[发明专利]一种用于细胞捕获的微流控芯片

说明书

技术领域

本发明属于微流控芯片技术领域，尤其是涉及一种通过往复弯折的坝型结构实现大容量细胞捕获的微流控芯片。

背景技术

20世纪90年代初，Manz和Widmer提出微全分析系统的概念，这一系统以实现分析实验室的“个人化”和“家用化”为目的，被广泛应用于分析、检测相关的各个研究领域，如单细胞研究、基因测序、疾病诊断、环境检测等。微流控芯片是微全分析系统的重要组成部分，利用微加工技术，在微小体积的芯片上，刻出具有一定功能的微腔体和微流道。具有快速、高效、低耗材、高通量等优点。

利用微流控芯片研究细胞的行为是近年来比较热门的方向，从成分复杂的各种生物液样本中分离细胞是一项重要的生物医学工程技术，无论在医学研究和临床应用中都具有重要的意义。例如可以应用于检测肿瘤病人血液中的循环肿瘤细胞。目前，已有多种基于微流控芯片进行细胞捕获的方案，主要都是通过设计小于细胞尺寸的结构单元将细胞“卡”住，这些结构包括紧密排列的柱状结构单元，类似大写英文字母“U”的结构单元，小于或等于细胞直径的微小管道结构单元等。这些微流控芯片均能很好地实现对目的细胞的捕获操作。然而这些方案有着共同的不足，加工过程复杂，细胞容量有限。以紧密排列的柱状结构为例，首先加工数微米级的尺寸固定微柱就需要微流控芯片加工平台实现较大的深宽比，同时至多可以捕获小于微柱数量的细胞；类似“U”型的结构单元同样需要加工平台实现较大的深宽比，而且每个“U”的结构单元仅能捕获一个细胞，捕获效率低下。当待检测样本为血液等含有较多细胞的生物液体样本时，以上述结构作为细胞捕获单元的微流控芯片将很快因为捕获能力耗尽而失去细胞捕获能力。

现有的无论是微柱结构、“U”结构还是微管道结构的细胞捕获微流控芯片，无一例外存在细胞容量有限的问题，而且这些微结构大多需要较大的深宽比，对芯片加工的要求很高。

发明内容

发明目的：针对目前细胞捕获微流控芯片细胞捕获容量有限，芯片加工工艺复杂的现状，本发明提供一种流道内具有往复弯折坝状结构的微流控芯片，本发明的微流控芯片大大提升了芯片的细胞捕获容量，且芯片加工工艺简单，极大地降低了对芯片加工平台的要求。

发明内容：为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段为：

一种用于细胞捕获的微流控芯片，包括相互配合的上基板和下基板，在所述下基板的表面刻有流道，所述流道包括入口和出口，所述流道内设有坝状结构，所述坝状结构距离流道底部的高度小于所述流道的深度，所述坝状结构由多个相互连接的弯折结构组成，所述坝状结构的一端连接所述流道的一个侧边，所述坝状结构的另一端连接所述流道的另一个侧边。

其中，所述流道底部与所述上基板的高度可以一致，也可以不一致。

其中，所述坝状结构中各个弯折部分与所述上基板的高度可以一致，也可以不一致。坝状结构与上基板的高度接近或小于至少一种目标细胞尺寸。

其中，所述坝状结构的弯折部分的弯折角呈直线弯折或呈曲线弯折，坝状结构沿液体流动方向往复弯折可以增大捕获细胞的有效长度。

其中，所述坝状结构的弯折部分沿液体流动方向的深度可以相同，也可以不相同。

有益效果：相比于现有技术，本发明的微流控芯片大大提升了芯片的细胞捕获容量，且芯片加工工艺简单，极大地降低了对芯片加工平台的要求；本发明微流控芯片在流道内设有坝状结构，从而利用坝状结构与上基板的高度小于目标细胞直径来实现目标细胞的捕获，坝状结构呈往复弯折状，往复弯折的坝状结构能够大幅提高流道用于细胞捕获的有效长度，使得芯片可捕获细胞的容量大幅度提升；另外，本发明的微流控芯片不需要较大的深宽比，加工简单，因此对微流控芯片的制作平台要求较低；最后，本发明的微流控芯片可以根据需要对坝状结构中弯折结构的数量和弯折结构沿液体流动方向的深度以及坝状结构与上基板的高度进行相应的调整。

附图说明

图1是本发明微流控芯片的结构示意图；

图2是本发明微流控芯片A-A面剖视图的局部放大图；

图3是本发明微流控芯片中坝状结构的局部放大图；

图4是本发明微流控芯片中坝状结构捕获细胞的局部放大图；

其中，上基板1，下基板2，流道入口3，流道出口4，坝状结构5，弯折结构6，流道7。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步说明。