CN105950469B - 细胞筛选芯片及微流控联合芯片 - Google Patents

细胞筛选芯片及微流控联合芯片 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种细胞筛选芯片及微流控联合芯片,所述细胞筛选芯片包括物理筛选单元及亲和性筛选单元,所述物理筛选单元包括n个并联的第一筛选腔室,n≥1,所述筛选管道内部设有多排立柱,相邻两个立柱间错开的距离d=1/3λ,同一排每相邻两个立柱间的间隙宽度G=λ‑2R,上一排立柱与下一排立柱夹角α=arctan1/3,其中λ指相邻两个立柱的中心距离,R指立柱的直径;所述亲和性筛选单元包括第二筛选腔室,所述第一排出通道的入口连接物理筛选单元,出口连接亲和性筛选单元。所述微流控联合芯片,包括物理筛选单元及亲和性筛选单元、细胞培养单元、阀门;可以对各种细胞的表型进行实时观测,免去了应用大型设备进行异种细胞分离,节省人力物力。

Description

细胞筛选芯片及微流控联合芯片
技术领域
[0001]本发明属于细胞筛选及细胞培养技术领域,具体涉及一种用于细胞筛选的微流控 芯片,以及能够同时实现细胞筛选及细胞培养的微流控联合芯片。
背景技术
[0002]当前微流控芯片借助其成本低、设备小等优点被广泛应用到医学领域。特别是微 流控技术还具有消耗样品量少、有较高的分辨精度及灵敏度、易于集成及微型化等优点被 广泛地应用于循环肿瘤细胞分选研宄中,并表现出良好的发展前景。
[0003]目前的肿瘤细胞筛选方法为被动分选方法、主动分选方法以及多种分选方法。被 动分选方法是依据不同种类的细胞在尺寸、密度、形状、可变形性及亲和性等物理、生物特 性上各不相同进行分选,如微结构过滤、场流及水力分选、确定性侧向偏移、惯性分选、仿生 分选及亲和性分选。主动分选方法是通过外力场对样品流中的细胞施加作用力,从而致使 其分离,其分选精度往往高于被动分选技术,如介电泳分选、磁分选等。多级分选方法是将 上述方法集中到一起将细胞进行分离。
[0004] 目前的微流控筛选平台主要是采用被动分离的方式,通常存在以下几个问题:(1) 筛选通道易阻塞,导致筛选通量低,捕获率低,筛选特性不高;(2)被捕获的细胞难以被释 放,即使释放的细胞无法保证细胞活性,影响细胞活性的表达;(3)筛选平台与共培养平台 分离,导致操作过程繁琐复杂。
发明内容
[0005] 本发明提供了一种集合了物理筛选与抗体亲和性筛选为一体的细胞筛选芯片,克 服了筛选通量低,捕获率低,筛选特性不高的技术缺陷;还提供了一种集合了细胞筛选及细 胞培养的微流控芯片,克服了筛选平台与共培养平台分离,操作过程繁琐复杂的技术缺陷。
[0006] 本发明的一种用于细胞筛选的微流控芯片,包括物理筛选单元及亲和性筛选单 元,所述物理筛选单元包括n个并联的第一筛选腔室,n多1,所述第一筛选腔室的入口连接 第一灌入口,所述第一筛选腔室的出口同时连接第一废液收集通道和第一排出通道;所述 筛选管道内部设有多排立柱,相邻两个立柱间错开的距离d=l/3A,同一排每相邻两个立柱 间的间隙宽度G=A-2R,上一排立柱与下一排立柱夹角a=arCtanl/3,其中A指相邻两个立柱 的中心距离,R指立柱的直径;所述亲和性筛选单元包括第二筛选腔室,所述第二筛选腔室 的上游设有抗体灌入口、第二灌入口,下游设有第二废液收集通道、第二排出通道;所述第 一排出通道的入口连接物理筛选单元,出口连接亲和性筛选单元。
[0007] 优选的相邻两个立柱的中心距离A=〇 • 057-0 • 075mm。
[0008]为了改变第二筛选腔室内部的流体方式,使流体由层流变为湍流或者涡流,所述 第二筛选腔室的顶部设有扰流层,所述扰流层由多个平行排列的扰流棒组成,相邻两个扰 流棒之间的间距为100-300wn;所述扰流棒为直线结构或曲线结构。
[0009] 为了进一步增加第二筛选腔室内样本与抗体的接触率,提高特异性捕获率,所述 扰流层呈鱼骨结构,每一个扰流棒包括依次连接的长波和短波,所述长波的垂直高度a等于 两个扰流棒之间的距离b,所述短波的垂直高度c等于长波垂直高度a的一半。
[0010]为了支撑整个腔室,防止其塌陷,所述第二筛选腔室的内部设有多个支撑柱。 优选的第一废液收集通道或第二废液收集通道的形状为倒L形收集通道、箭头形 收集通道或镜像倒L形收集通道;所述倒L形收集通道或箭头形收集通道与废液收集口连接 处为漏斗型结构;所述镜像倒L形收集通道与废液收集口连接处为弧形结构。
[0012]为了实现对样本细胞的特异性筛选,增加筛选的纯度,所述第二筛选腔室内部镶 嵌有抗体;首先,将链霉亲和素包被到第二筛选腔室内,再将生物素化抗体灌入到第二筛选 腔室内,孵化10-20min,使生物素化抗体与链霉亲和素结合,最后封闭通道。
[0013]本发明的一种微流控联合芯片,包括所述的物理筛选单元、亲和性筛选单元,还包 括细胞培养单元,以及控制亲和性筛选单元、细胞培养单元之间联通或阻断的阀门;所述亲 和性筛选单元通过第二排出通道与细胞培养单元连接,所述阀门位于第二排出通道上。 [0014]优选的阀门的结构为圆柱形小口,内部有可上下移动的橡胶管,上移橡胶管则阀 门打开,细胞培养单元与亲和性筛选单元连通;下移橡胶管则阀门关闭,细胞培养单元与亲 和性筛选单元断开。
[0015]为了模拟实体状态下的细胞微环境,所述细胞培养单元包括营养液灌注单元、生 物胶灌注单元及细胞培养室;为了保证营养液灌流通道中的小分子营养物质及化疗药物, 以及各个细胞培养室中的细胞因子相互影响,三者之间通过微桥连通,所述生物胶灌注单 元及微桥内灌注基质胶。
[0016]与现有技术相比,本发明的优点和积极效果是:本发明的一种细胞筛选芯片,具有 多个并联的第一筛选腔室同时对细胞进行筛选,实现高通量筛选,并可以根据所需通量调 整第一筛选腔室的数量。在第一筛选腔室中借助于物理方法对样本进行初筛,初筛完的样 本灌注到亲和性筛选单元,利用抗体对样本进行特异性筛选,实现二次筛选,增加了筛选的 纯度,捕获的细胞留在抗体筛选的表面,废液经废液收集口收集。再将略高浓度的抗体灌注 到第二筛选腔室中,与已有的抗体竞争抗原表位,使细胞能够从包被到芯片上的抗体中释 放出来,并且对细胞无任何损伤。
[0017] 本发明的一种微流控联合芯片,包括筛选单元和多个细胞培养单元,通过阀门控 制两个单元的连通和断开,经筛选后的目标细胞进入到细胞培养单元,并且和多种细胞联 合培养,多种细胞产生的生物因子可弥散至整个细胞培养平台,最大限度的模拟立体细胞 在体内生长的微环境;应用此芯片可以对各种细胞的表型进行实时观测,免去了应用大型 设备进行异种细胞分离,节省人力物力。
附图说明
[0018] 图1 •本实施例的用于细胞筛选的微流控芯片的结构示意图;
[0019] 图2.如图1中物理筛选单元的结构示意图;
[0020]图3.如图2中第一筛选腔室内部立柱的结构示意图;
[0021]图4.如图3中第一筛选腔室内部立柱的放大示意图;
[0022]图5.如图1中亲和性筛选单元的结构示意图;
[0023]图6.如图5中亲和性筛选单元顶部扰流层的一种结构示意图;
[0024]图7.如图6中亲和性筛选单元顶部扰流层的放大示意图;
[0025]图8 •如图1中三种形状的第一及第二废液收集通道、第一及第二废液收集口的结 构示意图;其中I为L型收集通道及收集口,n为箭头型收集通道及收集口,m为镜像倒L型 收集通道及收集口;
[0026]图9•本实施例的微流控联合芯片的三维示意图;
[0027]图10 •本实施例的微流控联合芯片的结构示意图;
[0028]图11.如图10中细胞培养单元的结构示意图;
[0029]图12.如图11中营养液灌注单元的结构示意图;
[0030]图13.如图11中生物胶灌注单元的结构示意图;
[0031]图14.如图11中细胞培养室的结构示意图;
[0032]图15.实施例2的实验流程图;
[0033]图中标注:物理筛选单元A,第一灌入口 A1,第一灌入通道A2,第一筛选腔室A3,第 一废液收集口 A4,第一废液收集通道A5,第一排出通道A6;亲和性筛选单元B,抗体灌入口 B1,第二灌入口 B2,第二筛选腔室B3,第二废液收集口 B4,第二排出通道B5,抗体灌入通道 B6,第二废液收集通道B7,支撑柱B8;阀门C;细胞培养单元D,营养液灌注单元D100,营养液 灌入口 D101,营养液出口 D102,生物胶灌注单元D2〇0,生物胶灌入口 D201,生物胶出口 D202, 第一细胞培养室D:310,第二细胞培养室D320,第三细胞培养室D330,第一细胞及第三细胞入 口 D301,细胞通道D3〇2,细胞培养小室D303,第一及第三细胞出口 D304,第二细胞出口 D305, 微桥D6;进液柱G,负压吸引装置H。
具体实施方式
[0034]下面结合具体实施方式,以膀胱癌细胞为例,对本发明的技术方案作进一步详细 的说明。
[0035] 一种用于细胞筛选的微流控芯片,整体结构包括壳体、载体、微结构和灌流系统。 所述壳体与载体封接而成,材料均为聚二甲基硅氧烷(PDMS),该材料具有可塑性好、理化性 质稳定、无毒无味、透明、通气性良好的优良性能。所述壳体的厚度为3-5mm。
[0036]所述微结构是在壳体与载体之间的腔道,所述腔道的高度为50-100 y m,是完成 细胞筛选的主体结构,包括物理筛选单元A、亲和性筛选单元B,如图1所示。
[0037] 样本细胞通过灌流系统,由第一灌入口A1灌入到物理筛选单元A中,如图2所示,通 过第一灌入通道A2进入第一筛选腔室A3,样本细胞经初步的物理筛选后,由第一排出通道 A6排出,进入亲和性筛选单元B,并由第一废液收集通道A5和第一废液收集口 A4排出废液。 [0038]所述灌流系统可以是注射式进液柱。所述进液柱为上宽下窄的瓶体,容量200-300ul,所述瓶体的下口直径为0.8-1圓,上口直径为4-6mm,瓶体高度为40-45mm,灌流时进 液柱的液面高度为25-35mm。
[0039] 整个物理筛选单元A包括n个并联的第一筛选腔室A3,n彡1。优选的n为2的整数倍, 两个第一筛选腔室为一组,共用一个灌入通道、一个废液收集通道、一个排出通道;可以节 约空间利用率,如图1和图2所示为8个第一筛选腔室A3并联,可以实现高通量筛选。
[0040]所述第一筛选腔室A3内部根据确定性横向迁移原理(DLD)设计,确定性横向迁移 ①LD)是一种利用微米尺寸障碍物阵列对含有颗粒或分子混合物的液流在横跨流体方向 上进行连续分离的技术。所述第一筛选腔室A3内部设有一排排立柱组成,每排立柱较上一 排偏离三分之一相邻立柱中心距的距离,由此三排形成一个周期。如图3所示,流经相邻立 柱间的流体在下一排处遇上阻碍,并沿立柱分岔绕行,据此可将相邻立柱间的流体分成三 条流线。当小粒子中心处于流线1中时,其将沿着冋一条流线如彳丁,运动轨迹为1_3-2_1,即 主流动方向;而对于半径大于柱间流线1宽度的大粒子,其每经过下一排阵列时都会从流 线1横向迀移至流线2中,运动轨迹为2-2-2-2,即沿着与主流动呈一定角度的方向移动。进 一步的,所述物理筛选单元的每个第—筛选腔室A3为30mm x 4mm X 0 •lmm的长方体结构。
[0041] 如图4所示,内部立柱半径为R=〇.〇25mm,高度与第一筛选腔室A3的尚度相同,两相 邻立柱中心距离人=0.057-0 • 075mm。相邻两柱间错开的距离d=l/3A,g卩在本实施例中d= 0.019-0.025!11111,同一排每相邻两个立柱间的间隙宽度6=121?,即在本实施例中(^ 0.007- 0 • 025mm;优选的A=〇 • 〇75mm,d=0 • 025mm,G=0 • 〇25mm。上一排立柱与下一排立柱夹角a = arctan [ (1/3A) /A] =arctanl/3=18.44°。所述间隙宽度G的大小决定了细胞的临界尺寸,计 算公式为:临界尺寸=2 X 20% X G,小于临界尺寸的粒子穿越柱间间隙继续沿主流动方向运 动,而大于临界尺寸的粒子在每一排处都会横向迁移至相邻的流线中,从而能沿着与主流 动方向成一定角度的轨迹运动,实现两者的连续分离。因此相对于传统微尺寸过滤中的柱 状阵列只允许小粒子通过而阻止大粒子的技术缺陷,本实施例的立柱排布方式,能够实现 大分子和小分子的连续分离。
[0042] 经初步筛选后的样本细胞,由第一排出通道A6排出,如图5所示,由第二灌入口B2 进入亲和性筛选单元B的第二筛选腔室B3;即所述第一排出通道A6的入口连接物理筛选单 元A,出口连接亲和性筛选单元B。抗体由抗体灌入口B1经抗体灌入通道B6进入第二筛选腔 室B3。初步筛选后的样本细胞再进行抗体筛选后,由第二排出通道B5排出该芯片,并由第二 废液收集通道B7和第二废液收集口 B4排出废液。
[0043] 所述第二筛选腔室B3的内部设有多个支撑柱B8,用于支撑整个腔室,防止其塌陷。 所述第二筛选腔室的顶面设有扰流层,作用是改变流体方式,使流体由层流变为湍流或者 涡流,增加样本与抗体的接触率,提高特异性捕获率;所述扰流层是由多个平行排列的扰流 棒组成的,相邻两个扰流棒之间的间距b为100-300M1;所述扰流棒为直线结构或曲线结构。 优选的一种扰流层如图6和图7所示,类似为鱼骨结构,每一个扰流棒包括依次连接的长波 和短波,所述长波的垂直高度a等于两个扰流棒之间的距离b,所述短波的垂直高度c等于长 波垂直高度a的一半。
[0044] 所述第二筛选腔室B3内部镶嵌有相应抗体。首先,将链霉亲和素包被到第二筛选 腔室内,再将生物素化抗体灌入到第二筛选腔室内,孵化l〇-2〇min,使生物素化抗体与链霉 亲和素结合,最后用含牛血清蛋白和吐温20的磷酸缓冲盐溶液封闭亲和性筛选单元B,使未 与抗体结合的部分不再非特异性吸附其他物质。
[0045] 所述第一及第二废液收集通道及废液收集口即为将经物理筛选及亲和性筛选处 理后无用的血液收集口,同时在抗体筛选单元内也是抗体的出口。如图8所示,第一或第二 废液收集通道(A5、B7)包括三种形式:倒L形收集通道、箭头形收集通道、镜像倒L形收集通 道。其中倒L形收集通道用于物理筛选单元A中左右两侧第一筛选腔室A3中废液的收集,箭 头形收集通道用于物理筛选单元A中左右中间部分的第一筛选腔室A3中废液的收集,镜像 倒L形收集通道用于亲和性筛选单元B中。其中倒L形收集通道和箭头形收集通道与废液收 集口的连接处为漏斗样结构,优选的漏斗结构的尺寸为长4mm,两侧宽0.3mm,中间宽0.2mm; 镜像倒L形收集通道与废液收集口连接处为弧形结构。第一及第二废液收集口(A4、B4)可以 是长方体收集口,A4处长方体收集口的尺寸可以是0.6mm X 0.6_ X 0.1mm,B4处长方体收集 口的尺寸可以是1臟x 1.5臟><〇. lmm〇
[0046]所述用于细胞筛选的微流控芯片借助确定性偏移原理,通过一排排交错排列的微 柱阵列,依据粒子或细胞尺寸的不同,实现连续的物理分离;在经过亲和性筛选,通过固定 在微流控装置内的特定分子,与样品流中的目标细胞相黏合,从而将其捕捉、富集,实现与 其他细胞的分离,筛选的通量高、捕获率高,筛选特异性强;释放的细胞能够正常表达细胞 活性。
[0047]本实施例还提供了 一种微流控联合芯片,如图9所示,整体结构包括壳体、载体、微 结构和灌流系统。所述壳体与载体封接而成,材料均为聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
[0048]如图10所示,所述微结构是在壳体与载体之间的腔道,是完成细胞筛选和细胞培 养的主体结构,包括依次连接的物理筛选单元A、亲和性筛选单元B、阀门C、细胞培养单元D。 物理筛选单元A、亲和性筛选单元B的结构与上述用于细胞筛选的微流控芯片的结构相同。 [0049]如图11所示,所述细胞培养单元D包括营养液灌注单元D100 (图12)、生物胶灌注单 元D200 (图13)及多个细胞培养室(图14),三者之间通过微桥D6连通。具体的:所述营养液灌 注单元D100位于生物胶灌注单元D200的外围,所述生物胶灌注单元D200位于细胞培养室的 外围,所述生物胶灌注单元D2〇0上设有微桥,每个细胞培养室之间以及细胞培养室与营养 液灌注单元、生物胶灌注单元之间均通过微桥连通。
[0050]所述生物胶灌注单元及微桥内灌注基质胶,所述基质胶为温度敏感性生物胶,在 0-4 °C时为液体状态,此时灌注于生物胶灌注单元中,使其充满胶体流道及各个微桥,在 37 °C维持8-12h,开始呈凝胶状,具有一定的强度。凝胶状的基质胶可以允许营养液灌流 通道中的小分子营养物质及化疗药物通过,而不允许细胞通过,从而可以充分保障营养物 质和化疗药物弥散至细胞培养室中;也可以允许细胞因子通过,如细胞代谢产生的生物蛋 白、小分子有机物及无机物,使得不同细胞培养室内的不同细胞相互影响。
[0051]所述基质胶的浓度以及微桥的长度、宽度以及胶体流道的长度、宽度设计,均为了 保证基质胶可以刚好充满微桥,由于表面张力的作用,基质胶不会溢出微桥。因此,设置微 桥长为80-120um、宽为3〇_6〇tim,两个微桥的间距为150_250wn,胶体流道的宽度为150 -250 um〇
[0052] 所述细胞培养单元内灌注稀释胶和细胞的混合物,所述稀释胶是使用完全培养液 将基质胶稀释4-8倍后得到的。所述完全培养液也习惯性称为完全培养基,完全培养基( Complete Medium)这是一种在基本培养基内加入一些富含氨基酸、维生素和碱基之类的天 然物质,即加入生长因子而制成的各种营养基,可用来满足微生物的各种营养缺陷型菌株 的生长需要,是微生物学上常用的一种培养基。
[0053]所述多个细胞培养室中,每个细胞培养室可以培养一种细胞,多种细胞联合培养, 多种细胞产生的生物因子可通过微桥弥散至整个细胞培养单元。其中一个细胞培养室的细 胞入口通过阀门C与亲和性筛选单元的第二排出通道B5连接;也即阀门C控制细胞培养单元 D与亲和性筛选单元B的连通或断开。所述阀门可以设置为圆柱形小口,内有可上下移动的 橡胶管,上移橡胶管则阀门打开,细胞培养单元D与亲和性筛选单元B连通,经筛选后的样本 细胞进入细胞培养室进行细胞培养;下移橡胶管则阀门关闭,细胞培养单元D与亲和性筛选 单元B断开,成为两个独立的系统。
[0054]实施例1
[0055]如图14所示是细胞培养单元D的一种结构,包括三个并列的细胞培养室D310、 D320、D330,每个细胞培养室设有细胞入口和细胞出口,细胞培养室呈四边形,内部设有4-8 个支撑柱。生物胶灌注单元D200包围在每个细胞培养室D310、D320、D330的外围,将基质胶 由生物胶灌入口 D201灌入,充满整个胶体通道及微桥,包围细胞培养室后由出胶口 D202排 出。所述营养液灌注单元D100包围在生物胶灌注单元D200外围,营养液由营养液灌入口 D101灌入,在营养液出口D102处设有负压吸引装置(可以是负压吸引微量注射器)为营养液 灌注提供负压,使得营养液充满整个营养液通道。本实施例中微桥长为lOOwn、宽为50wn、间 距为200wn,胶体流道的宽度为2〇〇_。
[0056] 本实施例中细胞培养室D320通过阀门与亲和性筛选单元的第二排出通道B5连接, 因此,D32〇为筛选后的目标细胞培养室,细胞入口连接下方的第二排出通道B5,上方的长方 形口为第二细胞出口 D305。两侧的D310和D330为两种不同细胞的培养室,上方的长方形口 是第一及第三细胞入口 D301,下方是第一及第三细胞出口 D304。
[0057]将筛选得到的目标细胞以及其他两种细胞同时接种在所述芯片上,不同类型细胞 彼此间不接触,但其产生的细胞因子可以通过微桥中的基质胶,弥散到整个体系中,实现更 接近实体状态下的微环境模拟,在所述营养液灌流单元的不同时段内灌注营养液,并通过 生物胶灌注单元上的微桥弥散至细胞培养池内。本芯片可以对培养过程中细胞变化进行实 时观测,连续观察细胞间的相互作用,可以根据不同功能需求进行相应操作。
[0058] 实施例2
[0059]采用所述微流控联合芯片对膀胱癌肿瘤细胞进行筛选及细胞培养。
[0060] 在实验前,关闭阀门C,将亲和素-生物素经抗体灌入口 B1包被到第二筛选腔室 B3,然后将膀胱癌单克隆抗体BCMabl,再经抗体灌入口 B1灌入到亲和性筛选单元,包被抗 体。同时在0-4°C时,将基质胶灌注于生物胶灌注单元中,使其充满胶体流道及各个微桥,在 37°C维持8-12h,开始呈凝胶状。同时预先标记、处理肿瘤样本细胞,制成稀释胶和细胞的 混合物,细胞在稀释胶内的浓度为106 -107/ml。
[0061] BCMabl是一种高特异性的抗膀胱癌单克隆抗体,能够识别异常糖基化修饰的整 合素a3bl,是一种膀胱癌肿瘤标志物。经证实异常糖基化修饰的整合素a3bl只表达于人膀 胱肿瘤的细胞膜上,并与膀胱癌的肿瘤分期和病理分级呈正相关。该抗体在不是很高浓度 下对细胞无任何损伤,并且该抗体可被细胞内吞,消化掉。高浓度的抗体可与低浓度抗体竞 争抗原表位。
[0062] 实验过程图如图15所示,实验时将上述预先标记、处理的肿瘤细胞加入到血液样 本中,由进液柱经第一灌入口A1和第一灌入通道A2,进入第一筛选腔室A3,依据确定性横 向偏移原理①LD),直径小于临界尺寸的细胞穿越柱间间隙继续沿主流动方向运动,进入第 一废液收集通道A5经第一废液收集口 A4收集,而大于临界尺寸的细胞在每一排处都会横 向迀移至相邻的流线中,从而能沿着与主流动方向成一定角度的轨迹运动,进入第一排出 通道A6,实现两者的连续分离,完成初步筛选。
[0063]初筛样本经第二灌入口 B2进入到亲和性筛选单元,样本细胞与抗体结合,停留在 第二筛选腔室B3底部,筛选后的废液经第二废液收集口B4排出。此时,依据BCMabl抗体的特 性,将略高浓度的BCMabl抗体经抗体灌入口 B1灌入到第二筛选腔室B3,一段时间后,镜下观 察细胞释放情况。当捕获细胞释放之后,即得到目标细胞,然后将阀门打开,目标细胞进入 到细胞培养室中(如图I4是进入到细胞培养室DMO中),同时在其他细胞培养室中接种制作 好的其他两种细胞(如图14是接种到细胞培养室D310和D330中)。因此在同一个微流控芯片 中完成了细胞筛选与细胞培养,简化了操作过程,提高了工作效率。

Claims (10)

1. 一种用于细胞筛选的微流控芯片,其特征在于,包括物理筛选单元及亲和性筛选单 元, 所述物理筛选单元包括n个并联的第一筛选腔室,n多1,所述第一筛选腔室的入口连接 第一灌入口,所述第一筛选腔室的出口同时连接第一废液收集通道和第一排出通道;所述 第一筛选腔室内部设有多排立柱,相邻两个立柱间错开的距离d=l/3A,同一排每相邻两个 立柱间的间隙宽度G=A-2R,上一排立柱与下一排立柱夹角<1=31'(^3]11/3,其中对旨相邻两个 立柱的中心距离,R指立柱的直径; 所述亲和性筛选单元包括第二筛选腔室,所述第二筛选腔室的上游设有抗体灌入口、 第二灌入口,下游设有第二废液收集通道、第二排出通道; _ 所述第一排出通道的入口连接物理筛选单元,出口连接亲和性筛选单元。
2. 根据权利要求1所述的一种用于细胞筛选的微流控芯片,其特征在于,所述相邻两个 立柱的中心距离人=〇. 057-0.075mm。
3. 根据权利要求1所述的一种用于细胞筛选的微流控芯片,其特征在于,所述第二筛选 腔室的顶部设有扰流层,所述扰流层由多个平行排列的扰流棒组成,相邻两个扰流棒之间 的间距为100-300mi;所述扰流棒为直线结构或曲线结构。
4. 根据权利要求3所述的一种用于细胞筛选的微流控芯片,其特征在于,所述扰流层呈 鱼骨结构,每一个扰流棒包括依次连接的长波和短波,所述长波的垂直高度a等于两个扰流 棒之间的距离b,所述短波的垂直高度c等于长波垂直高度a的一半。
5. 根据权利要求1所述的一种用于细胞筛选的微流控芯片,其特征在于,所述第二筛选 腔室的内部设有多个支撑柱。
6. 根据权利要求1所述的一种用于细胞筛选的微流控芯片,其特征在于,所述第一废液 收集通道或第二废液收集通道的形状为倒L形收集通道、箭头形收集通道或镜像倒L形收集 通道;所述倒L形收集通道或箭头形收集通道与废液收集口连接处为漏斗型结构;所述镜像 倒L形收集通道与废液收集口连接处为弧形结构。
7. 根据权利要求1所述的一种用于细胞筛选的微流控芯片,其特征在于,所述第二筛选 腔室内部镶嵌有抗体;首先,将链霉亲和素包被到第二筛选腔室内,再将生物素化抗体灌入 到第二筛选腔室内,孵化10-20min,使生物素化抗体与链霉朱和素结合,最后封闭亲和性筛 选单元。
8. —种微流控联合芯片,其特征在于,包括权利要求1-7任一项所述的用于细胞筛选的 微流控芯片中的物理筛选单元、亲和性筛选单元,还包括细胞培养单元,以及控制亲和性筛 选单元、细胞培养单元之间联通或阻断的阀门;所述亲和性筛选单元通过第二排出通道与 细胞培养单元连接,所述阀门位于第二排出通道上。
9. 根据权利要求8所述的一种微流控联合芯片,其特征在于,所述阀门的结构为圆柱形 小口,内部有可上下移动的橡胶管,上移橡胶管则阀门打开,细胞培养单元与亲和性筛选单 元连通;下移橡胶管则阀门关闭,细胞培养单元与亲和性筛选单元断开。
10. 根据权利要求8所述的一种微流控联合芯片,其特征在于,所述细胞培养单元包括 营养液灌注单元、生物胶灌注单元及细胞培养室,三者之间通过微桥连通;所述生物胶灌注 单元及微桥内灌注基质胶。
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