CN109880744B - 光流控细胞分选芯片及其分选细胞的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光流控细胞分选芯片及其分选细胞的方法。该芯片包括基底、微流通道和光波导，所述微流通道设置于所述基底中，所述光波导可活动地设置于所述基底上；所述微流通道至少包括相互连通的第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道均用于容纳微流体，且所述第一通道还用于容纳至少两种细胞；所述光波导包括光信号输入端和捕获端，所述光信号输入端用于接入光信号，所述捕获端用于吸附所述至少两种细胞中的一种细胞，且所述捕获端用于将吸附的细胞释放至所述第二通道中。该芯片结构简单，制作方法简便易行，成本低廉，利用锥形波导可精准、高效、灵活地分选微纳米级别的细胞，且可对无标记的生物细胞进行分离。

Description

光流控细胞分选芯片及其分选细胞的方法

技术领域

本发明属于光流控技术领域，具体地讲，涉及一种光流控细胞分选芯片及其分选细胞的方法。

背景技术

细胞分选是生物学研究和临床诊断的基础，在单细胞分析、疾病检测和诊断等领域发挥着至关重要的作用。传统的细胞分选方法主要包括荧光激活细胞分选，介电泳分选和磁泳分选等。然而，上述方法需要额外的生化标记、大样品体积、高电场和磁场等条件，这大大限制了细胞分选在分离无需标记、稀有活细胞方面的进一步应用。1987年，Ashkin等人在《Science》中提出光镊可以通过聚焦光束在流体介质中非物理接触地操纵微/纳米粒子或活细胞。然而，传统光镊存在几大不足：一是激发设备庞大复杂、价格昂贵且损耗较大。因此，实验平台的准备、维护需要较高的经济成本和时间成本。二是无法灵活操控，难以与微流控芯片相结合。而光纤光镊具有制备简单，体积小，操作灵活等优点，但通常仅具有单一功能，即捕获或排斥颗粒/细胞，难以同时操控和分离两种不同的细胞。因此，如何无损伤且有效地对活细胞进行分离，成为本领域中急需解决的技术问题。

发明内容

(一)本发明所要解决的技术问题

本发明解决的技术问题是：如何无损伤且有效地对活细胞进行分离。

(二)本发明所采用的技术方案

为解决上述的技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种光流控细胞分选芯片，包括基底、微流通道和光波导，所述微流通道设置于所述基底中，所述光波导可活动地设置于所述基底上；所述微流通道至少包括相互连通的第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道均用于容纳微流体，且所述第一通道还用于容纳至少两种细胞；所述光波导包括光信号输入端和捕获端，所述光信号输入端用于接入光信号，所述捕获端用于吸附所述至少两种细胞中的一种细胞，且所述捕获端用于将吸附的细胞释放至所述第二通道中。

优选地，所述光波导为锥形波导，所述捕获端还用于推动除被吸附的细胞之外的其他细胞远离所述捕获端。

优选地，所述锥形波导的锥角角度范围为大于或等于40度且小于或等于120度。

优选地，所述微流通道为T型通道或交叉型通道。

优选地，所述第一通道具有第一入口，所述第一入口用于注入微流体，以使所述微流体充满所述第一通道和所述第二通道；且所述第一入口还用于注入细胞混合液，以使得所述细胞混合液分布于所述第一通道，其中所述细胞混合液中含有至少两种细胞。

优选地，所述第二通道具有第二入口和出口，所述第二入口用于注入微流体，以带动被所述捕获端释放至所述第二通道中的细胞流出所述出口。

本发明还提供了一种基于光流控细胞分选芯片的分选细胞的方法，所述方法包括：

将微流体注入至所述第一通道和所述第二通道；

将细胞混合液注入至所述第一通道，所述细胞混合液中含有至少两种细胞；

将所述光信号输入端接入光信号，并将所述捕获端移动至所述第一通道的微流体中，以使所述捕获端吸附所述至少两种细胞中的一种细胞；

将吸附有细胞的所述捕获端移动至所述第二通道的微流体中，关闭所述光信号输入端接入的光信号，以使所述捕获端吸附的细胞被释放至所述第二通道中。

优选地，所述分选细胞的方法还包括：

将微流体从所述第二入口注入至所述第二通道中，以带动所述第二通道中的细胞流出所述第二通道的出口。

优选地，所述细胞混合液中含有球状细胞、杆状细菌和球状细菌。

优选地，所述光信号的光功率可调谐范围为10mW～100mW；所述光信号的波长范围在400nm～1100nm。

(三)有益效果

本发明公开了一种光流控细胞分选芯片及其分选细胞的方法，与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)从便捷性和可行性出发，相比于传统激光激发方法，本发明通过将光纤激光器发射出的光信号耦合进锥形光波导，便能更简便、更灵活、可调谐对细胞进行操控和分选。比用复杂庞大的光学系统聚焦产生激光束照射更加合适。而且，锥形波导由于其具有体积小、移动性强等特点，易于与微流控芯片集成，能在更狭窄、更紧密的空间中进行。本发明既可以避免光能的浪费，又可以更精准、更高效、更灵活地分选微纳米级别的细胞，大大增强了细胞分选的应用领域。而这些仅仅需要一台光纤激光器，实验设备成本较低，能量损耗较低，增加了能源利用效率。

(2)制作方法简便易行，成本低廉。本发明所用的锥形波导，是由二氧化硅光纤加热拉制而成，波导材料包括二氧化硅，可以推广到其他波导材料如硅、聚合物等，制备方法包括加热拉制，可以推广到其他方法如化学腐蚀等。

(3)细胞无需额外标记，对生物细胞无损伤。相比于传统的细胞分选方法如荧光激活细胞分选、磁泳等，本发明所分选的细胞无需对细胞进行额外处理如生化标记等，可最大程度地保持细胞活性，对生物细胞无损，增强了活细胞分选在生物医学领域的应用。

附图说明

图1是本发明的实施例一的光流控细胞分选芯片的结构示意图；

图2是本发明的实施例二的分选细胞的方法的流程图；

图3a是本发明的光波导的锥角示意图；

图3b是本发明的不同锥角的光场示意图；

图3c是本发明的在不同锥角下红细胞和大肠杆菌的受力分析图；

图4a是大肠杆菌沿着x轴的模拟受力情况随着大肠杆菌与锥角之间的距离的变化情况；

图4b是光轴上的大肠杆菌的受力分析图；

图5a是红细胞沿着x轴的模拟受力情况随着红细胞与锥角之间的距离的变化情况示意图；

图5b是光轴上的红细胞的受力分析图；

图6a是大肠杆菌沿着y轴的模拟受力情况随着大肠杆菌与光轴之间的距离的变化情况示意图；

图6b是红细胞沿着y轴的模拟受力情况随着红细胞与光轴之间的距离的变化情况示意图；

图6c是大肠杆菌沿着y轴的受力分析图；

图6d是红细胞沿着y轴的受力分析图；

图7a是杆菌沿着x轴的模拟受力情况随着杆菌长度的变化情况示意图；

图7b是球菌沿着x轴的模拟受力情况随着球菌直径的变化情况示意图；

图8a是微流通道的局部示意图；

图8b是锥形波导的扫描电子显微镜图片；

图9a、9b是显微照片，所述的显微照片示出打开光信号，通过移动锥形波导，大肠杆菌被捕获并排列成大肠杆菌链，而红细胞被排斥。

图10是显微照片，所述的显微照片示出通过移动锥形波导，大肠杆菌链在x-y平面上灵活移动的示意图。

图11是显微照片，所述的显微照片示出关闭光信号，被捕获的大肠杆菌被释放，并被通入的微流体流入收集管中。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1所示，根据本发明的实施例一的光流控细胞分选芯片包括基底10、微流通道20和光波导30，其中，微流通道20设置于基底10中，光波导30可活动地设置于基底10上。微流通道20至少包括相互连通的第一通道21和第二通道22，第一通道21和第二通道22均用于容纳微流体，且第一通道21还用于容纳至少两种细胞。光波导30包括光信号输入端31和捕获端32，光信号输入端31用于接入光信号，捕获端32用于吸附至少两种细胞中的一种细胞，且捕获端32用于将吸附的细胞移动至第二通道22中。作为优选实施例，光波导30为锥形波导，其中锥形波导优选地由二氧化硅光纤加热拉制而成，当然光波导的材料还可以包括其他波导材料，如氮化硅、蓝宝石、熔点大于100摄氏度的聚合物等，其制备方法还可以为化学腐蚀方法，这些材料和制备方法均为本领域的常见技术手段，在此不进行赘述。

下面分析锥形波导分选细胞的原理：本发明基于光力对形状/尺寸不同的细胞产生的作用不同，从而可将形状/尺寸不同的细胞分离。光束被锥形波导的锥角聚焦后，液体中的细胞在焦点附近受到光压产生的光力。光力分为两个部分：一个是由非均匀电场中的细胞的临时极化产生的光梯度力，这个分量可以将细胞捕获到光场更强的区域；另一个是由光和细胞之间的动量转移产生的光散射力，这个分量可以沿着光传播的方向推动细胞。当光梯度力分量大于光散射力分量时，光力表现为捕获力，此时细胞能被锥形波导捕获。而当光散射力分量大于光梯度力分量时，光力表现为排斥力，此时细胞便会被推离锥形波导。光力与锥形波导的锥角、细胞的形状/尺寸以及细胞中心与锥形波导锥角之间的距离有关。锥形波导不同的锥角对光束起到的聚焦作用不同，理论仿真表明，对于分选细胞，最佳锥角为100°。而细胞受到的光力则取决于细胞的形状/尺寸。以大肠杆菌和红细胞为例，对于在焦点附近的大肠杆菌，由于大肠杆菌的直径较窄，光束将被限制于大肠杆菌中，高度聚焦的光可捕获大肠杆菌。随着大肠杆菌与锥角间的距离不断增大，光强的减弱使得光力难以捕获大肠杆菌。而由于红细胞具有体积较大的圆盘形，更多的光子会被吸收，使得光散射力强于光梯度力，所以红细胞会被光束推离锥形波导。

具体地，本实施例一中的微流通道20优选T型通道，即第一通道21和第二通道22垂直流通以形成T型通道。具体来说，第一通道21具有第一入口21a，第一入口21a位于第一通道21的远离第二通道22的一端，第一入口21a用于与外界的注射泵相互连接，利用注射泵注入微流体，以使微流体充满第一通道21和第二通道22。另外还可以通过注射泵注入细胞混合液，以使细胞混合液分布于第一通道21中，细胞混合液中含有至少两种细胞。示例性地，微流体可以使用对生物细胞无害的流体，包括去离子水、PBS(phosphate buffer saline，磷酸缓冲盐溶液)缓冲液水。细胞混合液可含有球状细胞、杆状细菌和球状细菌，例如球状细胞可为红细胞或癌细胞，杆状细菌可为大肠杆菌，球状细菌可为金黄色葡萄球菌。其中注射泵可使用本领域公知的任何类型的注射泵或者微量注射器等。另外在其他实施方式中，微流通道20还可选为交叉型通道。

进一步地，第二通道22具有第二入口22a和出口22b，第二入口22a和出口22b分别位于第二通道22的相对两端，第二入口22a连接注射泵，通过注射泵注入去离子水或PBS溶液，以带动被捕获端32吸附至第二通道22中的细胞流出出口22b。

本实施例一提供的光流控细胞分选芯片，其结构简单，制作方法简便易行，成本低廉，利用锥形波导可精准、高效、灵活地分选微纳米级别的细胞，且可对无标记的生物细胞进行分离。本发明公开的光流控细胞分选芯片既可以作为独立的装置，又可以作为一个模块并入到本领域公认的任何适当的微流控系统中。在某些实施方式中，基于光力的微流控细胞分选芯片可以形成具有多种功能的芯片上的一个元件。

实施例二

如图2所示，根据本发明实施例二的基于光流控细胞分选芯片的分选细胞的方法包括如下步骤：

步骤S10：将微流体注入至第一通道21和第二通道22。

具体地，利用注射泵从第一入口21a注入微流体，使得微流体充满第一通道21和第二通道22。其中微流体可以使用对生物细胞无害的流体，包括去离子水、PBS缓冲液水。

步骤S20：将细胞混合液注入至第一通道21，细胞混合液中含有至少两种细胞。

具体地，通过注射泵从第一入口21a注入细胞混合液，以使细胞混合液分布于第一通道21中。

步骤S30：将光信号输入端31接入光信号，并将捕获端32移动至第一通道21的微流体中，以使捕获端32吸附至少两种细胞中的一种细胞。

具体地，光信号输入端31接入光信号后，捕获端32被移动至第一通道21内且被浸润在微流体中，此时捕获端32可吸附其中一种细胞，并推动除被吸附的细胞之外的其他细胞远离所述捕获端32。作为优选实施例，当细胞混合液中含有红细胞和大肠杆菌时，捕获端32可吸附大肠杆菌，同时推动红细胞远离捕获端32，这样可完成对目标细胞的吸附。光信号的光功率可调谐范围为10mW～100mW；所述光信号的波长范围在400nm～1100nm。

步骤S40：将吸附有细胞的捕获端32移动至第二通道22的微流体中，关闭光信号输入端31接入的光信号，以使捕获端32吸附的细胞被释放至第二通道22中。

进一步地，本实施例二的分选细胞的方法还包括：

步骤S50：将微流体注入至第二通道22中，以带动第二通道22中的细胞流出第二通道22的出口22b，其中微流体可以使用对生物细胞无害的流体，包括去离子水、PBS缓冲液水。

具体地，利用注射泵将微流体从第二入口22a注入至第二通道22中，微流体带动细胞从出口22b中流出，接着将收集管与出口22b连接，以收集流出的细胞溶液，即完成分选细胞的整体流程。该步骤中，为了防止第二通道22中的细胞被冲回至第一通道21中，捕获端32的释放位置应位于第一通道21和第二通道22两者的交汇处和出口22b之间，这样第二通道22中的全部细胞可被冲出至出口22b外。

进一步地，下面从理论分析的角度，来对本实施例的分选细胞的方法进行详细论述。

首先，本实施例二中的锥形波导的锥角角度范围优选为大于或等于40度且小于或等于120度，当锥角角度选取上述角度时，大肠杆菌会被捕获而红细胞会被排斥，下面对此进行理论分析。

通过有限差分时域法(FDTD)，我们计算了不同锥角θ的锥形波导尖端的出射光场和沿着光轴的光学力F_x。锥角θ被定义为锥形尖端的两条切线之间的交叉角，如图3a所示。我们使用了1064nm的激光因为生物细胞对它是弱吸收的。锥形波导、微流体、红细胞(RBC)和大肠杆菌的折射率n分别设为1.44、1.33、1.402和1.39。图3b展示了随着θ从0°变化到100°，焦点从锥形波导的内部向外部移动，然后随着θ从100°变化到120°，焦点又逐渐接近锥形波导。外焦点和锥形波导尖端之间的最大距离出现在θ＝100°处。此外，图3c中的(a)和图3c中的(b)显示了在θ＝30°时，RBC和大肠杆菌都能被推离锥形波导，而在40°≤θ≤120°，RBC会被排斥而大肠杆菌会被捕获。在θ＝100°时，由于大肠杆菌被捕获的距离最长，为8.8μm，所以此时锥形波导可以捕获多个大肠杆菌并排列成细胞链，如图3c中的(b)所示。所以θ＝100°时最适合分选大肠杆菌和红细胞。以下的理论分析是在θ＝100°的基础上进行的。

如图4a和图4b所示，沿着光轴方向捕获锥形波导的捕获端附近的大肠杆菌。首先定义光轴为x轴，定义沿着x轴的正方向为正，所以光力合力F_x的正负则代表受力的方向。当大肠杆菌受到的光力合力F_x小于0时，大肠杆菌受到的光力沿着x轴的负方向，即大肠杆菌受到的为捕获力，所以此时大肠杆菌会被捕获。当大肠杆菌受到的F_x大于0时，大肠杆菌受到的光力沿着x轴的正方向，即大肠杆菌受到的为排斥力，所以此时大肠杆菌会被排斥。如图4a所示，通过有限时域差分法计算得到了在x轴方向上，大肠杆菌受到的光力随着大肠杆菌的位置的变化情况。当大肠杆菌靠近锥角，即大肠杆菌的中心位置与锥角的距离x<8.8μm时，由于大肠杆菌具有狭长的身形(长为2μm，宽为500nm)，大部分光束会被大肠杆菌强聚焦，并在其周围形成一个稳定的光阱将其牢牢捕获，此时大肠杆菌受到的光力F_x为捕获力。由于光场的迅速衰减，当大肠杆菌远离锥角(x>8.8μm)时，光力F_x变得非常小以至于接近于0，所以此时难以将大肠杆菌捕获。具体的受力分析如图4b所示。当大肠杆菌中心位置与锥角距离x<8.8μm时，其受到的光梯度力F_g强于光散射力F_s，因此合力F_x指向锥角，即大肠杆菌被捕获。而当大肠杆菌中心位置x>8.8μm时，F_g约等于F_s，此时合力接近于0，对大肠杆菌无法捕获。

如图5a和图5b所示，沿着光轴方向排斥红细胞。图5a显示的是在x轴方向上，红细胞受到的光力随着红细胞位置的变化情况。在该实施方式中，红细胞受到的光力为正值，即红细胞受到的是排斥力。这是由于红细胞的体型较大，更多的光子会被吸收，因此光散射力F_s远强于光梯度力F_g，所以红细胞会被推离锥形波导。随着红细胞逐渐远离锥形波导，红细胞周围的光场先增加后逐渐减弱，因此受到的光力也先增加后逐渐减弱。具体的受力分析如图5b所示。在红细胞被推离锥形波导的过程中，光散射力F_s总是强于光梯度力F_g，合力F_x指向x轴的正方向，随着红细胞与锥形波导间的距离不断增加，F_s和F_g都在不断减弱，因此合力F_x也在不断减弱，但依然表现为排斥力。所以，在光轴上，红细胞会一直被推离锥形波导。因此通过移动锥形波导，一定距离内的大肠杆菌会被捕获到锥角，而红细胞则被推离锥角，从而实现大肠杆菌和红细胞的分离。

如图6a和图6b所示，沿着垂直于光轴方向(y轴)将大肠杆菌和红细胞捕获到光轴上，首先定义沿着y轴的正方向为正，所以光力合力F_y的正负则代表受力的方向。图6a显示的是大肠杆菌在y方向受到的光力沿着y轴位置的变化情况，图6b显示的是红细胞在y方向受到的光力沿着y轴位置的变化情况。在该实施方式中，由于光轴上的光能密度最大，因此在光轴附近的大肠杆菌和红细胞受到的光梯度力会将大肠杆菌捕获到光轴上。由于光能分布关于光轴对称，因此大肠杆菌和红细胞受到的y方向的力也关于光轴对称。具体的受力分析如图6c和图6d所示。在光轴附近的大肠杆菌和红细胞，光梯度力总是大于光散射力，因此受到的合力指向光轴方向，从而将大肠杆菌和红细胞捕获到光轴上。

如图7a所示，利用上述锥形波导对不同长度的杆菌进行选择性捕获。图7a显示的是不同长度的杆菌受到的光力随杆菌长度的变化。由于大部分杆菌的直径为500nm，因此在该实施方式中，杆菌长度设为500nm。当杆菌长度为1μm时，光会在杆菌的右侧聚焦，从而使得光梯度力和光散射力都沿着x轴的正方向，所以1μm长的杆菌会被推离光纤。随着杆菌长度的增大，光的焦点逐渐往杆菌左侧移动，光梯度力和光散射力的方向相反并使得光梯度力逐渐大于光散射力，因此，当杆菌长度在1.8μm～5μm间时，杆菌受到的光力F_x为负值，即杆菌将被光纤捕获。而当杆菌长度在1μm～1.8μm间时，杆菌受到的光力F_x为正值，即杆菌将被光纤排斥。因此，该锥形波导可以对不同长度的杆菌进行选择性捕获。

如图7b所示，利用上述锥形波导对不同直径的球菌进行选择性捕获。图7b显示的是不同直径的球菌受到的光力随球菌直径的变化。由于大部分杆菌的折射率为1.38，因此在该实施方式中，球菌的折射率设为1.38。当球菌直径小于0.9μm时，光梯度力随着球菌直径的增加而增加，这是因为偶极子与非均匀电场的相互作用会产生一个强大的光梯度力，使得光力逐渐变为光捕获力。随着球菌的直径的不断增加，更多的光子被球菌吸收，因此光散射力逐渐增加并最终超过光梯度力，使得光力逐渐从捕获力变为排斥力。因此，当球菌直径在0.5μm～1.12μm间时，球菌受到的光力F_x为负值，即球菌将被光纤捕获。而当杆菌长度在1.12μm～1.6μm间时，球菌受到的光力F_x为正值，即球菌将被光纤排斥。因此，该锥形波导可以对不同直径的球菌进行选择性捕获。

进一步地，下面从实验验证的角度，来对本实施例的分选细胞的方法进行详细论述。

首先采用二氧化硅制成T型通道，如图8a所示，接着采用火焰加热拉伸法拉制单模石英光纤(SMF-28，美国Corning公司)，拉制出如图8b所示的锥角直径在0.9μm长度内从2μm变为0.9μm的锥形波导。将制备而成的锥形波导放置在芯片基底。第一通道21宽为120μm，第二通道22宽为180μm，第一通道21和第二通道22高均为50μm。将可调谐功率为10mW～100mW，工作波长为1064nm的光纤激光器作为光源与锥形波导的光信号输入端口相连。将来自光纤激光器的光信号通过端口输入，在锥形波导上传输并从锥角出射。将直径为500nm，长度为2μm的大肠杆菌和直径为7μm的红细胞以1:10000的比例融入PBS溶液中制成细胞混合液，并通过注射泵注入第一通道21。通过锥形波导捕获大肠杆菌并排斥红细胞，从而实现对大肠杆菌的选择性捕获。并将被捕获的大肠杆菌移动到第二通道22中释放，通入PBS溶液，将大肠杆菌流入输出端的收集管中收集。图9-11给出了本实例所述大肠杆菌和红细胞的运动轨迹的光学显微镜图像。

如图9a所示，将细胞混合液通过注射泵注入第一通道21中，当溶液充满第一通道21时关闭注射泵，其中RBC表示红细胞，E.coli表示大肠杆菌。在功率为10mW、波长为1064nm的光信号输入下，大肠杆菌会被捕获到锥形波导的锥角，而红细胞则被推离锥形波导。如图9b所示，随着锥形波导接近更多的大肠杆菌，更多的大肠杆菌会被捕获到锥形波导的锥角，并排列在前一个被捕获的大肠杆菌的尾端，形成大肠杆菌链。而红细胞仍然被推离锥形波导，从而实现对大肠杆菌的选择性捕获。

如图10所示，继续通入1064nm的光信号，通过移动锥形波导，被捕获大肠杆菌链可以灵活地在x-y平面内移动。如图10中的b和图10中的c所示，大肠杆菌链在x方向分别以4μm/s的平均速度和5.4μm/s的平均速度移动，大肠杆菌链仍然稳定地被锥形波导的锥角捕获。如图10中的d所示，大肠杆菌链在y方向以1.95μm/s的平均速度移动。由于在y方向移动会受到水流的阻力，因此移动速度相较于x方向的移动速度会偏慢。通过移动锥形波导，大肠杆菌链从第一通道21中被移动到第二通道22中。

如图11所示，关闭1064nm的光信号，被捕获的大肠杆菌便被释放在第二通道22中。从第二通道22的下方通入PBS溶液，释放的大肠杆菌便能被流入出口并被收集管收集。从而将大肠杆菌从细胞混合液中分选出来。

上面对本发明的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种光流控细胞分选芯片，其特征在于，包括基底(10)、微流通道(20)和光波导(30)，所述微流通道(20)设置于所述基底(10)中，所述光波导(30)可活动地设置于所述基底(10)上；所述微流通道(20)至少包括相互连通的第一通道(21)和第二通道(22)，所述第一通道(21)和所述第二通道(22)均用于容纳微流体，且所述第一通道(21)还用于容纳至少两种细胞；所述光波导(30)包括光信号输入端(31)和捕获端(32)，所述光信号输入端(31)用于接入光信号，所述捕获端(32)用于吸附所述至少两种细胞中的一种细胞，且所述捕获端(32)用于将吸附的细胞释放至所述第二通道(22)中，所述光波导(30)为锥形波导，所述捕获端(32)还用于推动除被吸附的细胞之外的其他细胞远离所述捕获端(32)，所述锥形波导的锥角角度范围为大于或等于100度且小于或等于120度。

2.根据权利要求1所述的光流控细胞分选芯片，其特征在于，所述微流通道(20)为T型通道或交叉型通道。

3.根据权利要求2所述的光流控细胞分选芯片，其特征在于，所述第一通道(21)具有第一入口(21a)，所述第一入口(21a)用于注入微流体，以使所述微流体充满所述第一通道(21)和所述第二通道(22)；且所述第一入口(21a)还用于注入细胞混合液，以使得所述细胞混合液分布于所述第一通道，其中所述细胞混合液中含有至少两种细胞。

4.根据权利要求2所述的光流控细胞分选芯片，其特征在于，所述第二通道(22)具有第二入口(22a)和出口(22b)，所述第二入口(22a)用于注入微流体，以带动被所述捕获端(32)释放至所述第二通道(22)中的细胞流出所述出口(22b)。

5.一种基于权利要求1至4任一项所述的光流控细胞分选芯片的分选细胞的方法，其特征在于，所述方法包括：

将微流体注入至所述第一通道(21)和所述第二通道(22)；

将细胞混合液注入至所述第一通道(21)，所述细胞混合液中含有至少两种细胞；

将所述光信号输入端(31)接入光信号，并将所述捕获端(32)移动至所述第一通道(21)的微流体中，以使所述捕获端(32)吸附所述至少两种细胞中的一种细胞；

将吸附有细胞的所述捕获端(32)移动至所述第二通道(22)的微流体中，关闭所述光信号输入端(31)接入的光信号，以使所述捕获端(32)吸附的细胞被释放至所述第二通道(22)中。

6.根据权利要求5所述的分选细胞的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将微流体注入至所述第二通道(22)中，以带动所述第二通道(22)中的细胞流出所述第二通道(22)的出口(22b)。

7.根据权利要求5所述的分选细胞的方法，其特征在于，所述细胞混合液中含有球状细胞、杆状细菌和球状细菌。

8.根据权利要求5所述的分选细胞的方法，其特征在于，所述光信号的光功率可调谐范围为10mW～100mW；所述光信号的波长范围在400nm～1100nm。

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