層分布有若干分選孔的分選薄膜，其中至少一層分選薄膜與驅(qū)動(dòng)裝置連接，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)裝置為產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。
2.一種如權(quán)利要求1所述的用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)，其特征在于所述產(chǎn) 生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置為靜電驅(qū)動(dòng)裝置。
3.—種如權(quán)利要求2所述的用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的 靜電驅(qū)動(dòng)裝置由交叉均布在分選薄膜外周的同個(gè)數(shù)順時(shí)針靜電驅(qū)動(dòng)裝置逆時(shí)針靜電驅(qū)動(dòng) 裝置組成。
4.一種如權(quán)利要求3所述的用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的 順時(shí)針靜電驅(qū)動(dòng)裝置和逆時(shí)針靜電驅(qū)動(dòng)裝置均為圓弧形靜電梳齒驅(qū)動(dòng)器。
5.一種如權(quán)利要求1所述的用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)，其特征在于所述產(chǎn) 生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置為微電機(jī)。
6.一種如權(quán)利要求1、2或5所述的用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述分選孔在分選薄膜上成規(guī)則圓周均布排布，且各層分選薄膜上的分選孔排布位置互相 對(duì)應(yīng)。
7.—種如權(quán)利要求1、2或5所述的用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述相鄰分選孔間距大于分選孔直徑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于細(xì)胞分選的旋轉(zhuǎn)式微網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)，屬于微流控芯片領(lǐng)域。該結(jié)構(gòu)包括至少兩層分布有若干分選孔的分選薄膜，其中至少一層分選薄膜與驅(qū)動(dòng)裝置連接。使用時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)相鄰兩層分選薄膜相應(yīng)分選孔的重疊面積，實(shí)現(xiàn)全部待分選細(xì)胞的逐次分選，或者特定尺寸大小細(xì)胞的分選。通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)分選范圍大和分選精度高，并且大幅簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)，同時(shí)降低控制難度。使用該結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)胞分選具有分選效率高、精度高、孔徑連續(xù)可調(diào)、分選范圍大、通道不易堵塞、無(wú)需預(yù)先知道待分選細(xì)胞的尺寸分布情況等優(yōu)點(diǎn)，而且除了細(xì)胞分選外，還同樣適用于直徑在幾微米到幾百微米范圍內(nèi)的微顆粒分選。
文檔編號(hào)C12M1/36GK101948739SQ20101027783
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者丁繼亮, 呂湘連, 常洪龍, 張峰, 苑偉政, 謝建兵, 郝思聰 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)