[发明专利]用于秀丽线虫的微流控电阻抗检测分选芯片、系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于秀丽线虫的微流控电阻抗检测分选芯片，包括自下而上依次叠设的基板、微流体通道层和气体空腔层，所述基板上设有一对间隔一定距离的共面微电极，所述微流体通道层包括位于上游的线虫微流道、位于分叉下游的目标线虫流道和剩余线虫流道、下线虫悬浮液入口、下目标线虫样本出口和下剩余线虫样本出口，所述气体空腔层包括目标空腔、剩余空腔、以及上线虫悬浮液入口、上目标线虫样本出口和上剩余线虫样本出口。本发明微流控电阻抗检测分选芯片中设置共面微电极来检测待分选线虫样本，再通过控制通入目标腔体和剩余腔体内的压缩气体的通断来实现目标线虫的分选，分选芯片能够实现高通量、自动化，可有效保障检测的效率。

技术领域

本发明涉及微流控芯片，尤其涉及一种用于秀丽线虫的微流控电阻抗检测分选芯片、系统及方法。

背景技术

微流控技术能够精确操控亚微米尺度下的流体及生物体，且可与很多学科，如物理、化学、生化、生物学等交互应用，构成芯片上的实验室。芯片上的实验室指在几平方厘米的芯片上构建化学或生物实验室，把化学或生物等领域所涉及的样品制备、反应、分离、检测，细胞培养、分选、裂解等基本单元集成到一块很小的芯片上，由微流道形成网络，以可控流体贯穿网络用以实现常规化学或生物实验室的各种功能。

微流控芯片中的微结构使得微流控芯片具有广泛的应用，这些微米级结构，如微柱、微孔、微阀、微沟道、微电极等使微流控芯片在设计和使用中具有很大的灵活性和可操作性。通过不同的微结构设计可以实现不同的控制效果，比如入口滤柱可将流入芯片的杂质过滤；微孔可实现微粒的捕获、释放等操作；气动薄膜阀可控制微型流道的开闭，从而实现对液体流向的操控。

电学检测技术(如电阻抗谱分析)在微流控技术领域的应用得益于微纳加工技术的发展，通过微加工工艺在微流控芯片中集成微米级尺度的电极，将电学控制与检测引入微流控技术中，大大扩展了微流控芯片的应用领域。集成微电极的微流控芯片具备许多优越的性能：在操控检测生物样本的同时，微电极产生的电场可促使细胞产生一些生理反应，如穿孔、裂解等，或将相关电学信息反馈给实验系统以实现细胞检测，而电阻抗谱分析就是很重要的一个分析手段。通过给微电极施加一个宽频带、小幅值的交流电压，会产生相应的电流信号，通过电压信号和电流信号计算出相应的实时电阻抗信号，从而对微电极间的待测生物体进行分析。高频信号可用于检测生物体内部的介电参数，而低频信号更倾向于检测生物体的形态和体积。由于电阻抗谱检测技术对于生物体的正常生理活动几乎没有影响，越来越多地被用在生物学领域，且相较于其他三维结构传感器，电信号检测结构易于集成、稳定可靠、分析算法简单成熟，在微流控领域有着广阔的应用前景。

秀丽隐杆线虫，是一种模式生物，全基因组已测序且每一个体细胞的生长发育衰老均被人类所知，在生物学研究中应用很广泛。一般一次生物学实验需要500条左右同生长周期的线虫，目前最常规的方法是在体视显微镜下观察线虫的长度和形态，判断生长阶段，使用铂金探针勾选合适的秀丽线虫，这种方法耗费人力、效率低下、浪费时间。此外，市面上的线虫分选仪价格昂贵，且需要专用人员操控和维护，一般实验室无法负担，其通用性差。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种检测效率高且生物兼容性好的用于秀丽线虫的微流控电阻抗检测分选芯片。

本发明的第二目的是提供一种利用微流控电阻抗检测分选芯片的分选系统。

本发明的第三目的是提供该分选系统的分析方法。

本发明的第四个目的是提供用于秀丽线虫的微流控电阻抗检测分选芯片的制备方法。