[发明专利]一种用于活细胞力学性能高通量精密检测的装置及方法

权利要求书

1.一种用于活细胞力学性能高通量精密检测的装置，其特征在于，包括微流体芯片和光学显微镜，所述微流体芯片置于光学显微镜上方，所述微流体芯片内设置并列的微通道用于对细胞进行挤压；

所述微流体芯片包括入口、出口、位于中部挤压区的并列微通道以及分流通道，所述入口的另一侧设置过滤段，所述过滤段的另一侧设置分流通道，所述挤压区的两侧分别设置分流通道，所述挤压区内部设置微通道，所述分流通道的入口设置并列微通道，所述分流通道的另一侧设置出口；

所述分流通道入口处设置了并列微通道用于防止细胞进入分流通道，所述挤压区的并列微通道宽度小于细胞直径用于迫使细胞发生变形，所述挤压区中微通道两端的压降将保持恒定不变；

其中，所述装置上设定用于活细胞力学性能高通量精密检测的方法，包括以下步骤：

S1：微通道压差控制方法；

S2：细胞弹性模量的高通量和高精度测量方法；

所述S1包括以下子步骤：

S11：芯片将与外部压差传感器连接，用于确定挤压区的准确压降值；

S12：使用精密注射泵或压力泵将不含细胞的液体以一定流速注入芯片，传感器将检测挤压区收缩通道的压降并且在后续步骤中不再测量，该压降在细胞通过收缩通道时仍能保持基本不变；

S13：使用相同流速向微流体芯片通入含有待测细胞的悬浮液；

S14：处于通道中部的大部分细胞将沿流线流至挤压区的微通道处，而靠近壁面的个别细胞会沿着通道壁面流至分流通道入口；

S15：由于挤压区和分流通道入口处的微通道十分狭小，其宽度远小于挤压区和分流通道的宽度，因此芯片的压降主要集中在这些微通道处；

S16：当细胞到达分流通道入口处时，由于入口处的微通道宽度远小于细胞直径，细胞不易发生变形而无法进入分流通道，并在流体作用下沿壁面流动至下游挤压区；

S17：在挤压区以及分流通道并列微通道的分压作用下，在挤压区微通道挤压细胞的过程中，通道的整体压力变化十分微小可以忽略，因此保证了弹性模量检测的高精度；

所述S2包括以下子步骤：

S21：含有待测活细胞的悬浮液由外部精密注射泵或压力泵以一定流速从芯片入口注入主通道；

S22：该细胞随后会在流体的作用下继续流到下游的挤压区，当细胞流至挤压区微通道处，由于收缩通道的宽度小于细胞的直径，细胞被挤压变形进入微通道；

S23：细胞在经过微通道后继续流向下游并从出口流出芯片；

S24：通道中并列分布了40条微通道，在保证细胞可以高通量流过的同时确保可以通过光学显微镜同时观察到所有微通道；

S25：微通道中的细胞变形情况由显微成像系统记录并获得量化的细胞变形数据；

S26：得益于多条并列微通道以及侧面分流通道的分流设置，在细胞挤压过程中，通过控制同时被挤压细胞的数量从而控制被堵塞的微通道数量，以获得高精度、稳定的压降，保证了细胞力学性能检测的高精度以及高通量。