一种用于微粒筛选分离的微流控芯片.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114247485A(43)申请公布日2022.03.29(21)申请号202011027416.4(22)申请日2020.09.25(71)申请人中国科学院青岛生物能源与过程研究所地址266101山东省青岛市崂山区松岭路189号(72)发明人徐腾马波徐健籍月彤(74)专利代理机构上海一平知识产权代理有限公司31266代理人徐迅祝莲君(51)Int.Cl.B01L3/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种用于微粒筛选分离的微流控芯片(57)摘要本发明提供一种可用于单个微粒筛选并形成液滴包裹导出的微流控芯片，该微流控芯片包括储油池、样品储存池，微通道、以及进样口。该微流控芯片与液体进样装置相连，可组成一种用于形成单个微粒包裹液滴的微流控芯片装置，该微流控芯片装置可进一步与微粒捕获装置组成可用于形成单个微粒包裹液滴的微流控操作系统。本发明还提供了一种在微流控芯片中形成目标单个微粒包裹液滴并分别导出的方法。CN114247485ACN114247485A权利要求书1/1页1.一种微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片包括储油池、样品储存池，微通道、以及进样口，所述微通道两端分别与储油池及进样口连通，所述样品储存池为密闭中空立体结构，样品储存池的出口通过微通道支路与微通道连通。2.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述储油池为中空立体结构，上层开口，其表面为疏水亲油表面。3.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微通道为柱体结构，上下通道壁为透明光学镜面。4.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片还包括至少一个空腔，所述空腔为密闭中空立体结构，分布在样品储存池的周围，与样品储存池不连通。5.如权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，所述空腔的数量为两个或两个以上，均匀分布在样品储存池周围。6.一种微流控芯片装置，其特征在于，所述微流控芯片装置包括如权利要求1所述的微流控芯片和液体进样装置，所述液体进样装置与所述进样口连通。7.一种微流控操作系统，其特征在于，所述微流控操作系统包括如权利要求1所述的微流控芯片或权利要求6所述的微流控芯片装置，以及微粒捕获装置。8.如权利要求7所述的微流控操作系统，其特征在于，所述微粒捕获装置为光镊。9.如权利要求7所述的微流控操作系统，其特征在于，所述微流控操作系统进一步包括样品检测装置。10.一种形成单个微粒包裹液滴并导出的方法，其特征在于，所述方法利用如权利要求1所述的微流控芯片或权利要求6所述的微流控芯片装置或权利要求7所述的微流控操作系统，包括步骤：①将所述微流控芯片抽真空；②将微粒相溶液注入在与储油池连通的微通道出口处，依靠空腔提供的负压，微粒相溶液充满样品储存池；③将水相溶液通过微流控芯片的进样口注入到微通道中冲刷微通道，直至整个微通道部分没有残留微粒，所有芯片内的微粒都位于样品储存池内；④将储油池内流出的水相取走，替换成油相，调节液体进样装置高度，使微通道内的水相与储油池的油相达到平衡，水相与油相的界面停留在微通道靠近储油池的位置；⑤用微粒捕获装置捕获目标微粒拖拽到微通道中，升高液体进样装置高度，使微通道内水相向储油池内流动，释放微粒捕获装置，目标微粒随水相进入储油池并形成包裹有单个目标微粒的液滴；⑥将包裹有单个目标微粒的液滴导出。2CN114247485A说明书1/5页一种用于微粒筛选分离的微流控芯片技术领域[0001]本发明涉及微流控技术领域，具体涉及一种利用微流控芯片形成单个微粒包裹液滴并导出的技术，可用于单细胞筛选、单细胞分离、单细胞测序、单细胞形态分析、单细胞培养、药物筛选等领域。背景技术[0002]微生物作为地球生物种最丰富的物种，在生态系统中起到举足轻重的作用，是生物质合成、降解、循环中不可缺少的一环。同时，微生物也与人类健康息息相关-人体中的微生物数量相当于人体自身细胞的十倍。然而，至今为止，超过百分之九十的微生物无法在实验室条件下培养。对单个活体细胞的表型识别、分选及基因型分析(即“单细胞技术”)，能够避免微生物冗长的孵育过程，解析生命体系最“深”层次的异质性和运作机制。一直以来，针对微生物的单细胞技术都面临着这一技术难题：如何无损地、精准地分离出单个微生物细胞。[0003]目前能够实现微生物单细胞分离的技术主要有荧光流式技术(FACS)、微操纵技术(micromanipulator,eppendorf)。但是都存在各自的技术局限，如FACS需要对细胞进行荧光标记，通常会遇到标记困难或标记后影响细胞活性的问题，另外满足微生物分离的FACS价格高昂。微操纵技术单次操作复杂(需要精准调控毛细管尖位置，包括进针、退针)，并且通量较低