CN110302849B - 一种基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置及方法 - Google Patents
一种基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110302849B CN110302849B CN201910470013.8A CN201910470013A CN110302849B CN 110302849 B CN110302849 B CN 110302849B CN 201910470013 A CN201910470013 A CN 201910470013A CN 110302849 B CN110302849 B CN 110302849B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- channel
- sorting
- electric field
- liquid drops
- sub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004720 dielectrophoresis Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 75
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 63
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims abstract description 11
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 12
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 17
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502753—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by bulk separation arrangements on lab-on-a-chip devices, e.g. for filtration or centrifugation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
-
- G01N2015/1028—
Abstract
本发明涉及一种基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置和方法，属于微流控技术领域。本发明包括玻璃基片和固定在其上的PDMS芯片，通过微细加工技术制作微通道结构，以及分选器内部的微通道。本发明让液滴通过带有电场的微通道，在介电泳力的作用下，使得包裹单个细胞的液滴聚集在通道的下部，液滴在连续相流体中不断的向前移动，到达特殊的分选结构位置时，在两个子通道阻力不同的作用下，使得包裹单个细胞的液滴进入下部的子通道内，包裹两个及两个以上细胞的液滴进入上部通道，从而达到分选包裹单个细胞液滴的效果，液滴进入子通道后在后面平衡压力辅助结构作用下，使得液滴匀速的向前运动，避免出现回流，实现了液滴的精确分选。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置和方法，属于微流控技术领域。
背景技术
微流控芯片以及广泛应用于疾病诊断、药物分选、环境检测、食品安全等领域。液滴微流控技术是在密闭的微尺度通道中，进行液滴生成和操控，是一种结构简单、高通量的生物化学试剂反应方式。液滴微流控即微流控芯片中具有两种互不相溶的液体，比如水相和油相，通过液滴生成手段，被赋予分散相和连续相的两种流体，前者以微小体积单元纳升至皮升级的液滴形式分散于后者之中。液滴作为近年来在微流控芯片领域上出现的一种新的流体运动形式，成为研究微尺度上生物和化学体系进行反应及其过程的有效手段。液滴微流控技术以其高通量、速度快的特征已成为近年来微流控技术的主流科研热点，它在生物颗粒的精确定量与快速检测方面独具优势。但现有的分选液滴的微流控装置在液滴分选方面还不够精确。
发明内容
本发明提供一种基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置及方法，能够实现对包裹不同数量细胞液滴的分选。
本发明采用以下技术方案：一种基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置，包括玻璃基片1和固定在其上的PDMS芯片2，所述PDMS芯片2上设置有一级分选器9和二级分选器7，所述一级分选器9和二级分选器7结构相同，两者均由能通过单个液滴的横向通道和与横向通道相连的两个分支通道构成，两个分支通道之间设有分选结构和平衡压力辅助结构，一级分选器9的横向通道上设有第一电场4，二级分选器7的横向通道上设有第二电场5，第一电场4和第二电场5均由带负电的上极板和带正电的下极板构成，且上极板的带电量小于下极板的带量，一级分选器9的横向通道与入口3相连，一级分选器9上方的分支通道末端设有第一出口10，一级分选器9下方的分支通道与二级分选器7的横向通道相连，二级分选器7上方的分支通道末端设有第二出口8，二级分选器7下方的分支通道通过回收通道6连接至入口3。
进一步的，所述一级分选器9包括限制通道9-1和电场微通道9-2构成的横向通道、分流入口9-3、第一分选结构9-5、第二分结构9-9构成的分选结构，第一辅助结构9-6、第二辅助结构9-7和第三辅助结构9-8构成的平衡压力辅助结构；
所述限制通道9-1一端与入口3相连，另一端与电场微通道9-2相连，电场微通道9-2的上下方分别设有第一电场4的上极板和下极板，电场微通道9-2的末端与分选入口9-3相连，分选入口9-3分别连至上下的两个分支通道，两个分支通道之间从左至右依次设有第一分选结构9-5、第二分结构9-9、第一辅助结构9-6、第二辅助结构9-7和第三辅助结构9-8，相邻两者之间形成的微通道的距离小于单个液滴的尺寸，分选入口9-3至第一分选结构9-5和第二分结构9-9之间形成的微通道的上方入口处形成第一子通道9-4，分选入口9-3至第一分选结构9-5和第二分结构9-9之间形成的微通道的下方入口处形成第二子通道9-10，第一子通道9-4的长度小于第二子通道9-10的长度。
进一步的，所述第一分选结构9-5靠近分选入口9-3一侧为圆弧状，第二分选结构9-9靠近第一辅助结构9-6一侧为圆弧状，第一分选结构9-5和第二分选结构9-9之间形成的微通道为由三段直线构成的折线形，其中靠近第一子通道9-4和第二子通道9-10的两条直线段分别与两者垂直，另一条直线段平行于第二子通道9-10；所述第一辅助结构9-6、第二辅助结构9-7和第三辅助结构9-8均为圆弧状，三者之间间距相同。
进一步的，所述PDMS芯片2长为120mm，宽为60mm，高为10mm，所述一级分选器9两个分支通道之间的夹角为30°。所述限制通道9-1的宽为0.025mm，高为0.025mm，长为3mm；第一子通道9-4的长为0.050mm，宽为0.025mm；第二子通道9-10的长为0.100mm，宽为0.025mm；第一分选结构9-5和第二分选结构9-9之间微通道的宽为0.010mm，所述第一辅助结构9-6、第二辅助结构9-7和第三辅助结构9-8之间的间距为0.015mm，三个辅助结构的宽均为0.045mm。
进一步的，所述第二电场5的电场强度小于第一电场4的电场强度。
利用上述装置进行分选液滴的方法，具体步骤如下：
1）向入口3注入带包裹细胞的液滴；
2）液滴进入一级分选器9进行一级分选：液滴进入一级分选器9的横向通道后在第一电场4的作用下，包裹两个及两个以上细胞的液滴聚集在其横向通道的上部，再进入上方的分支通道到达第一出口10排出，包裹单个细胞的液滴或者空包的液滴进入下方的分支通道再进入二级分选器7；
3）液滴进入二级分选器7进行二级分选：包裹一个细胞的液滴或者空包的液滴进入二级分选器7的横向通道后在第二电场5的作用下，包裹一个细胞的液滴聚集在其横向通道的上部，再进入上方的分支通道到达第二出口8排出并进行收集，空包的液滴以及部分残余包裹单细胞的液滴进入下方的分支通道再经过回收通道6流回入口3进行循环利用。
本发明的工作原理
介电泳（Dielectrophoresis—DEP）技术描述中性介电颗粒在非均匀电场中受到电场极化作用而产生运动的现象。微粒在电场中受到极化产生两个带电量相同，极性相反的电荷形成偶极矩。微粒和周围媒介的极化程度与其本身的电导率和介电常数有关，当偶极矩处于非均匀电场中时，由于位于偶极子两边非均匀布局的局部电场强度，使得微粒受到一个净力的作用，被称为介电泳。介电泳现象的本质在于微粒和周围媒介的固-液界面两侧的极化差异，当微粒的极化程度大于周围媒介的极化程度时，微粒朝着电场强度较强的方向运动，微粒受到正介电泳力的作用；反之，当微粒的极化程度小于周围媒介的极化程度时，微粒朝着电场强度较弱的方向运动，微粒受到负介电泳力的作用。介电泳的作用来源于非均匀电场和偶极矩的相互作用，操控的微粒为中性粒子，与其他方法相比，介电泳具有更高的灵敏度、可控性和操控分离效率。
分散相的纯水液滴悬浮在连续相的油中，两种液体均为线性介电材料，连续相油中的分散相液滴系统，液滴被看做是微粒，油被看做是媒介。液滴受到极化在电场中受到的介电泳力为：
式中E局部电场；
是粒子半径；
是介电溶液介电常数；
是克劳西斯-摩梭提因子，也叫频率因子。
根据微通道中流体的阻力与微通道横截面尺寸的关系：
其中
为流体动力粘度（N·s/m2），h是微通道高度（m），L是微通道长度（m）；基于此在分选器中设计两个分支通道，其中一个长度小于另一个，让液滴通过带有电场的微通道，在介电泳力的作用下，使得包裹单个细胞的液滴聚集在通道的下部，液滴在连续相流体中不断的向前移动，到达特殊的分选结构位置时，在两个子通道阻力不同的作用下，使得包裹单个细胞的液滴进入下部的子通道内，包裹两个及两个以上细胞的液滴进入上部通道，从而达到分选包裹单个细胞液滴的效果，液滴进入子通道后在后面平衡压力辅助结构作用下，使得液滴匀速的向前运动，避免出现回流现象。
本发明的有益效果：
1、本发明结构简单、操作方便、灵敏度高、分选效果好。
2、本发明利用介电泳原理，采用介电力分选液滴，无需外部分选动力源，减小芯片的体积。
3、本发明将液滴与介电泳技术相结合的方法，在高通量获取样本的基础上，实现对包裹单个细胞液滴的精确分选。
4、本发明为单细胞培养提供了重要的技术支撑。
5、本发明有效利用液滴微流控技术的结构简单、高通量、相对独立等特征，
进行液滴的多种生物颗粒的分选，提供重要技术支撑。
附图说明
图1为基于介电电泳分选液滴微流控芯片结构示意图；
图2为本发明芯片中的分选器结构示意图；
图3为本发明的分选结构与平衡压力辅助结构示意图；
图1-3中各标号：1-玻璃基片、2-PDMS芯片，3-入口，4-第一电场，5-第二电场，6-回收通道，7-二级分选器，8-第二出口，9-一级分选器，10-第一出口；
9-1限制通道，9-2电场微通道，9-3分选入口，9-4第一子通道，9-5第一分选结构，9-6第一辅助结构，9-7第二辅助结构，9-8第三辅助结构，第二分结构9-9，9-10第二子通道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1所示，一种基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置，包括玻璃基片1和固定在其上的PDMS芯片2，所述PDMS芯片2上设置有一级分选器9和二级分选器7，所述一级分选器9和二级分选器7结构相同，两者均由能通过单个液滴的横向通道和与横向通道相连的两个分支通道构成，两个分支通道之间设有分选结构和平衡压力辅助结构，一级分选器9的横向通道上设有第一电场4，二级分选器7的横向通道上设有第二电场5，第一电场4和第二电场5均由带负电的上极板和带正电的下极板构成，且上极板的带电量小于下极板的带量，一级分选器9的横向通道与入口3相连，一级分选器9上方的分支通道末端设有第一出口10，一级分选器9下方的分支通道与二级分选器7的横向通道相连，二级分选器7上方的分支通道末端设有第二出口8，二级分选器7下方的分支通道通过回收通道6连接至入口3。
在进行液滴分选时，首先向入口3注入带包裹细胞的液滴；
然后液滴进入一级分选器9进行一级分选：液滴进入一级分选器9的横向通道后在第一电场4的作用下，包裹两个及两个以上细胞的液滴聚集在其横向通道的上部，再进入上方的分支通道到达第一出口10排出，包裹单个细胞的液滴或者空包的液滴进入下方的分支通道再进入二级分选器7；
最后液滴进入二级分选器7进行二级分选：包裹一个细胞的液滴或者空包的液滴进入二级分选器7的横向通道后在第二电场5的作用下，包裹一个细胞的液滴聚集在其横向通道的上部，再进入上方的分支通道到达第二出口8排出并进行收集，空包的液滴以及部分残余包裹单细胞的液滴进入下方的分支通道再经过回收通道6流回入口3进行循环利用。
实施例2：本实施例中对一级分选器9和二级分选器7的结构进行详细说明，因为两者结构相同，所以在此以一级分选器9进行说明，具体的如图2-3所示，一级分选器9包括限制通道9-1和电场微通道9-2构成的横向通道、分流入口9-3、第一分选结构9-5、第二分结构9-9构成的分选结构，第一辅助结构9-6、第二辅助结构9-7和第三辅助结构9-8构成的平衡压力辅助结构。
其中限制通道9-1一端与入口3相连，另一端与电场微通道9-2相连，限制通道9-1主要是让液滴单个通过，电场微通道9-2的上下方分别设有第一电场4的上极板和下极板，电场微通道9-2的末端与分选入口9-3相连，分选入口9-3分别连至上下的两个分支通道，两个分支通道之间从左至右依次设有第一分选结构9-5、第二分结构9-9、第一辅助结构9-6、第二辅助结构9-7和第三辅助结构9-8，相邻两者之间形成的微通道的距离小于单个液滴的尺寸，分选入口9-3至第一分选结构9-5和第二分结构9-9之间形成的微通道的上方入口处形成第一子通道9-4，分选入口9-3至第一分选结构9-5和第二分结构9-9之间形成的微通道的下方入口处形成第二子通道9-10，第一子通道9-4的长度小于第二子通道9-10的长度。
所述第一分选结构9-5靠近分选入口9-3一侧为圆弧状，第二分选结构9-9靠近第一辅助结构9-6一侧为圆弧状，第一分选结构9-5和第二分选结构9-9之间形成的微通道为由三段直线构成的折线形，其中靠近第一子通道9-4和第二子通道9-10的两条直线段分别与两者垂直，另一条直线段平行于第二子通道9-10；所述第一辅助结构9-6、第二辅助结构9-7和第三辅助结构9-8均为圆弧状，三者之间间距相同。
第一分选结构9-5和第二分结构9-9主要是为了分选包裹不同数量细胞的液滴，通过2个不同长度的第一子通道9-4和第二子通道9-10内压力不同把经过电场分选后的液滴，进行再次分选，第一辅助结构9-6、第二辅助结构9-7和第三辅助结构9-8主要是为了平衡两侧微通道即第一分选器中两条分支通道的压力，同时保持两条分支通道内液体的速度，避免出现回流，从而保证了第一子通道9-4和第二子通道9-10流速的稳定和分选效率。
首先向图1的入口3注入带包裹细胞的液滴，每个液滴包裹的细胞数量不同，注入后，液滴通过微通道进入一级分选器9，经过限制通道9-1，限制通道只允许单个液滴通过，液滴通过限制通道9-1后进入电场微通道9-2，经过第一电场4的作用，上极板带负电，下极板带正电，液滴被极化，形成电偶极距，即液滴中的正负电荷会被拉开一个小距离，集中到粒子表面，在第一电场4下极板作用下，液滴外表面聚集正电荷，而液滴靠近第一电场4下极板一侧聚集负电荷，液滴形成正电泳粒子，在介电力的作用下，包裹细胞越多的液滴受到的介电力越小，向下的加速度越小，使得包裹两个及两个以上细胞的液滴聚集在通道的上部，经过分选入口9-3后进入第一子通道9-4；包裹细胞越少的液滴受到的介电力越大，向下的加速度越大，使得包裹单个细胞的液滴或者空包的液滴聚集在微通道的下部，经过分选入口9-3后进入第二子通道9-10，即完成二级分选器9的初步分选。
由第一子通道9-4出来的液滴，这些液滴大多是包裹两个或两个以上的液滴，这部分液滴是无用的，继续流向第一出口10，从而流出微流控装置。
由第二子通道9-10出来的液滴，这些液滴大多是包裹一个或者无包裹细胞的液滴，经过微通道流向二级分选器7进行二次分选，分选的原理同一级分选器9一样，不同的是第二电场5的电场强度小于第一电场4的电场强度，分选后，包裹一个细胞的液滴从第一出口8流出，然后使用富集装置将选出的液滴收集起来，无包裹细胞的液滴以及部分残余包裹单细胞的液滴经过回收通道6流回入口3进行循环利用。
经过分选器分选出来的包裹单细胞液滴，通过第一出口8流出的液滴，使用富集装置将选出的液滴收集起来后，可以进行其他操作，比如单细胞培养。
实施例3：本实例中对各部分的具体尺寸进行限定，其中PDMS芯片2长为120mm，宽为60mm，高为10mm，一级分选器9两个分支通道之间的夹角为30°，如图3所示。所述限制通道9-1的宽为0.025mm，高为0.025mm，长为3mm；第一子通道9-4的长为0.050mm，宽为0.025mm；第二子通道9-10的长为0.100mm，宽为0.025mm；第一分选结构9-5和第二分选结构9-9之间微通道的宽为0.010mm，所述第一辅助结构9-6、第二辅助结构9-7和第三辅助结构9-8之间的间距为0.015mm，三个辅助结构的宽均为0.045mm。其他起连接作用的通道宽为0.050mm，高为0.050mm。
Claims (6)
1.一种基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置，其特征在于：包括玻璃基片（1）和固定在其上的PDMS芯片（2），所述PDMS芯片（2）上设置有一级分选器（9）和二级分选器（7），所述一级分选器（9）和二级分选器（7）结构相同，两者均由能通过单个液滴的横向通道和与横向通道相连的两个分支通道构成，两个分支通道之间设有分选结构和平衡压力辅助结构，一级分选器（9）的横向通道上设有第一电场（4），二级分选器（7）的横向通道上设有第二电场（5），第一电场（4）和第二电场（5）均由带负电的上极板和带正电的下极板构成，且上极板的带电量小于下极板的带量，一级分选器（9）的横向通道与入口（3）相连，一级分选器（9）上方的分支通道末端设有第一出口（10），一级分选器（9）下方的分支通道与二级分选器（7）的横向通道相连，二级分选器（7）上方的分支通道末端设有第二出口（8），二级分选器（7）下方的分支通道通过回收通道（6）连接至入口（3）；
所述一级分选器（9）包括限制通道（9-1）和电场微通道（9-2）构成的横向通道、分流入口（9-3）、第一分选结构（9-5）、第二分选结构（9-9）构成的分选结构，第一辅助结构（9-6）、第二辅助结构（9-7）和第三辅助结构（9-8）构成的平衡压力辅助结构；
所述限制通道（9-1）一端与入口（3）相连，另一端与电场微通道（9-2）相连，电场微通道（9-2）的上下方分别设有第一电场（4）的上极板和下极板，电场微通道（9-2）的末端与分选入口（9-3）相连，分选入口（9-3）分别连至上下的两个分支通道，两个分支通道之间从左至右依次设有第一分选结构（9-5）、第二分选结构（9-9）、第一辅助结构（9-6）、第二辅助结构（9-7）和第三辅助结构（9-8），相邻两者之间形成的微通道的距离小于单个液滴的尺寸，分选入口（9-3）至第一分选结构（9-5）和第二分选结构（9-9）之间形成的微通道的上方入口处形成第一子通道（9-4），分选入口（9-3）至第一分选结构（9-5）和第二分选结构（9-9）之间形成的微通道的下方入口处形成第二子通道（9-10），第一子通道（9-4）的长度小于第二子通道（9-10）的长度。
2.根据权利要求1所述的基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置，其特征在于：所述第一分选结构（9-5）靠近分选入口（9-3）一侧为圆弧状，第二分选结构（9-9）靠近第一辅助结构（9-6）一侧为圆弧状，第一分选结构（9-5）和第二分选结构（9-9）之间形成的微通道为由三段直线构成的折线形，其中靠近第一子通道（9-4）和第二子通道（9-10）的两条直线段分别与两者垂直，另一条直线段平行于第二子通道（9-10）；所述第一辅助结构（9-6）、第二辅助结构（9-7）和第三辅助结构（9-8）均为圆弧状，三者之间间距相同。
3.根据权利要求1所述的基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置，其特征在于：所述PDMS芯片（2）长为120mm，宽为60mm，高为10mm，所述一级分选器（9）两个分支通道之间的夹角为30°。
4.根据权利要求1所述的基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置，其特征在于： 所述限制通道（9-1）的宽为0.025mm，高为0.025mm，长为3mm；第一子通道（9-4）的长为0.050mm，宽为0.025mm；第二子通道（9-10）的长为0.100mm，宽为0.025mm；第一分选结构（9-5）和第二分选结构（9-9）之间微通道的宽为0.010mm，所述第一辅助结构（9-6）、第二辅助结构（9-7）和第三辅助结构（9-8）之间的间距为0.015mm，三个辅助结构的宽均为0.045mm。
5.根据权利要求1所述的基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置，其特征在于：所述第二电场（5）的电场强度小于第一电场（4）的电场强度。
6.一种利用如权利要求1所述的基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置分选液滴的方法，其特征在于：具体步骤如下：
1）向入口（3）注入带包裹细胞的液滴；
2）液滴进入一级分选器（9）进行一级分选：液滴进入一级分选器（9）的横向通道后在第一电场（4）的作用下，包裹两个及两个以上细胞的液滴聚集在其横向通道的上部，再进入上方的分支通道到达第一出口（10）排出，包裹单个细胞的液滴或者空包的液滴进入下方的分支通道再进入二级分选器（7）；
3）液滴进入二级分选器（7）进行二级分选：包裹一个细胞的液滴或者空包的液滴进入二级分选器（7）的横向通道后在第二电场（5）的作用下，包裹一个细胞的液滴聚集在其横向通道的上部，再进入上方的分支通道到达第二出口（8）排出并进行收集，空包的液滴以及部分残余包裹单细胞的液滴进入下方的分支通道再经过回收通道（6）流回入口（3）进行循环利用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910470013.8A CN110302849B (zh) | 2019-05-31 | 2019-05-31 | 一种基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910470013.8A CN110302849B (zh) | 2019-05-31 | 2019-05-31 | 一种基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110302849A CN110302849A (zh) | 2019-10-08 |
| CN110302849B true CN110302849B (zh) | 2021-04-30 |
Family
ID=68075253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910470013.8A Expired - Fee Related CN110302849B (zh) | 2019-05-31 | 2019-05-31 | 一种基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110302849B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113145314A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-07-23 | 淮阴工学院 | 带电荷的多分散高分子微球的电泳筛分装置 |
| CN116121031B (zh) * | 2022-12-23 | 2024-03-12 | 重庆大学 | 用于单细胞筛选的多级化微流控芯片及其制备方法 |
| CN117664944B (zh) * | 2024-02-02 | 2024-04-05 | 深圳市合川医疗科技有限公司 | 基于微流控芯片的细胞检测方法及装置 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102439165A (zh) * | 2008-06-27 | 2012-05-02 | 麻省理工学院 | 用于代谢工程和其它应用的微流体微滴 |
| CN104048906A (zh) * | 2013-03-13 | 2014-09-17 | 索尼公司 | 分选装置和分选方法 |
| CN105073262A (zh) * | 2013-03-14 | 2015-11-18 | 英格朗公司 | 用于高通过量精子分选的设备和方法 |
| CN105675900A (zh) * | 2010-04-28 | 2016-06-15 | 株式会社岛津制作所 | 使用凝胶状介质的液滴操作装置以及方法 |
| CN106536709A (zh) * | 2014-06-16 | 2017-03-22 | 基纽拜奥股份有限公司 | 尺寸交替的注入到液滴中以促进分选 |
| WO2018213643A1 (en) * | 2017-05-18 | 2018-11-22 | 10X Genomics, Inc. | Methods and systems for sorting droplets and beads |
| CN109504598A (zh) * | 2017-09-15 | 2019-03-22 | 株式会社东芝 | 细胞分选器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120298205A1 (en) * | 2010-11-29 | 2012-11-29 | Michael John Schertzer | Method and apparatus for the mechanical filtration of particles in discrete flow microfluidic devices |
-
2019
- 2019-05-31 CN CN201910470013.8A patent/CN110302849B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102439165A (zh) * | 2008-06-27 | 2012-05-02 | 麻省理工学院 | 用于代谢工程和其它应用的微流体微滴 |
| CN105675900A (zh) * | 2010-04-28 | 2016-06-15 | 株式会社岛津制作所 | 使用凝胶状介质的液滴操作装置以及方法 |
| CN104048906A (zh) * | 2013-03-13 | 2014-09-17 | 索尼公司 | 分选装置和分选方法 |
| CN105073262A (zh) * | 2013-03-14 | 2015-11-18 | 英格朗公司 | 用于高通过量精子分选的设备和方法 |
| CN106536709A (zh) * | 2014-06-16 | 2017-03-22 | 基纽拜奥股份有限公司 | 尺寸交替的注入到液滴中以促进分选 |
| WO2018213643A1 (en) * | 2017-05-18 | 2018-11-22 | 10X Genomics, Inc. | Methods and systems for sorting droplets and beads |
| CN109504598A (zh) * | 2017-09-15 | 2019-03-22 | 株式会社东芝 | 细胞分选器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110302849A (zh) | 2019-10-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110302849B (zh) | 一种基于介电电泳原理分选液滴的微流控装置及方法 | |
| Kersaudy-Kerhoas et al. | Recent advances in microparticle continuous separation | |
| Zhang et al. | Tunable particle separation in a hybrid dielectrophoresis (DEP)-inertial microfluidic device | |
| Sajeesh et al. | Particle separation and sorting in microfluidic devices: a review | |
| Li et al. | A review of microfabrication techniques and dielectrophoretic microdevices for particle manipulation and separation | |
| Li et al. | Improved concentration and separation of particles in a 3D dielectrophoretic chip integrating focusing, aligning and trapping | |
| Waheed et al. | Dielectrophoresis-field flow fractionation for separation of particles: A critical review | |
| CN110918139B (zh) | 微流控芯片、含有该微流控芯片的装置及样本浓缩的方法 | |
| Tajik et al. | Simple, cost-effective, and continuous 3D dielectrophoretic microchip for concentration and separation of bioparticles | |
| CN209287355U (zh) | 微流控芯片及含有该微流控芯片的装置 | |
| CN103865795B (zh) | 一种电压控制分选细胞的微流控芯片 | |
| CN105457692B (zh) | 一种微流控分离装置及方法 | |
| Xu et al. | Recent trends in dielectrophoresis | |
| Laxmi et al. | Extracting white blood cells from blood on microfluidics platform: A review of isolation techniques and working mechanisms | |
| Rashed et al. | Advances and applications of isomotive dielectrophoresis for cell analysis | |
| Song et al. | Recent advances in multimode microfluidic separation of particles and cells | |
| Lee et al. | Microfluidic Label‐Free Hydrodynamic Separation of Blood Cells: Recent Developments and Future Perspectives | |
| Varmazyari et al. | A microfluidic device for label-free separation sensitivity enhancement of circulating tumor cells of various and similar size | |
| Shiri et al. | Passive and active microfluidic separation methods | |
| CN208234919U (zh) | 一种u形电极红细胞与血小板微分离装置 | |
| Islam et al. | Circulating tumor cell separation in a Zigzag Channel using Dielectrophoresis based inertial microfluidics | |
| Pandey et al. | Single-Cell Separation | |
| Lin et al. | Novel continuous particle sorting in microfluidic chip utilizing cascaded squeeze effect | |
| Ghasemi et al. | Numerical investigation of continuous acoustic particle separation using electrothermal pumping in a point of care microfluidic device | |
| Tay et al. | Particle manipulation by miniaturised dielectrophoretic devices |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210430 |