一種集成微流控芯片及其工作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種集成微流控芯片及其工作方法，所述集成微流控芯片包括：細(xì)胞提純功能區(qū)，即在圓弧形微流道的邊緣布置有電極，對(duì)電極施加相同相位的交流電信號(hào)，通過(guò)調(diào)節(jié)施加電極上交流電信號(hào)的頻率來(lái)控制圓弧形微流道中細(xì)胞所受介電泳力的大小，從而明顯提高細(xì)胞分析的純度和效率。當(dāng)細(xì)胞培養(yǎng)液中混有比其質(zhì)量更小的物質(zhì)時(shí)，如細(xì)菌、蛋白質(zhì)、核酸或其他高分子化合物等。經(jīng)過(guò)分離提純后，質(zhì)量較大的細(xì)胞會(huì)因受到的相對(duì)較大的介電泳力和離心力而進(jìn)入下一階段的操作微流道，即質(zhì)量較大的細(xì)胞會(huì)通過(guò)公共輸送微流道進(jìn)入藥物測(cè)試區(qū)，微反應(yīng)混合區(qū)，或?qū)?xì)胞進(jìn)行微注射區(qū)等。
【專利說(shuō)明】
一種集成微流控芯片及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于細(xì)胞生物學(xué)研究技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于藥物篩選，測(cè)試和細(xì)胞顯微注射的實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]微流控(microfIuidics)技術(shù)是一種針對(duì)極小量(10—9-10—18L)的流體進(jìn)行操控的系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)。微流控芯片(microfluidic chips)是微流控技術(shù)實(shí)現(xiàn)的主要平臺(tái)和技術(shù)裝置，其主要特征是容納流體的有效結(jié)構(gòu)(通道、反應(yīng)室和其他某些功能部件)至少在一個(gè)維度上為微米級(jí)尺度。隨著半導(dǎo)體微加工工藝技術(shù)在微流控芯片制備中的廣泛應(yīng)用，以及使用彈性材料進(jìn)行多層構(gòu)建等新技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)可以將多種功能性元件和結(jié)構(gòu)大規(guī)模集成在一塊幾個(gè)平方厘米大小的芯片上。這種包含多種結(jié)構(gòu)或多個(gè)功能的、精確可控的復(fù)雜微流控芯片被稱之為“集成微流控芯片”。集成微流控芯片在細(xì)胞培養(yǎng)特別是細(xì)胞微環(huán)境控制和單細(xì)胞培養(yǎng)上的優(yōu)勢(shì)明顯，芯片體系可以自動(dòng)化地進(jìn)行大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)、分離、富集以及分析步驟，大大減少了人為誤差、人力資源和試劑消耗。與成熟的孔板技術(shù)相比，集成微流控芯片所消耗的試劑更少、實(shí)驗(yàn)通量更高，還可以擺脫孔板實(shí)驗(yàn)中邊緣效應(yīng)的干擾，具有很好的應(yīng)用潛力。
[0003]但是現(xiàn)有的微流控集成芯片集成度較高，外部控制設(shè)備過(guò)于復(fù)雜，操作繁瑣，對(duì)于生命科學(xué)研究人員來(lái)說(shuō)，如何制造出功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)便的集成微流控芯片，是需要不斷改進(jìn)的技術(shù)問(wèn)題。此外，傳統(tǒng)的高通量集成微流控芯片中的細(xì)胞及其他試劑的注入與回收存在許多芯片外的消耗，這些消耗存在于連接管道、移液附件、外置栗體等處，如何使生化反應(yīng)盡可能多的在芯片內(nèi)部進(jìn)行也是需要解決的難題。針對(duì)以上問(wèn)題有必要提出進(jìn)一步的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種集成微流控芯片及其工作方法，以解決將細(xì)胞進(jìn)行分離提純的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種集成微流控芯片，包括:細(xì)胞提純功能區(qū)。
[0006]進(jìn)一步，所述集成微流控芯片包括:含有電極的石英基底、位于石英基底上的芯片本體，所述細(xì)胞提純功能區(qū)位于芯片本體內(nèi)；所述細(xì)胞提純功能區(qū)包括:圓弧形微流道，電極的末端呈發(fā)散狀分布于圓弧形微流道的內(nèi)側(cè)邊緣，以及所述細(xì)胞提純功能區(qū)還包括:與該圓弧形微流道的圓弧外側(cè)相連通的公共輸送微流道，與圓弧形微流道的圓弧內(nèi)側(cè)相聯(lián)通的第一輸出微流道;在細(xì)胞通過(guò)圓弧形微流道時(shí)，所述電極適于輸入相應(yīng)頻率的交流電以控制細(xì)胞所受介電泳力，以將細(xì)胞根據(jù)質(zhì)量大、小分流至公共輸送微流道、第一輸出微流道。
[0007]進(jìn)一步，所述芯片本體內(nèi)還設(shè)有藥物測(cè)試區(qū)，以及細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口；輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口相連通的第一培養(yǎng)液微通道將公共輸送微流道中的細(xì)胞帶入至藥物測(cè)試區(qū)；以及所述藥物測(cè)試區(qū)還連接有藥物溶液輸入口，并在藥物測(cè)試反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)第一排出微通道從排放接口排出。
[0008]進(jìn)一步，所述芯片本體內(nèi)還設(shè)有微反應(yīng)混合區(qū)；輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口相連通的第二培養(yǎng)液微通道將公共輸送微流道中的細(xì)胞帶入至微反應(yīng)混合區(qū)；以及所述微反應(yīng)混合區(qū)還連接有反應(yīng)用細(xì)胞溶液輸入口，并在細(xì)胞混合后，通過(guò)第二排出微通道從排放接口排出。
[0009]進(jìn)一步，所述芯片本體內(nèi)還設(shè)有微注射區(qū)；輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口相連通的第三培養(yǎng)液微通道將公共輸送微流道中的細(xì)胞帶入至微注射區(qū)；所述微注射區(qū)包括:與公共輸送微流道相連通的注射微流道，與該注射微流道相連的注射腔，一微針的末端固定于注射腔后端，其針管部與注射輸入口相連，所述微針的外壁與注射腔的內(nèi)壁之間留有間隙，且該間隙與壓力調(diào)節(jié)口相連通，以產(chǎn)生負(fù)壓或正壓;注射時(shí)，通過(guò)注射微流道的細(xì)胞在負(fù)壓下從注射腔的前端進(jìn)入并被微針刺入，注射輸入口通過(guò)微針將待注射外源物質(zhì)注入細(xì)胞內(nèi)，待注射完成后，通過(guò)正壓使已完成注射的細(xì)胞推出注射腔，且該細(xì)胞經(jīng)過(guò)第三排出微通道從排放接口排出。
[0010]又一方面，本發(fā)明還提供了一種所述的集成微流控芯片的工作方法，其中所述集成微流控芯片包括:含有電極的石英基底、位于石英基底上的芯片本體，所述細(xì)胞提純功能區(qū)位于芯片本體內(nèi)；所述細(xì)胞提純功能區(qū)包括:圓弧形微流道，電極的末端呈發(fā)散狀分布于圓弧形微流道的內(nèi)側(cè)邊緣，以及所述細(xì)胞提純功能區(qū)還包括:與該圓弧形微流道的圓弧外側(cè)相連通的公共輸送微流道，與圓弧形微流道的圓弧內(nèi)側(cè)相聯(lián)通的第一輸出微流道；
[0011]所述工作方法包括:在細(xì)胞通過(guò)圓弧形微流道時(shí)，所述電極適于輸入相應(yīng)頻率的交流電以控制細(xì)胞所受介電泳力，以將細(xì)胞根據(jù)質(zhì)量大、小分流至公共輸送微流道、第一輸出微流道。
[0012]進(jìn)一步，所述集成微流控芯片還包括:與公共輸送微流道相連通的適于單獨(dú)工作的藥物測(cè)試區(qū)、微反應(yīng)混合區(qū)和微注射區(qū)；以及與藥物測(cè)試區(qū)、微反應(yīng)混合區(qū)和微注射區(qū)均連通的細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口和排放接口。
[0013]進(jìn)一步，若藥物測(cè)試區(qū)工作，則輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口相連通的第一培養(yǎng)液微通道將公共輸送微流道中的細(xì)胞帶入至藥物測(cè)試區(qū)；以及所述藥物測(cè)試區(qū)還連接有藥物溶液輸入口，并在藥物測(cè)試反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)第一排出微通道從排放接口排出。
[0014]進(jìn)一步，若微反應(yīng)混合區(qū)工作，則輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口相連通的第二培養(yǎng)液微通道將公共輸送微流道中的細(xì)胞帶入至微反應(yīng)混合區(qū)；以及所述微反應(yīng)混合區(qū)還連接有反應(yīng)用細(xì)胞溶液輸入口，并在細(xì)胞混合后，通過(guò)第二排出微通道從排放接口排出。
[0015]進(jìn)一步，若微注射區(qū)工作，則輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口相連通的第三培養(yǎng)液微通道將公共輸送微流道中的細(xì)胞帶入至微注射區(qū)；所述微注射區(qū)包括:與公共輸送微流道相連通的注射微流道，與該注射微流道相連的注射腔，一微針的末端固定于注射腔后端，其針管部與注射輸入口相連，所述微針的外壁與注射腔的內(nèi)壁之間留有間隙，且該間隙與壓力調(diào)節(jié)口相連通，以產(chǎn)生負(fù)壓或正壓;注射時(shí)，通過(guò)注射微流道的細(xì)胞在負(fù)壓下從注射腔的前端進(jìn)入并被微針刺入，注射輸入口通過(guò)微針將待注射外源物質(zhì)注入細(xì)胞內(nèi)，待注射完成后，通過(guò)正壓使已完成注射的細(xì)胞推出注射腔，且該細(xì)胞經(jīng)過(guò)第三排出微通道從排放接口排出。
[0016]本發(fā)明的有益效果是，細(xì)胞的分離提純主要通過(guò)尺寸大小不同的細(xì)胞經(jīng)過(guò)圓弧形微流道時(shí)所受的離心力和電泳力大小不同來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由于在微觀環(huán)境中流體流動(dòng)狀態(tài)為蠕動(dòng)流，且流體的粘性占主導(dǎo)地位，因此僅僅依靠細(xì)胞經(jīng)過(guò)圓弧形微流道是產(chǎn)生的離心力對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分離效果并不理想。故在圓弧形微流道的邊緣布置有電極，對(duì)電極施加相同相位的交流電信號(hào)，通過(guò)調(diào)節(jié)施加電極上交流電信號(hào)的頻率來(lái)控制圓弧形微流道中細(xì)胞所受介電泳力的大小，從而明顯提高細(xì)胞分析的純度和效率。當(dāng)細(xì)胞培養(yǎng)液中混有比其質(zhì)量更小的物質(zhì)時(shí)，如細(xì)菌、蛋白質(zhì)、核酸或其他高分子化合物等。經(jīng)過(guò)分離提純后，質(zhì)量較大的細(xì)胞會(huì)因受到的相對(duì)較大的介電泳力和離心力而進(jìn)入下一階段的操作微流道，即質(zhì)量較大的細(xì)胞會(huì)通過(guò)公共輸送微流道進(jìn)入藥物測(cè)試區(qū)，微反應(yīng)混合區(qū)，或?qū)?xì)胞進(jìn)行微注射區(qū)等。
【附圖說(shuō)明】
[0017]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。
[0018]圖1為集成微流控芯片的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為含有電極的底層石英基片結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖3為集成芯片的俯視圖；
[0021 ]圖4為微流道結(jié)構(gòu)二維視圖；
[0022]圖5為微注射區(qū)的局部放大圖；
[0023]圖6為微注射區(qū)的主剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0025]實(shí)施例1
[0026]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種集成微流控芯片，包括:細(xì)胞提純功能區(qū)。
[0027]具體的，所述集成微流控芯片包括:含有電極2的石英基底1、位于石英基底上的芯片本體12，石英基底I與芯片本體12鍵合在一起，石英基底I的厚度為0.5毫米且透明。其中芯片本體12例如但不限于采用F1DMS(聚二甲基娃氧燒:(PolydimethyIs1xane)簡(jiǎn)稱PDMS，是一種高分子有機(jī)硅化合物。具有光學(xué)透明，且在一般情況下，被認(rèn)為是惰性，五毒，不易燃，具有很好的生物兼容性)。
[0028]所述細(xì)胞提純功能區(qū)位于芯片本體內(nèi)；所述細(xì)胞提純功能區(qū)包括:圓弧形微流道405，電極2的末端呈發(fā)散狀分布于圓弧形微流道405的內(nèi)側(cè)邊緣，以及所述細(xì)胞提純功能區(qū)還包括:與該圓弧形微流道405的圓弧外側(cè)相連通的公共輸送微流道1101，與圓弧形微流道405的圓弧內(nèi)側(cè)相聯(lián)通的第一輸出微流道401;在細(xì)胞通過(guò)圓弧形微流道405時(shí)，所述電極2適于輸入相應(yīng)頻率的交流電以控制細(xì)胞所受介電泳力，以將細(xì)胞根據(jù)質(zhì)量大、小分流至公共輸送微流道1101、第一輸出微流道401。進(jìn)一步，通過(guò)微流栗將細(xì)胞從細(xì)胞輸入口 5，且通過(guò)細(xì)胞輸入微流道501進(jìn)入至圓弧形微流道405中，第一輸出微流道401與小細(xì)胞流出口 4相連，公共輸送微流道1101與大細(xì)胞流出口 11相連。
[0029]進(jìn)行細(xì)胞提純的原理是:由于細(xì)胞在圓弧形微流道405上運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量相對(duì)較大的細(xì)胞受到的離心力和介電泳力也相對(duì)較大，其在圓弧形微流道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量大的細(xì)胞靠近圓弧的外側(cè)管壁，而質(zhì)量相對(duì)較小的細(xì)胞靠近圓弧的內(nèi)側(cè)管壁，故經(jīng)過(guò)圓弧形微流道405后，質(zhì)量相對(duì)更大的細(xì)胞會(huì)進(jìn)入微流道1101，而質(zhì)量相對(duì)更小的物質(zhì)會(huì)進(jìn)入第一輸出微流道401內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的分析提純。
[0030]本集成微流控芯片具備多種功能，【具體實(shí)施方式】如下:
[0031]優(yōu)選的，所述芯片本體內(nèi)還設(shè)有藥物測(cè)試區(qū)14，以及細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口6，具體的，輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口 3相連通的第一培養(yǎng)液微通道303將公共輸送微流道1101中的細(xì)胞經(jīng)測(cè)試流入微流道306帶入至藥物測(cè)試區(qū)14;以及所述藥物測(cè)試區(qū)14還連接有藥物溶液輸入口 6，藥物溶液輸入口 6通過(guò)藥物溶液微流道601與藥物測(cè)試區(qū)14相連;在藥物測(cè)試反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)第一排出微通道801從排放接口 8排出。
[0032]具體的，藥物測(cè)試區(qū)14為圓形，且與藥物測(cè)試區(qū)14相連通的相應(yīng)微流道均與該測(cè)試圓形區(qū)域相切，這將保證細(xì)胞與藥物充分接觸，為其生化反應(yīng)創(chuàng)造了有利條件。
[0033]所述細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口3連接有微流栗。
[0034]優(yōu)選的，所述芯片本體內(nèi)還設(shè)有微反應(yīng)混合區(qū)15;輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口 3相連通的第二培養(yǎng)液微通道302將公共輸送微流道1101中的細(xì)胞經(jīng)混合流入微流道307帶入至微反應(yīng)混合區(qū)15;以及所述微反應(yīng)混合區(qū)15還連接有反應(yīng)用細(xì)胞溶液輸入口 7，反應(yīng)用細(xì)胞溶液輸入口 7通過(guò)反應(yīng)用細(xì)胞微流道701與微反應(yīng)混合區(qū)15相連，在細(xì)胞混合后，通過(guò)第二排出微通道802從排放接口 8排出。
[0035]細(xì)胞通過(guò)公共輸送微流道1101進(jìn)入微反應(yīng)混合區(qū)15，該區(qū)域采用半圓形設(shè)計(jì)，以使兩股流體同時(shí)進(jìn)入該區(qū)域時(shí)相互對(duì)沖，從而保證兩股流體中的物質(zhì)充分接觸混合反應(yīng)。
[0036]優(yōu)選的，所述芯片本體內(nèi)還設(shè)有微注射區(qū)；輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口 3相連通的第三培養(yǎng)液微通道301將公共輸送微流道1101中的細(xì)胞帶入至微注射區(qū)；所述微注射區(qū)包括:與公共輸送微流道1101相連通的注射微流道308，與該注射微流道相連的注射腔，一微針13的末端固定于注射腔后端，其針管部通過(guò)注射微流道901與注射輸入口9相連，所述微針13的外壁與注射腔的內(nèi)壁之間留有間隙，且該間隙與壓力調(diào)節(jié)口 10通過(guò)壓力微流道1001相連通，以產(chǎn)生負(fù)壓或正壓;注射時(shí)，通過(guò)注射微流道308的細(xì)胞在負(fù)壓下從注射腔的前端30801進(jìn)入并被微針13刺入，注射輸入口 9通過(guò)微針13將待注射外源物質(zhì)注入細(xì)胞內(nèi)，待注射完成后，通過(guò)正壓使已完成注射的細(xì)胞推出注射腔，且該細(xì)胞經(jīng)過(guò)第三排出微通道903從排放接口 8排出。
[0037]所述注射微流道308與注射腔的前端30801的交匯處變窄，以致每次僅通過(guò)一個(gè)細(xì)胞，當(dāng)細(xì)胞移動(dòng)至注射腔的前端30801時(shí)，產(chǎn)生負(fù)壓，將細(xì)胞吸入注射腔內(nèi)，通過(guò)微針13進(jìn)行注射。
[0038]為了避免藥物測(cè)試區(qū)、微反應(yīng)混合區(qū)和微注射區(qū)發(fā)生干擾，在公共輸送微流道1101末端、測(cè)試流入微流道306、混合流入微流道307、注射微流道308內(nèi)分別加上微閥，以在藥物測(cè)試區(qū)、微反應(yīng)混合區(qū)和微注射區(qū)單獨(dú)工作時(shí)，將相應(yīng)區(qū)微流道對(duì)應(yīng)的微閥打開，其余微閥關(guān)閉。
[0039]本集成微流控芯片具備多種功能，以起到節(jié)約樣品和試劑的效果。
[0040]由于傳統(tǒng)微流控芯片未實(shí)現(xiàn)集成化，功能十分單一，因此，在多個(gè)微流控芯片協(xié)同工作時(shí)，各芯片之間存在更多的管路連接，所以樣品和試劑等液體消耗會(huì)很多;現(xiàn)在將各個(gè)功能集成在一微流控芯片中，就大大減少了管道和移液器等內(nèi)部的液體輸送;如果在一個(gè)需要進(jìn)行連續(xù)測(cè)試或者反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)或者細(xì)胞，本集成微流控芯片能減少中間的操作流程。
[0041 ] 實(shí)施例2
[0042]在實(shí)施例1基礎(chǔ)上，本實(shí)施例2還提供了一種集成微流控芯片的工作方法。
[0043]所述集成微流控芯片的結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞提純功能區(qū)，如實(shí)施例1所述，這里不再贅述。
[0044]所述工作方法包括:在細(xì)胞通過(guò)圓弧形微流道405時(shí)，所述電極2適于輸入相應(yīng)頻率的交流電以控制細(xì)胞所受介電泳力，以將細(xì)胞根據(jù)質(zhì)量大、小分流至公共輸送微流道1101、第一輸出微流道401。
[0045]以及，本實(shí)施例中藥物測(cè)試區(qū)、微反應(yīng)混合區(qū)和微注射區(qū)的具體結(jié)構(gòu)同樣參見實(shí)施例I的相應(yīng)內(nèi)容，這里不再贅述。
[0046]并且，所述集成微流控芯片還包括:與公共輸送微流道1101相連通的適于單獨(dú)工作的藥物測(cè)試區(qū)14、微反應(yīng)混合區(qū)15和微注射區(qū)；以及與藥物測(cè)試區(qū)、微反應(yīng)混合區(qū)和微注射區(qū)均連通的細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口 3和排放接口8。為了避免藥物測(cè)試區(qū)、微反應(yīng)混合區(qū)和微注射區(qū)發(fā)生干擾，在公共輸送微流道1101末端、測(cè)試流入微流道306、混合流入微流道307、注射微流道308內(nèi)分別加上微閥，以在藥物測(cè)試區(qū)、微反應(yīng)混合區(qū)和微注射區(qū)單獨(dú)工作時(shí)，將相應(yīng)區(qū)微流道對(duì)應(yīng)的微閥打開，其余微閥關(guān)閉。
[0047]具體的，若藥物測(cè)試區(qū)工作，則輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口3相連通的第一培養(yǎng)液微通道303將公共輸送微流道1101中的細(xì)胞帶入至藥物測(cè)試區(qū)14;以及所述藥物測(cè)試區(qū)還連接有藥物溶液輸入口 6，并在藥物測(cè)試反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)第一排出微通道801從排放接口 8排出。所述藥物溶液輸入口 6連接有微流栗。
[0048]具體的，若微反應(yīng)混合區(qū)工作，則輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口3相連通的第二培養(yǎng)液微通道302將公共輸送微流道1101中的細(xì)胞帶入至微反應(yīng)混合區(qū)15;以及所述微反應(yīng)混合區(qū)還連接有反應(yīng)用細(xì)胞溶液輸入口 7，并在細(xì)胞混合后，通過(guò)第二排出微通道從排放接口排出。所述反應(yīng)用細(xì)胞溶液輸入口 7連接有微流栗。
[0049]具體的，若微注射區(qū)工作，則輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口3相連通的第三培養(yǎng)液微通道301將公共輸送微流道1101中的細(xì)胞帶入至微注射區(qū)；注射時(shí)，通過(guò)注射微流道的細(xì)胞在負(fù)壓下從注射腔的前端進(jìn)入并被微針13刺入，注射輸入口 9通過(guò)微針13將待注射外源物質(zhì)注入細(xì)胞內(nèi)，待注射完成后，通過(guò)正壓使已完成注射的細(xì)胞推出注射腔，且該細(xì)胞經(jīng)過(guò)第三排出微通道803從排放接口 8排出。用于產(chǎn)生正壓或負(fù)壓的壓力調(diào)節(jié)口 10和注射輸入口 9均連接有微流栗。
[0050]當(dāng)上述各區(qū)的功能分別完成后，細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口3繼續(xù)輸入相應(yīng)液體，將各區(qū)域內(nèi)的溶液或細(xì)胞從從排放接口 8排出。
[0051]所述藥物測(cè)試區(qū)14、微反應(yīng)混合區(qū)15和微注射區(qū)無(wú)需考慮順序，可以按照任意步驟進(jìn)行操作。
[0052]如果細(xì)胞經(jīng)過(guò)分離提純后無(wú)需進(jìn)行其他操作，則只需關(guān)閉測(cè)試流入微流道306、混合流入微流道307、注射微流道308內(nèi)的微閥，打開公共輸送微流道1101內(nèi)的微閥，將分析提純后的大細(xì)胞從大細(xì)胞流出口 11排出。
[0053]如果僅僅只使用該集成微流控芯片內(nèi)的某一個(gè)功能(分離提純除外)，則可以直接將待操作細(xì)胞從細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口3注入芯片，通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)微閥開閉，就能將細(xì)胞引入指定功能區(qū)域。
[0054]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種集成微流控芯片，其特征在于，包括:細(xì)胞提純功能區(qū)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成微流控芯片，其特征在于，所述集成微流控芯片包括:含有電極的石英基底、位于石英基底上的芯片本體，所述細(xì)胞提純功能區(qū)位于芯片本體內(nèi)； 所述細(xì)胞提純功能區(qū)包括:圓弧形微流道，電極的末端呈發(fā)散狀分布于圓弧形微流道的內(nèi)偵_緣，以及 所述細(xì)胞提純功能區(qū)還包括:與該圓弧形微流道的圓弧外側(cè)相連通的公共輸送微流道，與圓弧形微流道的圓弧內(nèi)側(cè)相聯(lián)通的第一輸出微流道； 在細(xì)胞通過(guò)圓弧形微流道時(shí)，所述電極適于輸入相應(yīng)頻率的交流電以控制細(xì)胞所受介電泳力，以將細(xì)胞根據(jù)質(zhì)量大、小分流至公共輸送微流道、第一輸出微流道。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成微流控芯片，其特征在于，所述芯片本體內(nèi)還設(shè)有藥物測(cè)試區(qū)，以及細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口 ； 輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口相連通的第一培養(yǎng)液微通道將公共輸送微流道中的細(xì)胞帶入至藥物測(cè)試區(qū)；以及 所述藥物測(cè)試區(qū)還連接有藥物溶液輸入口，并在藥物測(cè)試反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)第一排出微通道從排放接口排出。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成微流控芯片，其特征在于，所述芯片本體內(nèi)還設(shè)有微反應(yīng)混合區(qū)； 輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口相連通的第二培養(yǎng)液微通道將公共輸送微流道中的細(xì)胞帶入至微反應(yīng)混合區(qū)；以及 所述微反應(yīng)混合區(qū)還連接有反應(yīng)用細(xì)胞溶液輸入口，并在細(xì)胞混合后，通過(guò)第二排出微通道從排放接口排出。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成微流控芯片，其特征在于，所述芯片本體內(nèi)還設(shè)有微注射區(qū)； 輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口相連通的第三培養(yǎng)液微通道將公共輸送微流道中的細(xì)胞帶入至微注射區(qū)； 所述微注射區(qū)包括:與公共輸送微流道相連通的注射微流道，與該注射微流道相連的注射腔，一微針的末端固定于注射腔后端，其針管部與注射輸入口相連，所述微針的外壁與注射腔的內(nèi)壁之間留有間隙，且該間隙與壓力調(diào)節(jié)口相連通，以產(chǎn)生負(fù)壓或正壓； 注射時(shí)，通過(guò)注射微流道的細(xì)胞在負(fù)壓下從注射腔的前端進(jìn)入并被微針刺入，注射輸入口通過(guò)微針將待注射外源物質(zhì)注入細(xì)胞內(nèi)，待注射完成后，通過(guò)正壓使已完成注射的細(xì)胞推出注射腔，且該細(xì)胞經(jīng)過(guò)第三排出微通道從排放接口排出。6.—種根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成微流控芯片的工作方法，其特征在于， 所述集成微流控芯片包括:含有電極的石英基底、位于石英基底上的芯片本體，所述細(xì)胞提純功能區(qū)位于芯片本體內(nèi)； 所述細(xì)胞提純功能區(qū)包括:圓弧形微流道，電極的末端呈發(fā)散狀分布于圓弧形微流道的內(nèi)偵_緣，以及 所述細(xì)胞提純功能區(qū)還包括:與該圓弧形微流道的圓弧外側(cè)相連通的公共輸送微流道，與圓弧形微流道的圓弧內(nèi)側(cè)相聯(lián)通的第一輸出微流道； 所述工作方法包括: 在細(xì)胞通過(guò)圓弧形微流道時(shí)，所述電極適于輸入相應(yīng)頻率的交流電以控制細(xì)胞所受介電泳力，以將細(xì)胞根據(jù)質(zhì)量大、小分流至公共輸送微流道、第一輸出微流道。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工作方法，其特征在于， 所述集成微流控芯片還包括:與公共輸送微流道相連通的適于單獨(dú)工作的藥物測(cè)試區(qū)、微反應(yīng)混合區(qū)和微注射區(qū)；以及 與藥物測(cè)試區(qū)、微反應(yīng)混合區(qū)和微注射區(qū)均連通的細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口和排放接口。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工作方法，其特征在于， 若藥物測(cè)試區(qū)工作，則輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口相連通的第一培養(yǎng)液微通道將公共輸送微流道中的細(xì)胞帶入至藥物測(cè)試區(qū)；以及 所述藥物測(cè)試區(qū)還連接有藥物溶液輸入口，并在藥物測(cè)試反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)第一排出微通道從排放接口排出。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工作方法，其特征在于， 若微反應(yīng)混合區(qū)工作，則輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口相連通的第二培養(yǎng)液微通道將公共輸送微流道中的細(xì)胞帶入至微反應(yīng)混合區(qū)；以及 所述微反應(yīng)混合區(qū)還連接有反應(yīng)用細(xì)胞溶液輸入口，并在細(xì)胞混合后，通過(guò)第二排出微通道從排放接口排出。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工作方法，其特征在于， 若微注射區(qū)工作，則輸入的細(xì)胞培養(yǎng)液通過(guò)與細(xì)胞培養(yǎng)液輸入口相連通的第三培養(yǎng)液微通道將公共輸送微流道中的細(xì)胞帶入至微注射區(qū)； 所述微注射區(qū)包括:與公共輸送微流道相連通的注射微流道，與該注射微流道相連的注射腔，一微針的末端固定于注射腔后端，其針管部與注射輸入口相連，所述微針的外壁與注射腔的內(nèi)壁之間留有間隙，且該間隙與壓力調(diào)節(jié)口相連通，以產(chǎn)生負(fù)壓或正壓； 注射時(shí)，通過(guò)注射微流道的細(xì)胞在負(fù)壓下從注射腔的前端進(jìn)入并被微針刺入，注射輸入口通過(guò)微針將待注射外源物質(zhì)注入細(xì)胞內(nèi)，待注射完成后，通過(guò)正壓使已完成注射的細(xì)胞推出注射腔，且該細(xì)胞經(jīng)過(guò)第三排出微通道從排放接口排出。
【文檔編號(hào)】G01N27/447GK105842324SQ201610271072
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】呂品, 朱曉璐, 紀(jì)愛敏
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)常州校區(qū)