一種高通量微流控芯片、細胞分析裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高通量微流控芯片、細胞分析裝置及方法。所述控芯片包括細胞觀察池、刺激物通道、細胞引入通道、緩沖液通道和廢液通道；刺激物通道與細胞觀察池口部相連，細胞引入通道與細胞觀察池側(cè)面相連，連接處靠近口部，緩沖液通道與細胞觀察池底部相連，廢液通道與細胞觀察池口部相連。所述細胞分析裝置，包括所述微流控芯片、信號采集裝置和電氣比例轉(zhuǎn)換閥，所述微流控芯片的通道入口端通分別與獨立的電氣比例轉(zhuǎn)換閥相連；所述信號采集裝置，設(shè)置在細胞觀察池處，用于采集細胞信號或?qū)毎M行成像。所述分析方法，包括步驟：細胞捕獲、細胞刺激、細胞釋放。本發(fā)明提供的芯片、裝置及方法能實現(xiàn)高通量、多種模式的細胞刺激和分析。
【專利說明】一種高通量微流控芯片、細胞分析裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，更具體地，涉及一種高通量微流控芯片、細胞分析裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]細胞是除病毒以外自然界所有已知生命體的基本單位，是一切生命活動的基礎(chǔ)，因此，對細胞的深入研宄是揭開生命奧秘、改造生命的關(guān)鍵。細胞通過信號轉(zhuǎn)導對其微環(huán)境識別與應答的能力對于生物體的發(fā)育、組織修復以及免疫等至關(guān)重要。細胞在受到不同化學藥物刺激時會引發(fā)細胞響應的時空變化，調(diào)節(jié)細胞的電生理活性從而影響細胞的生長、分化以及維持細胞的生理平衡。
[0003]許多動態(tài)細胞內(nèi)反應，比如蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運，蛋白質(zhì)的相互作用，翻譯后的修飾，胞內(nèi)物質(zhì)的擴散和運輸?shù)鹊?，都需要高時空分辨的成像技術(shù)才能探測到。單細胞實時成像技術(shù)以其能夠動態(tài)捕捉到單細胞的信號成為細胞和系統(tǒng)生物學的金方法?；罴毎上窈蛦渭毎麆討B(tài)分析技術(shù)極大的促進了我們對細胞免疫反應，細胞信號轉(zhuǎn)導，細胞對藥物的響應等過程的了解和認識。流式細胞術(shù)和多孔板細胞培養(yǎng)技術(shù)是兩種細胞分析的傳統(tǒng)技術(shù)。流式細胞術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高通量單細胞細胞信號采集，但是其不能采集時間依賴的瞬時單細胞刺激信號。多孔板細胞技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)大量細胞的實時刺激信號，但是其不能快速有效的采集單個細胞的信號且其不能快速改變細胞外環(huán)境。
[0004]微流控芯片技術(shù)以其微型化、集成化、自動化、高通量等優(yōu)點，成為解決傳統(tǒng)方法不足的有力武器之一。微流控芯片細胞培養(yǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對細胞外環(huán)境的精確控制，并且其培養(yǎng)細胞消耗很少。現(xiàn)有微流控細胞捕獲技術(shù)能夠基本實現(xiàn)單細胞捕獲、刺激和單細胞動態(tài)信號采集，但也存在以下的缺點，I)細胞捕獲芯片加工工藝復雜，常需要多層結(jié)構(gòu)才能實現(xiàn)捕獲細胞功能，2)細胞捕獲通量不高，3)細胞捕獲刺激實驗結(jié)束后，細胞不能快速釋放，進而不能實現(xiàn)重復捕獲和刺激，4)細胞捕獲芯片多為一次性的，不能重復使用，5)不能快速改變捕獲細胞的微環(huán)境，且刺激時間不可控，刺激物單一，6)不能對捕獲的細胞進行多模式刺激。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種高通量微流控芯片、細胞分析裝置及方法，其目的在于通過對微流控芯片的平面設(shè)計和壓力操作，實現(xiàn)細胞重復捕獲和刺激，由此解決現(xiàn)有的微流控芯片實現(xiàn)高通量細胞采集工藝復雜、通量不高技術(shù)問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種微流控芯片，包括細胞觀察池、刺激物通道、細胞引入通道、緩沖液通道和廢液通道；所述細胞觀察池底部有八字形微結(jié)構(gòu)，八字形微結(jié)構(gòu)的寬口朝向細胞觀察池口部，其窄口朝向細胞觀察池底部，所述刺激物通道與細胞觀察池口部相連，所述細胞引入通道與細胞觀察池側(cè)面相連，連接處靠近口部，所述緩沖液通道與細胞觀察池底部相連，所述廢液通道與細胞觀察池口部相連。
[0007]優(yōu)選地，所述微流控芯片，其緩沖液通道為兩條對稱設(shè)置與細胞觀察池兩邊的微管道。
[0008]優(yōu)選地，所述微流控芯片，其刺激物通道為一條或多條。
[0009]優(yōu)選地，所述微流控芯片，其刺激物通道為兩條，對稱設(shè)置在細胞觀察池兩邊。
[0010]優(yōu)選地，所述微流控芯片，其細胞引入通道為一條或多條。
[0011]按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種應用所述的微流控芯片的細胞分析裝置，包括所述微流控芯片、信號采集裝置和電氣比例轉(zhuǎn)換閥，所述微流控芯片的刺激物通道、細胞引入通道、緩沖液通道和廢液通道的入口端通分別與獨立的電氣比例轉(zhuǎn)換閥相連，每個電氣比例轉(zhuǎn)換閥根據(jù)不同電信號，輸出相應氣壓；所述信號采集裝置，設(shè)置在細胞觀察池處，用于采集細胞信號或?qū)毎M行成像。
[0012]按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種應用所述細胞分析裝置進行細胞分析的方法，包括以下步驟:
[0013]細胞捕獲:增大細胞引入通道的電氣比例轉(zhuǎn)換閥的輸出氣壓，使得細胞引入通道內(nèi)壓力大于細胞觀察池，將細胞引入細胞觀察池內(nèi)，此時恢復細胞引入通道的電氣比例轉(zhuǎn)換閥至原狀態(tài)并減小緩沖液通道的電氣比例轉(zhuǎn)換閥的輸出氣壓，使得細胞觀察池底部的八字形微結(jié)構(gòu)捕獲待觀測細胞；
[0014]細胞刺激:增大刺激物通道的電氣比例轉(zhuǎn)換閥的輸出氣壓，使得刺激物進入細胞觀察池，對捕獲的細胞進行刺激，當刺激時間結(jié)束，恢復刺激物通道的電氣比例轉(zhuǎn)換閥的輸出氣壓至原狀態(tài)，結(jié)束刺激；
[0015]細胞釋放:增大緩沖液通道的電氣比例轉(zhuǎn)換閥的輸出氣壓，維持廢液通道的電氣比例轉(zhuǎn)換閥的輸出氣壓低于其他通道，使得已捕獲的細胞脫離細胞觀察池底部的八字形微結(jié)構(gòu)，進入廢液通道。
[0016]優(yōu)選地，所述細胞分析的方法，當所述微流控芯片有多條刺激物通道時，細胞刺激步驟增大一條或多條刺激物通道的電氣比例轉(zhuǎn)換法的輸出氣壓。
[0017]優(yōu)選地，所述細胞分析的方法，當所述微流控芯片有多條細胞引入通道時，細胞捕獲步驟增大其中一條或多條細胞引入通道的電氣比例轉(zhuǎn)換法的輸出氣壓。
[0018]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:
[0019](I)本發(fā)明提供的微流控芯片，結(jié)構(gòu)簡單，僅通過平面設(shè)計通道，即可實現(xiàn)連續(xù)的細胞捕獲、細胞刺激過程。所述芯片裝置和系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)周期性細胞捕獲，刺激，釋放的功能，并能實時采集到細胞的響應信號，此功能就可以實現(xiàn)高通量的單細胞動態(tài)信號分析。
[0020](2)本發(fā)明提供的微流控芯片在刺激技術(shù)后，細胞能快速釋放，不影響下一批細胞的捕獲和刺激，能重復使用。
[0021](3)本發(fā)明提供的細胞分析裝置，能快速改變捕獲細胞的微環(huán)境，刺激時間可控，刺激物可根據(jù)需求，設(shè)計相應的芯片即可。該裝置為高通量的單細胞動態(tài)信號分析和藥物篩選提供了一種新的途徑。
[0022](4)本發(fā)明提供的細胞分析方法，可靈活的實現(xiàn)多種模式的細胞刺激，如多種藥物的時序刺激、對兩種或以上的單細胞的捕獲以及時序刺激、兩種或兩種以上的藥物對同一種細胞的同時刺激，從而滿足不同的實驗需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是實施例1的微流控芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是觀察池底部八字形微結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是實施例1的細胞分析裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是實施例1的細胞分析方法過程，其中圖4 (a)是單一細胞捕獲過程，圖4 (b)是刺激物刺激過程，圖4(c)是刺激過程完成后細胞釋放的過程；
[0027]圖5是實施例2的微流控芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6是實施例2的細胞分析裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7是實施例2的細胞分析方法過程，其中圖7 (a)是2種細胞捕獲過程，圖7 (b)是刺激物I刺激過程，圖7(c)是刺激物2刺激過程，圖7(d)是刺激完成后細胞釋放的過程;
[0030]圖8是實施例2的實驗效果圖，其中圖8 (a)是細胞捕獲過程，圖8 (b)是刺激物I刺激過程，圖8 (c)是刺激物2刺激過程，圖8 (d)是刺激結(jié)束后細胞釋放的過程。
[0031]在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:1為細胞觀察池，2為刺激物通道，3為細胞引入通道，4為緩沖液通道，5為廢液通道，6為信號采集裝置，7為電器比例轉(zhuǎn)換閥。

【具體實施方式】
[0032]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0033]本發(fā)明提供的微流控芯片，包括細胞觀察池1、刺激物通道2、細胞引入通道3、緩沖液通道4和廢液通道5。
[0034]所述細胞觀察池1，用于捕獲細胞并觀察細胞狀態(tài)，底部有八字形微結(jié)構(gòu)，八字形微結(jié)構(gòu)的寬口朝向細胞觀察池I 口部，其窄口朝向細胞觀察池I底部。所述刺激物通道2，與細胞觀察池I 口部相連，用于引入刺激物對細胞觀察池I內(nèi)的細胞進行刺激，可有一條或多條，多條刺激物通道2可引入不同的刺激物，對細胞觀察池I內(nèi)的細胞進行依次刺激或者混合刺激。優(yōu)選地，所述刺激物通道2為兩條，對稱設(shè)置在細胞觀察池I兩邊。所述細胞引入通道3與細胞觀察池I側(cè)面相連，用于將細胞引入細胞觀察池I，連接處靠近口部，可有一條或多條，多條細胞引入通道3可引入不同的細胞。所述緩沖液通道4與細胞觀察池I底部相連，用于控制細胞捕獲和釋放，優(yōu)選為兩條對稱設(shè)置于細胞觀察池I兩邊的微管道。所述廢液通道5與細胞觀察池I 口部相連。
[0035]本發(fā)明提供的細胞分析裝置，包括本發(fā)明提供的微流控芯片、信號采集裝置6和電氣比例轉(zhuǎn)換閥7，所述微流控芯片的刺激物通道2、細胞引入通道3、緩沖液通道4廢液通道5的入口端分別與獨立的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7相連，每個電氣比例轉(zhuǎn)換閥7根據(jù)不同電信號，輸出相應氣壓；所述信號采集裝置6，設(shè)置在細胞觀察池I處，用于采集細胞信號或?qū)毎M行成像。
[0036]應用所述細胞分析裝置，進行細胞分析的方法，包括以下步驟:
[0037]細胞捕獲:增大細胞引入通道3的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓，使得細胞引入通道3內(nèi)壓力大于細胞觀察池I，將細胞引入細胞觀察池I內(nèi)，此時恢復細胞引入通道3的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7至原狀態(tài)并減小緩沖液通道4的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓，使得細胞觀察池I底部的八字形微結(jié)構(gòu)捕獲待觀測細胞；
[0038]細胞刺激:增大刺激物通道2的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓，使得刺激物進入細胞觀察池1，對捕獲的細胞進行刺激，當刺激時間結(jié)束，恢復刺激物通道2的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓至原狀態(tài)，結(jié)束刺激；當所述微流控芯片有多條刺激物通道2時，細胞刺激步驟增大一條或多條刺激物通道2的電氣比例轉(zhuǎn)換法的輸出氣壓。
[0039]細胞釋放:增大緩沖液通道4的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓，維持廢液通道5的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓低于其他通道，使得已捕獲的細胞脫離細胞觀察池I底部的八字形微結(jié)構(gòu)，進入廢液通道5 ;當所述微流控芯片有多條細胞引入通道3時，細胞捕獲步驟增大其中一條細胞引入通道3的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓。
[0040]該方法，并不限于上述文字所反映的順序，其他步驟的重復次數(shù)及任意順序的組合都落入本發(fā)明的保護范圍，尤其是:細胞刺激步驟，可對一次捕獲的細胞重復一次或多次，可采用不同的刺激物輪流刺激，也可同時刺激。
[0041]以下為實施例:
[0042]實施例1
[0043]一種微流控芯片，為聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片，其由刻有微通道結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄層與玻璃片鍵合而成，芯片高度優(yōu)選為30μπι。
[0044]所述PDMS薄層表面加工有微通道結(jié)構(gòu)，其局部微結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括細胞觀察池1、刺激物通道2、細胞引入通道3、緩沖液通道4廢液通道5。
[0045]本實施例中所述細胞觀察池1，用于捕獲細胞并觀察細胞狀態(tài)，底部有八字形微結(jié)構(gòu)，八字形微結(jié)構(gòu)的寬口朝向細胞觀察池I 口部，其窄口朝向細胞觀察池I底部，八字形微結(jié)構(gòu)具體尺寸如圖2所示。所述刺激物通道2為一條微通道，與細胞觀察池I 口部相連，用于引入刺激物對細胞觀察池I內(nèi)的細胞進行刺激。所述細胞引入通道3為一條微通道，與細胞觀察池I側(cè)面相連，用于將細胞引入細胞觀察池I，連接處靠近口部。所述緩沖液通道4為一條微通道，與細胞觀察池I底部相連，用于控制細胞捕獲和釋放。所述廢液通道5與細胞觀察池I 口部相連。
[0046]本發(fā)明提供的細胞分析裝置，如圖3所示，包括本發(fā)明提供的微流控芯片、信號采集裝置6、電氣比例轉(zhuǎn)換閥7、主機和連接管，所述微流控芯片的刺激物通道2、細胞引入通道3、緩沖液通道4廢液通道5的入口端分別通過連接管與獨立的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7相連，每個電氣比例轉(zhuǎn)換閥7根據(jù)不同電信號，輸出相應氣壓；所述信號采集或成像單元為便攜式CCD或ΡΜΤ，設(shè)置在細胞觀察池I處，用于采集細胞信號或?qū)毎M行成像；主機為微操作系統(tǒng)或個人電腦，控制電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的實時壓力和細胞信號的存儲和處理。
[0047]本實施例中應用所述細胞分析裝置，進行細胞分析的方法，如示意圖4所示，其包括以下步驟:
[0048]如圖4(a)所示，細胞捕獲:增大細胞引入通道3的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓，使得細胞引入通道3內(nèi)壓力大于細胞觀察池1，將細胞引入細胞觀察池I內(nèi)，此時恢復細胞引入通道3的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7至原狀態(tài)并減小緩沖液通道4的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓，使得細胞觀察池I底部的八字形微結(jié)構(gòu)捕獲待觀測細胞；
[0049]如圖4(b)所示，細胞刺激:增大刺激物通道2的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓，使得刺激物進入細胞觀察池1，對捕獲的細胞進行刺激，當刺激時間結(jié)束，恢復刺激物通道2的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓至原狀態(tài)。
[0050]如圖4(c)所示，細胞釋放:增大緩沖液通道4的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓，維持廢液通道5的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓低于其他通道，使得已捕獲的細胞脫離細胞觀察池I底部的八字形微結(jié)構(gòu)，進入廢液通道5。
[0051]實施例2
[0052]一種微流控芯片，為聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片，其由刻有微通道結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄層與玻璃片鍵合而成，芯片高度優(yōu)選為30μπι。
[0053]所述PDMS薄層表面加工有微通道結(jié)構(gòu)，其局部微結(jié)構(gòu)如圖5所示，包括細胞觀察池1、刺激物通道2、細胞引入通道3、緩沖液通道4廢液通道5。
[0054]本實施例中所述細胞觀察池1，用于捕獲細胞并觀察細胞狀態(tài)，底部有八字形微結(jié)構(gòu)，八字形微結(jié)構(gòu)的寬口朝向細胞觀察池I 口部，其窄口朝向細胞觀察池I底部。所述刺激物通道2為2條，與細胞觀察池I 口部相連，用于引入刺激物對細胞觀察池I內(nèi)的細胞進行刺激，2條刺激物通道可引入2種不同的刺激物，對細胞觀察池I內(nèi)的細胞進行依次刺激或者混合刺激。所述細胞引入通道3為2條，與細胞觀察池I側(cè)面相連，用于將細胞引入細胞觀察池1，連接處靠近口部，2條細胞引入通道3可引入2種不同的細胞。所述緩沖液通道4與細胞觀察池I底部相連，用于控制細胞捕獲和釋放，為兩條對稱設(shè)置于細胞觀察池I兩邊的微管道。所述廢液通道5與細胞觀察池I 口部相連。
[0055]本發(fā)明提供的細胞分析裝置，如圖6所示，包括本發(fā)明提供的微流控芯片、信號采集裝置6、電氣比例轉(zhuǎn)換閥7、主機和連接管，所述微流控芯片的刺激物通道2、細胞引入通道3、緩沖液通道4和廢液通道5的入口端通分別通過連接管與獨立的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7相連，每個電氣比例轉(zhuǎn)換閥7根據(jù)不同電信號，輸出相應氣壓；所述信號采集裝置6，即信號采集或成像單元為便攜式CCD或ΡΜΤ，設(shè)置在細胞觀察池I處，用于采集細胞信號或?qū)毎M行成像；主機為微操作系統(tǒng)或個人電腦，控制電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的實時壓力和細胞信號的存儲。
[0056]應用本實施例中所述細胞分析裝置，進行細胞分析的方法，包括以下步驟:
[0057]如圖7(a)所示，2種細胞捕獲:增大細胞引入通道3的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓，使得細胞引入通道3內(nèi)壓力大于細胞觀察池I，將細胞引入細胞觀察池I內(nèi)，此時恢復細胞引入通道3的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7至原狀態(tài)并減小緩沖液通道4的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓，使得細胞觀察池I底部的八字形微結(jié)構(gòu)捕獲待觀測細胞，如示意圖7(a)中所示，一條細胞引入通道3中引入A類細胞Α，另一條細胞引入通道3中引入B類細胞B，八字形微結(jié)構(gòu)同時捕獲Α、B兩類細胞；
[0058]如圖7 (b)至圖7 (C)所示，2種刺激物對細胞刺激:增大一條刺激物通道2的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓，使得刺激物I進入細胞觀察池1，對捕獲的細胞進行刺激，當刺激時間結(jié)束，恢復刺激物通道2的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓至原狀態(tài)，結(jié)束刺激；接下來，增大另一條刺激物通道2的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓，使得刺激物2進入細胞觀察池1，對捕獲的細胞進行刺激，當刺激時間結(jié)束，恢復刺激物通道2的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓至原狀態(tài)，結(jié)束刺激；
[0059]如圖7(b)至圖7(c)所示，細胞釋放:增大緩沖液通道4的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓，維持廢液通道5的電氣比例轉(zhuǎn)換閥7的輸出氣壓低于其他通道，使得已捕獲的細胞脫離細胞觀察池I底部的八字形微結(jié)構(gòu)，進入廢液通道5 ;
[0060]至此，2種細胞捕獲、2種刺激物順序刺激、同步釋放的過程完成，重復上述步驟就能實現(xiàn)周期性的高通量細胞刺激。
[0061]下面以HeLa細胞實時捕獲刺激為例，具體說明本發(fā)明的特點和性能，如圖8所示，為方便描述，刺激物1、刺激物2、緩沖液為不同濃度的熒光素溶液，細胞懸液為HeLa細胞的懸液(細胞密度大約為16個/毫升)，整個刺激捕獲過程和圖7示意的基本相同，從圖8 (a)至圖8(d)中可以看出，上述的發(fā)明系統(tǒng)能精確的實現(xiàn)細胞捕獲，刺激物I的刺激，刺激物2的刺激，刺激結(jié)束后的細胞釋放的整個過程，重復這個過程就能實現(xiàn)高通量的單細胞實時動態(tài)信號分析。
[0062]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種微流控芯片，其特征在于，包括細胞觀察池、刺激物通道、細胞引入通道、緩沖液通道和廢液通道；所述細胞觀察池底部有八字形微結(jié)構(gòu)，八字形微結(jié)構(gòu)的寬口朝向細胞觀察池口部，其窄口朝向細胞觀察池底部，所述刺激物通道與細胞觀察池口部相連，所述細胞引入通道與細胞觀察池側(cè)面相連，連接處靠近口部，所述緩沖液通道與細胞觀察池底部相連，所述廢液通道與細胞觀察池口部相連。
2.如權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述緩沖液通道為兩條對稱設(shè)置于細胞觀察池兩邊的微管道。
3.如權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述刺激物通道為一條或多條。
4.如權(quán)利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述刺激物通道為兩條，對稱設(shè)置在細胞觀察池兩邊。
5.如權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述細胞引入通道為一條或多條。
6.應用如權(quán)利要求1至5任意一項所述的微流控芯片的細胞分析裝置，其特征在于，包括所述微流控芯片、信號采集裝置和電氣比例轉(zhuǎn)換閥，所述微流控芯片的刺激物通道、細胞引入通道、緩沖液通道和廢液通道的入口端通分別與獨立的電氣比例轉(zhuǎn)換閥相連，每個電氣比例轉(zhuǎn)換閥根據(jù)不同電信號，輸出相應氣壓；所述信號采集裝置，設(shè)置在細胞觀察池處，用于采集細胞信號或?qū)毎M行成像。
7.應用如權(quán)利要求6所述細胞分析裝置進行細胞分析的方法，其特征在于，包括以下步驟: 細胞捕獲:增大細胞引入通道的電氣比例轉(zhuǎn)換閥的輸出氣壓，使得細胞引入通道內(nèi)壓力大于細胞觀察池，將細胞引入細胞觀察池內(nèi)，此時恢復細胞引入通道的電氣比例轉(zhuǎn)換閥至原狀態(tài)并減小緩沖液通道的電氣比例轉(zhuǎn)換閥的輸出氣壓，使得細胞觀察池底部的八字形微結(jié)構(gòu)捕獲待觀測細胞； 細胞刺激:增大刺激物通道的電氣比例轉(zhuǎn)換閥的輸出氣壓，使得刺激物進入細胞觀察池，對捕獲的細胞進行刺激，當刺激時間結(jié)束，恢復刺激物通道的電氣比例轉(zhuǎn)換閥的輸出氣壓至原狀態(tài)，結(jié)束刺激； 細胞釋放:增大緩沖液通道的電氣比例轉(zhuǎn)換閥的輸出氣壓，維持廢液通道的電氣比例轉(zhuǎn)換閥的輸出氣壓低于其他通道，使得已捕獲的細胞脫離細胞觀察池底部的八字形微結(jié)構(gòu)，進入廢液通道。
8.如權(quán)利要求7所述的細胞分析的方法，其特征在于，當所述微流控芯片有多條刺激物通道時，細胞刺激步驟增大一條或多條刺激物通道的電氣比例轉(zhuǎn)換法的輸出氣壓。
9.如權(quán)利要求7所述的細胞分析的方法，其特征在于，當所述微流控芯片有多條細胞引入通道時，細胞捕獲步驟增大其中一條或多條細胞引入通道的電氣比例轉(zhuǎn)換法的輸出氣壓。
【文檔編號】C12M1/00GK104498327SQ201410784024
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】馮曉均, 陳鵬, 劉筆鋒, 郭怡然, 李一偉 申請人:華中科技大學