CN107475070A - 微流控芯片和制备细胞液滴的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微流控芯片，及使用微流控芯片制备细胞液滴的方法。微流控芯片包括微流控单元，微流控单元内均设有第一流道、第二流道、第三流道，和第四流道；第一流道、第二流道，和第三流道依次相连，且所述第一流道和所述第三流道均与所述第二流道交叉；第二流道上设有两个气动微阀，第二流道与第一流道和第三流道相连的位置均位于两个气动微阀之间；所述第一流道和所述第三流道上均设有气动微阀；第四流道设于所述第一流道与第三流道之间，第四流道的相对两端均与第二流道连通，第四流道的内径设置为能够捕获至少一个细胞且小于所述第二流道的内径。本发明的方案能够精确制得并提取细胞液滴。

Description

微流控芯片和制备细胞液滴的方法

技术领域

本发明涉及生物医学应用仪器领域，尤其涉及一种微流控芯片和制备细胞液滴的方法。

背景技术

随着基因组学、蛋白组学研究的不断发展，越来越多的研究者开始不再局限于多细胞水平的基因研究，而是将目光聚焦在更具体的单个细胞的水平。因而快速分离单细胞、获取单细胞液滴已成为单细胞研究与分析的关键技术。

但是，现有技术不能精确地分离单细胞以获得单细胞液滴，也不能精准提取单细胞液滴以进行后续反应。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种微流控芯片，以及使用所述微流控芯片制备细胞液滴的方法。

一种微流控芯片，包括微流控单元，每个所述微流控单元内均设有第一流道、第二流道、第三流道，和第四流道；所述第一流道、所述第二流道，和所述第三流道依次相连，且所述第一流道和所述第三流道均与所述第二流道交叉；所述第二流道上设有两个气动微阀，所述第二流道与所述第一流道和所述第三流道相连的位置均位于两个所述气动微阀之间；所述第一流道和所述第三流道上均设有所述气动微阀；所述第四流道设于所述第一流道与所述第三流道之间，所述第四流道的相对两端均与所述第二流道连通，所述第四流道的内径设置为能够捕获至少一个细胞且小于所述第二流道的内径。所述微流控单元为n个，n为大于1的正整数；其中，每个所述微流控单元的所述第三流道与相邻的另一个所述微流控单元的所述第一流道相连。

其中，所述第二流道在所述第四流道处分为两个子流道，两个所述子流道分布在所述第四流道的两侧，且每个所述子流道的一端与所述第四流道的一端汇合，每个所述子流道的另一端与所述第四流道的另一端汇合；所述第四流道的内径小于两个所述子流道的内径，且小于所述第二流道中除两个所述子流道之外的流道的内径。

其中，所述第四流道与所述第二流道中除两个所述子流道之外的流道连成直线。

其中，包括相贴合的流道层和控制层；所述第一流道、所述第二流道、所述第三流道，和所述第四流道均设于所述流道层上，所述气动微阀均设于所述控制层上。

其中，所述流道层和所述控制层的制造材料均包括聚二甲基硅氧烷。

其中，还包括外接气源，所述外接气源与所述第二流道连通。

一种制备细胞液滴的方法，用于使用上述任一项所述的微流控芯片制备细胞液滴，所述方法包括：关闭所述第二流道上的两个所述气动微阀，并开启所述第一流道与所述第三流道上的所述气动微阀；向所述第一流道注入细胞悬液，使得所述细胞悬液经所述第一流道，依次流入所述第二流道、所述第四流道和所述第三流道；通过所述第四流道的靠近所述第一流道的入口，从所述细胞悬液中捕获至少一个细胞；向所述微流控单元注入油相溶液，使得所述油相溶液依次流入并充满所述第一流道、所述第二流道和所述第三流道；打开所述第二流道上的两个所述气动微阀，并关闭所述第一流道与所述第三流道上的所述气动微阀；向所述第二流道施加气压，以将捕捉到的至少一个所述细胞从所述第四流道的入口推出所述第二流道，形成细胞液滴。

其中，在步骤关闭所述第二流道上的两个所述气动微阀，并开启所述第一流道与所述第三流道上的所述气动微阀，与步骤向所述第一流道注入细胞悬液之间，还包括：向所述第一流道注入水相溶液，使得所述水相溶液经所述第一流道，依次流入所述第二流道、所述第四流道及所述第三流道，以排出所述微流控单元内的空气。

其中，在步骤通过所述第四流道靠近所述第一流道的入口，从所述细胞悬液中捕获至少一个细胞，与步骤向所述微流控单元注入油相溶液之间，还包括：向所述第一流道注入水相溶液，使得所述水相溶液经所述第一流道，依次流入所述第二流道和所述第三流道，以冲走所述微流控单元内未被捕获的所述细胞。

其中，所述水相溶液包括磷酸盐缓冲液。

其中，所述微流控芯片包括n个所述微流控单元，n为大于1的正整数；每个所述微流控单元的所述第三流道与相邻的另一个所述微流控单元的所述第一流道相连；其中，所述方法具体包括：

关闭每个所述微流控单元中所述第二流道上的两个所述气动微阀，并开启每个所述微流控单元中所述第一流道与所述第三流道上的所述气动微阀；

向第一个所述微流控单元的所述第一流道注入细胞悬液，使得所述细胞悬液经第一个所述微流控单元的所述第一流道，依次流入所述第二流道、所述第四流道和所述第三流道，直至流入第n个所述微流控单元；

通过每个所述第四流道的靠近所述第一流道的入口，从所述细胞悬液中捕获至少一个细胞；

向第一个所述微流控单元注入油相溶液，使得所述油相溶液依次流入并充满第一个所述微流控单元的所述第一流道、所述第二流道、和所述第三流道，直至流入第n个所述微流控单元；

打开每个所述微流控单元中所述第二流道上的两个所述气动微阀，并关闭每个微流控单元中所述第一流道与所述第三流道上的所述气动微阀；

向第i个所述微流控单元的所述第二流道施加气压，以将捕捉到的至少一个所述细胞从所述第四流道的入口推出所述第二流道，形成细胞液滴；其中，i＝1，2，3，…n。

本发明的方案中，微流控单元通过第一流道、第二流道、第三流道，和第四流道的结构，能够精确制得并提取细胞液滴。并且，由于本微流控芯片可以与自动化仪器相连而实现制备细胞液滴的自动化，因而进一步提高了制备精度与制备效率。再者，使用微流控芯片可以减少试剂污染，因而避免了细胞液滴中的细胞内含物污染。

附图说明

为更清楚地阐述本发明的构造特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

图1是本发明第一实施例的微流控芯片的平面结构示意图；

图2是本发明第二实施例的微流控芯片的平面结构示意图；

图3是图2中的微流控芯片内注入细胞悬液的示意图；

图4是图3中的微流控芯片内注入水相溶液以冲走未捕获的细胞的示意图；

图5是图4中的微流控芯片内注入油相溶液以置换水相溶液的示意图；

图6是图5的微流控芯片内油相溶液置换水相溶液完成的示意图；

图7是对图6的微流控芯片施加气压以推出油包水细胞液滴的示意图；

图8是本发明实施例的制备细胞液滴的方法的示意性流程框图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种微流控芯片，包括n个微流控单元，n为正整数。例如，n＝1，2，3..。当n≥2时，n个微流控单元依次相连，且每个微流控单元结构完全一致。其中，每个微流控单元都可以制得一个细胞液滴。本发明以下实施例以n＝1和n＝2为例进行说明。应理解，这仅仅是一种示意。

如图1所示，在本发明第一实施例中，微流控芯片10’包括一个微流控单元11，微流控单元11内设有第一流道111、第二流道112、第三流道113，和第四流道114。其中，第一流道111、第二流道112、第三流道113依次相连，且第一流道111和第三流道113均与第二流道112交叉。所述交叉即指第一流道111和第三流道113均与第二流道112呈夹角相连，三者并非排布在一条直线上。本实施例中，第一流道111和第三流道113均与第二流道112垂直，这仅是一种优选方案。在其他实施例中，第一流道111、第三流道113与第二流道112的夹角可以根据需要任意设置，不限于为垂直。第一流道111和第三流道113可以位于第二流道112的同侧，也可以分别位于第二流道112的相对两侧。本实施例中，以位于同侧为优选方案，在其他实施例中，可以是分别位于两侧。

如图1所示，第二流道112上设有两个气动微阀112a和112b，第二流道112与第一流道111及第三流道113相连的位置均位于气动微阀112a和112b之间，即第二流道112较长，第一流道111和第三流道113连接在第二流道112的两端之内，而气动微阀112a和112b则分别位于第二流道112的两端。

如图1所示，第一流道111上设有气动微阀111a，第三流道113上设有气动微阀113a。第四流道114设于第一流道111与第三流道113之间，当然第四流道114也位于气动微阀112a和112b之间。第四流道114的相对两端均与第二流道112连通，即第四流道114与部分第二流道112并排设置。第四流道114的内径设置为能够捕获至少一个细胞，且小于第二流道112的内径。

本实施例中，第一流道111和第四流道114呈直线状，部分第二流道112呈弧线状、部分第二流道112呈直线状，第三流道113呈直角弯折状，这仅仅是一种优选方式。在其他实施例中，流道的形状可以根据需要进行设计，不限于为上述形式。例如，第二流道112可以全部呈直线，第四流道114可以呈弧线并与部分第二流道112并联；第一流道111可以为曲线；第三流道113可以为直线或曲线。

如图2所示，在本发明第二实施例中，与上述第一实施例不同的是，微流控芯片10可以包括2个微流控单元，分别为微流控单元11和微流控单元12。微流控单元11和微流控单元12相连。具体的，微流控单元11的第三流道113，与微流控单元12的第一流道121相连，使得微流控单元11与微流控单元12相连通，构成微流控芯片10。微流控芯片10中的每个微流控单元均具有上述第一实施例中所述的流道结构，此处不再赘述。在其他实施例中，微流控芯片还可以包括3个及以上的微流控单元。同样的，每个微流控单元的第三流道与相邻的另一个微流控单元的第一流道相连，且每个微流控单元均具有上述第一实施例中所述的流道结构。

以下将结合细胞液滴的制备过程，以微流控芯片10为例，描述本实施例的微流控芯片的作用原理及功能。

本微流控芯片10可用于制备细胞液滴，所述细胞液滴可以是单细胞液滴，也可以是多细胞液滴。

如图3所示，可以通过外界气源施加气压，关闭气动微阀112a、112b、122a和122b(以阴影表示气动微阀为关闭状态)，而开启气动微阀111a、113a、121a和123a(以虚线框表示气动微阀为开启状态)，便于预先对微流控单元11和微流控单元12进行清洗，以排尽微流控单元11和微流控单元12中的各个流道内空气，利于后续工艺的进行。可以向第一流道111注入PBS(磷酸盐缓冲液)、水等水相溶液，水相溶液依次流经第一流道111、第二流道112、第四流道114，和第三流道113，直至微流控单元12，从而排除微流控单元11与微流控单元12内的空气。

接着，向微流控单元11的第一流道111注入细胞悬液，使得细胞悬液经第一流道111，依次流入第二流道112、第四流道114和第三流道113，直至流入微流控单元12。细胞悬液在微流控单元12按照相同的路径流动，充满微流控单元12。图3中使用均布的小十字点表示充满微流控单元11与微流控单元12的细胞悬液，使用大的黑色圆点表示细胞悬液中浮动的细胞。

如图3所示，由于第四流道114的内径较小，以至于能够捕捉至少一个细胞。所述捕捉即细胞悬液流入第四流道114时，至少一个细胞被小口径的第四流道114卡住，进而被分离并滞留在第四流道114的入口。即可以通过第四流道114的入口，从细胞悬液中捕获至少一个细胞。同样的，可以通过第四流道124的入口捕获至少一个细胞。图3中以捕获单细胞为例；在其他实施例中，可以捕获多个细胞。

微流控芯片10内的细胞悬液中还包含未被捕获的细胞，为了不影响后续工艺，需要将此部分细胞排出。因此，如图4所示，可向微流控单元11的第一流道111注入PBS，使得PBS经第一流道111，依次流入第二流道112和第三流道113，直至流入微流控单元12，以冲走未捕获的多余细胞。图4中使用斜线阴影表示微流控单元11与微流控单元12内的PBS。由图4可见，除了捕获的细胞，其余的细胞已被冲走。

然后，如图5所示，可以向微流控单元11注入油相溶液，使得油相溶液依次流入并充满第一流道111、第二流道112和第三流道113，直至流入微流控单元12，以在微流控芯片10中形成油相环境。同时，油相溶液还能将上一步骤中注入的PBS逐渐挤出微流控芯片10。如图6所示，PBS被油相溶液置换(即油相置换水相)后，微流控芯片10中就会形成油相环境。图5、图6中以气泡状阴影表示油相溶液。应注意，如图6所示，由于第四流道114内已经充满PBS，且第四流道114的入口滞留有细胞，这使得油相溶液无法从第四流道114的出口进入第四流道114。即经过油相置换水相后，第四流道114内仍留有PBS。

之后，如图7所示，打开第二流道112上的气动微阀112a和112b，并关闭第一流道111上的气动微阀111a与第三流道113上的气动微阀113a。同样的，打开第二流道122上的气动微阀122a和122b，并关闭第一流道121上的气动微阀121a与第三流道123上的气动微阀123a。图7中，打开的气动微阀用虚线框表示，关闭的气动微阀则用阴影表示。然后，可以向微流控单元11的第二流道112施加气压，挤压第二流道112内的油相溶液及第四流道114内的PBS，以将细胞从第四流道114的入口推出第二流道112，最终得到细胞液滴。具体的，可以从第二流道112的左端，即靠近气动微阀112a的一端施加气压，使第二流道112内的油相溶液推动第四流道114内的PBS液柱向右移动，由此带动位于第四流道114的入口的至少一个细胞向右移动。在细胞移动的过程中，细胞表面会包裹一层油膜，最终形成细胞液滴。由于气动微阀112b为开启状态，所形成的细胞液滴将会从第二流道112的右端，即靠近第二流道112的入口一端离开第二流道112而被提取。当然，对于微流控单元12，也可以做同样处理，以形成和提取细胞液滴。在实际使用中，可以根据需要对任一微流控单元形成和提取细胞液滴，且对任一微流控单元进行细胞液滴的形成和提取是独立的，不会影响其他微流控单元。

由上述制备过程可知，本微流控芯片10通过设计结构相同的微流控单元11和微流控单元12，每个微流控单元通过第一流道、第二流道、第三流道，和第四流道的结构，均能够精确制得并提取细胞液滴。并且，由于本微流控芯片10可以与自动化仪器相连而实现制备细胞液滴的自动化，因而进一步提高了制备精度与制备效率。再者，使用微流控芯片可以减少试剂污染，因而避免了细胞液滴中的细胞内含物污染。

本实施例中，当微流控芯片仅包括一个微流控单元时，同样有以上的细胞液滴制备过程，仅仅是无需使得注入微流控单元的试剂流入下一微流控单元而已。因此，上述第一实施例中的微流控芯片10’同样可以精确制得并提取细胞液滴，实现制备细胞液滴的自动化，提高制备精度与制备效率，并且避免细胞液滴中的细胞内含物污染。

进一步的，如图1～图7所示，在上述第一和第二实施例中，第二流道112在第四流道114处可以分为两个子流道。两个所述子流道分布在第四流道114的两侧，且每个所述子流道的一端与第四流道114的一端汇合，每个所述子流道的另一端与第四流道114的另一端汇合。两个所述子流道的内径相同，且与第二流道112中除两个所述子流道之外的流道的内径一致。第四流道114的内径小于第二流道112的内径，即小于两个所述子流道的内径，且小于第二流道112中除两个所述子流道之外的流道的内径。

其中，所述子流道即为图1～图7中分布于第四流道114的上下两侧的弧形流道。将第二流道112分为两路所述子流道，并将第四流道114夹设于两个所述子流道之间，能够增强试剂(包括PBS、水相、油相)流动，提高细胞液滴的制备效率。本实施例中，优选的，两个所述子流道对称分布在第四流道114两侧；在其他实施例中，两个所述子流道也可以是非对称分布。本实施例中，第二流道112整体上具有一种内径；在其他实施例中，两个所述子流道与第二流道112中除两个所述子流道之外的流道的内径，可以是至少一个与其他两个不同。或者，在其他实施例中，第二流道112也可以没有两个分支，而仅是第二流道112的一部分与第四流道114并联设置。

进一步的，如图1～图7所示，在上述第一和第二实施例中，第四流道114与第二流道112中除两个所述子流道之外的流道连成直线。由此，油相溶液将沿直线推出第四流道114内的PBS，使得推出阻力最小，有利于细胞液滴的形成和提取。在其他实施例中，第四流道114与第二流道112中除两个所述子流道之外的流道，也可以连成曲线，只要保证能制备细胞液滴即可。

在上述第一和第二实施例中，微流控芯片可以包括相贴合的流道层和控制层。其中，全部所述第一流道、全部所述第二流道、全部所述第三流道，和全部所述第四流道均设于所述流道层上；全部所述气动微阀均设于所述控制层上。所述流道层和所述控制层可以采用键合封装工艺进行贴合。

在上述第一和第二实施例中，可以弹性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)为主要材料，采用多层软光刻技术制造微流控芯片。具体的，可以使用用光刻技术分别制作两块模板，一块用于制造所述流道层，另一块用于制造所述控制层；使用PDMS复制两个所述模板，制成两层弹性体结构；将两层弹性体结构分别从两个所述模板剥离，进行打孔，对准贴合，再封接，最终形成微流控芯片。采用上述工艺制造的微流控芯片，具有尺寸小、试剂消耗量少、高通量、易集成等优点，适用于微体系的研究和分析工作。

在上述第一和第二实施例中，微流控芯片可以包括外接气源，所述外接气源与各个第二流道112相连，以在油相置换水相之后，通过气压推动第四流道114内的PBS液柱向右移动，将细胞推出第二流道112，最终得到细胞液滴。

以上实施例详细描述了本发明实施例的微流控芯片。以下实施例将描述本发明实施例的制备细胞液滴的方法。

如图8所示，本发明实施例提供了一种制备细胞液滴的方法200，用于使用以上装置实施例所述的微流控芯片制备细胞液滴，所述细胞液滴可以是单细胞液滴，也可以是多细胞液滴。方法200包括：

S210，关闭所述第二流道上的两个所述气动微阀，并开启所述第一流道与所述第三流道上的所述气动微阀；

S220，向所述第一流道注入细胞悬液，使得所述细胞悬液经所述第一流道，依次流入所述第二流道、所述第四流道和所述第三流道；

S230，通过所述第四流道靠近所述第一流道的入口，从所述细胞悬液中捕获至少一个细胞；

S240，向所述微流控单元注入油相溶液，使得所述油相溶液依次流入并充满所述第一流道、所述第二流道和所述第三流道；

S250，打开所述第二流道上的两个所述气动微阀，并关闭所述第一流道与所述第三流道上的所述气动微阀；

S260，向所述第二流道施加气压，以将捕捉到的至少一个所述细胞从所述第四流道的入口推出所述第二流道，得到细胞液滴。

进一步的，本方法实施例中，所述微流控芯片可以包括n个所述微流控单元，n为大于1的正整数；每个所述微流控单元的所述第三流道与相邻的另一个所述微流控单元的所述第一流道相连；

其中，S210具体包括：关闭每个所述微流控单元中所述第二流道上的两个所述气动微阀，并开启每个所述微流控单元中所述第一流道与所述第三流道上的所述气动微阀；

S220具体包括：向第一个所述微流控单元的所述第一流道注入细胞悬液，使得所述细胞悬液经第一个所述微流控单元的所述第一流道，依次流入所述第二流道、所述第四流道和所述第三流道，直至流入第n个所述微流控单元；

S230具体包括：通过每个所述第四流道的靠近所述第一流道的入口，从所述细胞悬液中捕获至少一个细胞；

S240具体包括：向第一个所述微流控单元注入油相溶液，使得所述油相溶液依次流入并充满第一个所述微流控单元的所述第一流道、所述第二流道、和所述第三流道，直至流入第n个所述微流控单元；

S250具体包括：打开每个所述微流控单元中所述第二流道上的两个所述气动微阀，并关闭每个微流控单元中所述第一流道与所述第三流道上的所述气动微阀；

S260具体包括：向第i个所述微流控单元的所述第二流道施加气压，以将捕捉到的至少一个所述细胞从所述第四流道的入口推出所述第二流道，形成细胞液滴；其中，i＝1，2，3，…n。

本方法实施例中，微流控芯片例如可以是上述装置实施例中的微流控芯片10’或微流控芯片10。以下将以微流控芯片10为例具体描述本方法200。

具体的，在S210中，结合图2所示，可以通过外界气源施加气压，关闭气动微阀112a、112b、122a和122b(以阴影表示气动微阀为关闭状态)，而开启气动微阀111a、113a、121a和123a(以虚线框表示气动微阀为开启状态)。

在S220中，结合图3所示，可以向微流控单元11的第一流道111注入细胞悬液，使得细胞悬液经第一流道111，依次流入第二流道112、第四流道114和第三流道113，直至流入微流控单元12。细胞悬液在微流控单元12按照相同的路径流动，充满微流控单元12。图2中使用均布的小十字点表示充满微流控单元11与微流控单元12的细胞悬液，使用大的黑色圆点表示细胞悬液中浮动的细胞。

在S230中，结合图3所示，由于第四流道114的内径较小，以至于能够捕捉至少一个细胞。所述捕捉即细胞悬液流入第四流道114时，至少一个细胞被小口径的第四流道114卡住，进而被分离并滞留在第四流道114的入口。即可以通过第四流道114的入口，从细胞悬液中捕获至少一个细胞。同样的，可以通过第四流道124的入口捕获至少一个细胞。图3中以捕获单细胞为例；在其他实施例中，可以捕获多个细胞。

在S240中，结合图5和图6所示，可以向微流控单元11注入油相溶液，使得油相溶液依次流入并充满第一流道111、第二流道112和第三流道113，直至流入微流控单元12。随之油相试剂的注入，油相试剂能逐渐替换微流控单元11与微流控单元12内除第四流道之外的细胞悬液，此为油相置换水相的过程。

在S250中，结合图7所示，可以打开第二流道112上的气动微阀112a和112b，并关闭第一流道111上的气动微阀111a与第三流道113上的气动微阀113a。同样的，打开第二流道122上的气动微阀122a和122b，并关闭第一流道121上的气动微阀121a与第三流道123上的气动微阀123a。图7中，打开的气动微阀用虚线框表示，关闭的气动微阀则用阴影表示。

在S260中，结合图7所示，可以向微流控单元11的第二流道112施加气压，挤压第二流道112内的油相溶液，以将至少一个细胞从第四流道114的入口推出第二流道112，最终得到细胞液滴。本实施例中，可以从第二流道112的左端，即靠近气动微阀112a的一端施加气压，使第二流道112内的油相溶液推动至少一个细胞向右移动，进而形成细胞液滴。由于气动微阀112b为开启状态，所形成的细胞液滴将会从第二流道112的右端，即靠近第二流道112的入口一端离开第二流道112而被提取。当然，对于微流控单元12，也可以做同样处理，以形成和提取细胞液滴。在实际使用中，可以根据需要，可以针对任意微流控单元形成和提取细胞液滴，且对任一微流控单元进行细胞液滴的形成和提取是独立的，不会影响其他微流控单元。

本方法实施例中，当微流控芯片为上述装置实施例中的微流控芯片10’时，同样有以上的细胞液滴制备步骤，仅仅是无需使得注入一个微流控单元的试剂流入下一微流控单元而已。

由此，本实施例的制备细胞液滴的方法200，通过上述的微流控芯片，能够精确制得并提取细胞液滴。并且，由于上述微流控芯片可以与自动化仪器相连而实现制备细胞液滴的自动化，因而使得本方法200能进一步提高制备精度与制备效率。再者，使用本方法200可以减少试剂污染，因而避免了细胞液滴中的细胞内含物污染。

进一步的，在S210与S220之间，本方法200还可以包括：

向所述第一流道注入水相溶液，使得所述水相溶液经所述第一流道，依次流入所述第二流道、所述第四流道，及所述第三流道，以排出所述微流控单元内的空气。

具体的，例如可以向第一流道111注入PBS(磷酸盐缓冲液)、水等水相溶液，水相溶液依次流经第一流道111、第二流道112、第四流道114，和第三流道113，直至微流控单元12，从而排除微流控单元11与微流控单元12内的空气，以利于后续细胞液滴的制备。在其他实施例中，所述水相溶液不限于为水或PBS，可以根据需要选用。

进一步的，在S230与S240之间，本方法200还可以包括：

向所述第一流道注入水相溶液，使得所述水相溶液经所述第一流道，依次流入所述第二流道和所述第三流道，以冲走所述微流控单元内未被捕获的所述细胞。

为了不影响后续细胞液滴的制备，需要将未捕获的细胞排出。具体的，例如可以向微流控单元11的第一流道111注入PBS，使得PBS经第一流道111，依次流入第二流道112和第三流道113，直至流入微流控单元12，以冲走未捕获的多余细胞。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易的想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种微流控芯片，其特征在于，

包括微流控单元，所述微流控单元内设有第一流道、第二流道、第三流道，和第四流道；所述第一流道、所述第二流道，和所述第三流道依次相连，且所述第一流道和所述第三流道均与所述第二流道交叉；所述第二流道上设有两个气动微阀，所述第二流道与所述第一流道和所述第三流道相连的位置均位于两个所述气动微阀之间；所述第一流道和所述第三流道上均设有所述气动微阀；所述第四流道设于所述第一流道与所述第三流道之间，所述第四流道的相对两端均与所述第二流道连通，所述第四流道的内径设置为能够捕获至少一个细胞且小于所述第二流道的内径。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，

所述微流控单元为n个，n为大于1的正整数；其中，每个所述微流控单元的所述第三流道与相邻的另一个所述微流控单元的所述第一流道相连。

3.根据权利要求1或2所述的微流控芯片，其特征在于，

所述第二流道在所述第四流道处分为两个子流道，两个所述子流道分布在所述第四流道的两侧，且每个所述子流道的一端与所述第四流道的一端汇合，另一端与所述第四流道的另一端汇合；所述第四流道的内径小于两个所述子流道的内径，且小于所述第二流道中除两个所述子流道之外的流道的内径。

4.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，

所述第四流道与所述第二流道中除两个所述子流道之外的流道连成直线。

5.根据权利要求1或2所述的微流控芯片，其特征在于，

包括相贴合的流道层和控制层；所述第一流道、所述第二流道、所述第三流道，和所述第四流道均设于所述流道层上，所述气动微阀均设于所述控制层上。

6.根据权利要求1或2所述的微流控芯片，其特征在于，

还包括外接气源，所述外接气源与所述第二流道相连。

7.一种制备细胞液滴的方法，其特征在于，

用于使用权利要求1所述的微流控芯片制备细胞液滴，所述方法包括：

关闭所述第二流道上的两个所述气动微阀，并开启所述第一流道与所述第三流道上的所述气动微阀；

向所述第一流道注入细胞悬液，使得所述细胞悬液经所述第一流道，依次流入所述第二流道、所述第四流道和所述第三流道；

通过所述第四流道靠近所述第一流道的入口，从所述细胞悬液中捕获至少一个细胞；

向所述微流控单元注入油相溶液，使得所述油相溶液依次流入并充满所述第一流道、所述第二流道，和所述第三流道；

打开所述第二流道上的两个所述气动微阀，并关闭所述第一流道与所述第三流道上的所述气动微阀；

向所述第二流道施加气压，以将捕捉到的至少一个所述细胞从所述第四流道的入口推出所述第二流道，形成细胞液滴。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

在步骤关闭所述第二流道上的两个所述气动微阀，并开启所述第一流道与所述第三流道上的所述气动微阀，与步骤向所述第一流道注入细胞悬液之间，还包括：

向所述第一流道注入水相溶液，使得所述水相溶液经所述第一流道，依次流入所述第二流道、所述第四流道，及所述第三流道，以排出所述微流控单元内的空气。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，

在步骤通过所述第四流道靠近所述第一流道的入口，从所述细胞悬液中捕获至少一个细胞，与步骤向所述微流控单元注入油相溶液之间，还包括：

向所述第一流道注入水相溶液，使得所述水相溶液经所述第一流道，依次流入所述第二流道和所述第三流道，以冲走所述微流控单元内未被捕获的所述细胞。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述微流控芯片包括n个所述微流控单元，n为大于1的正整数；每个所述微流控单元的所述第三流道与相邻的另一个所述微流控单元的所述第一流道相连；其中，所述方法具体包括：

关闭每个所述微流控单元中所述第二流道上的两个所述气动微阀，并开启每个所述微流控单元中所述第一流道与所述第三流道上的所述气动微阀；

向第一个所述微流控单元的所述第一流道注入细胞悬液，使得所述细胞悬液经第一个所述微流控单元的所述第一流道，依次流入所述第二流道、所述第四流道和所述第三流道，直至流入第n个所述微流控单元；

通过每个所述第四流道的靠近所述第一流道的入口，从所述细胞悬液中捕获至少一个细胞；

向第一个所述微流控单元注入油相溶液，使得所述油相溶液依次流入并充满第一个所述微流控单元的所述第一流道、所述第二流道、和所述第三流道，直至流入第n个所述微流控单元；

打开每个所述微流控单元中所述第二流道上的两个所述气动微阀，并关闭每个微流控单元中所述第一流道与所述第三流道上的所述气动微阀；

向第i个所述微流控单元的所述第二流道施加气压，以将捕捉到的至少一个所述细胞从所述第四流道的入口推出所述第二流道，形成细胞液滴；其中，i＝1，2，3，…n。