CN102212459A - 一种基于聚二甲基硅氧烷的细胞分选结构 - Google Patents

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常洪龙
张峰
丁继亮
谢建兵
陈方璐
苑伟政
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Northwestern Polytechnical University
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/04—Cell isolation or sorting

Abstract

本发明公开了一种基于聚二甲基硅氧烷的细胞分选结构，属于微流控芯片领域。该结构包括一层分布有分选孔阵列的PDMS分选薄膜，拉伸驱动装置与所述分选薄膜连接，使其产生拉伸变形；在工作过程中，通过调节拉伸驱动装置控制PDMS分选薄膜的变形，PDMS分选薄膜上的分选孔阵列的间距随着所受拉力的增大而增大，从而实现分选孔的大小改变，进而实现细胞分选。因此，在实现细胞连续分选的同时克服了现有技术中细胞分选结构存在细胞培养液容易从分选薄膜之间泄漏等缺点，结构简单，易于实现。

Description

一种基于聚二甲基硅氧烷的细胞分选结构
所属领域：
本发明涉及一种基于聚二甲基硅氧烷的细胞分选结构，属于微流控芯片领域。
背景技术：
细胞分选是从复杂环境中获取性质均一的目标细胞。细胞分选是细胞生理和病理研究的关键环节，其对于重大疾病的诊断和治疗具有重要意义。对于细胞分选方法及相关技术的研究一直都是医学界及相关领域的一个研究热点。随着微机电系统(MEMS)技术的出现及在生物医学领域的应用，产生了许多新的细胞分选方法。现阶段以流式细胞仪为代表的传统细胞分选仪具有体积大、结构复杂、成本高昂等缺点，而基于MEMS技术的微流控芯片可将细胞分选仪微型化。相对于流式细胞技术、免疫磁性微珠分选等传统细胞分选方法，微流控芯片细胞分选方法无需复杂的样品准备过程，且具有分离纯度高、操作简便、成本低廉等诸多优点。
由于生物体细胞尺寸极小且种类繁多，分选难度很大。基于微流控芯片的细胞分选方法主要包括：利用细胞尺寸差异、利用介电电泳、利用强磁场梯度变化等。其中，利用细胞尺寸差异进行细胞分选的方法因为无需对细胞或蛋白质进行特异性标记，对细胞几乎没有损伤，且具有结构紧凑、分选效率高、活性保存良好等诸多优点。参见图2，在申请号为200910219282.3的专利文献“一种用于细胞分选的微网筛结构及其使用方法”中，提出了一种用于细胞分选的微网筛结构，利用相邻两层分选薄膜之间的直线平动实现分选孔孔径的改变，从而实现细胞的连续分选。这种细胞分选结构存在结构复杂、细胞培养液容易从分选薄膜之间泄漏等弊端。
聚二甲基硅氧烷(PDMS)是一种具有弹性的高分子聚合物，通常由PDMS预聚体和固化剂按照一定的体积比或质量比混合并聚合而成。PDMS具有非常理想的材料特性：良好的绝缘性，能承受高压，热稳定性高，具有很好的生物兼容性和气体通透性，可以用于细胞培养；弹性模量低，适合制作微流控芯片。
发明内容：
本发明的目的是：为克服现有技术中细胞分选结构存在结构复杂、细胞培养液容易从分选薄膜之间泄漏等缺点，本发明提出了一种基于聚二甲基硅氧烷的细胞分选结构，通过拉伸基于聚二甲基硅氧烷的细胞分选芯片实现分选孔径的连续变化，无需多层分选薄膜。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：参见图1，一种基于聚二甲基硅氧烷的细胞分选结构，包括一层分布有分选孔4阵列的PDMS分选薄膜3，拉伸驱动装置2与所述分选薄膜连接，使其产生拉伸变形。
作为一种最优方案：分选孔在分选薄膜上成规则阵列排布。
作为一种最优方案：相邻分选孔间距大于分选孔直径。
作为一种最优方案：聚二甲基硅氧烷由PDMS预聚体和固化剂按照体积比10∶1混合并聚合而成。
在工作过程中，通过调节拉伸驱动装置2控制PDMS分选薄膜3的变形，PDMS分选薄膜上的分选孔4阵列的间距随着所受拉力的增大而增大，从而实现分选孔的大小改变，进而实现细胞分选。
本发明的有益效果是：通过调节拉伸驱动装置的输出位移，控制PDMS分选薄膜的变形，从而改变PDMS分选薄膜上的微孔阵列的间距，进而实现分选孔的大小改变，实现细胞分选。因此，在实现细胞连续分选的同时克服了现有技术中细胞分选结构存在细胞培养液容易从分选薄膜之间泄漏等缺点，结构简单，易于实现。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明(附图在文字中的引用说明)
图1是本发明提出的基于聚二甲基硅氧烷的细胞分选结构示意图
图2是具体实施例1的细胞分选结构分选过程示意图
图3是具体实施例1的细胞分选结构分选过程俯视图
其中，1-待分选细胞，2-拉伸驱动装置，3-分选薄膜，4-分选孔，5-已通过分选结构的细胞。
具体实施方式：
具体实施例1：
参照图2、图3，本实施例提供了一种基于聚二甲基硅氧烷的细胞分选结构，该结构包括一层带有3×3阵列分选孔4的分选薄膜3，其与拉伸驱动装置2连接，分选孔为圆形，直径为15μm，相邻分选孔的距离为40μm。
具体实施例2：
本实施例提供了一种基于聚二甲基硅氧烷的细胞分选结构，该结构包括一层带有5×5阵列分选孔4的分选薄膜3，其与拉伸驱动装置2连接，分选孔为正方形，内切圆直径为20μm，相邻分选孔的距离为60μm。

Claims (4)

1.一种基于聚二甲基硅氧烷的细胞分选结构，其特征在于：包括一层分布有分选孔(4)阵列的PDMS分选薄膜(3)，拉伸驱动装置(2)与所述分选薄膜连接，使其产生拉伸变形。
2.一种如权利要求1所述的基于聚二甲基硅氧烷的细胞分选结构，其特征在于：所述分选孔(4)在分选薄膜(3)上成规则阵列排布。
3.一种如权利要求1所述的基于聚二甲基硅氧烷的细胞分选结构，其特征在于：所述相邻分选孔间距大于分选孔直径。
4.一种如权利要求1所述的基于聚二甲基硅氧烷的细胞分选结构，其特征在于：所述聚二甲基硅氧烷由PDMS预聚体和固化剂按照体积比10∶1混合并聚合而成。
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