CN115245846A - 微流控芯片、盒体装置、微流控装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种微流控芯片、适配该微流控芯片的盒体装置、以及包括该微流控芯片和盒体装置的微流控装置。该微流控芯片包括：容纳第一流体的第一容纳部、容纳第二流体的第二容纳部、输送流道、分选流道及收集部。输送流道的形状被设计为使得第一流体和第二流体在汇合点处汇合。分选流道包括第一分选流道和第二分选流道。收集部包括第一收集部和第二收集部。

Description

微流控芯片、盒体装置、微流控装置

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2021年4月27日提交的PCT国际申请NO. PCT/CN2021/090291的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及生物医学检测领域，尤其涉及一种微流控芯片、与该微流控芯片配合使用的盒体装置、以及包括该微流控芯片和盒体装置的微流控装置。

背景技术

细胞是生物体基本的结构和功能单位。由于各个细胞之间通常存在高度异质性，因此通过对细胞群体分析而获得的数据均值实质上掩盖了单个细胞之间的差异性，因而不能表征基因表达的随机性本质，无法反映真实情况。随着生命科学和精准医学的不断发展，细胞群体分析逐渐向单细胞分析发展。单细胞分析的一个关键技术是如何能够从高度异质的包含众多细胞的生物样品中分离出单个细胞。单细胞分选技术为单细胞分析、癌症早期诊断和伴随诊断等热门医学领域提供了新的选择。

发明内容

根据本公开的一方面，提供了一种微流控芯片。该微流控芯片包括：第一容纳部，配置为容纳第一流体；第二容纳部，配置为容纳第二流体，所述第二流体包括细胞悬液；输送流道，包括第一输送流道和第二输送流道，所述第一输送流道与所述第一容纳部连通且所述第二输送流道与所述第二容纳部连通，所述第一输送流道与所述第二输送流道在汇合点处彼此交叉且连通，所述输送流道的形状被设计为使得所述第一流体和所述第二流体在所述汇合点处汇合；分选流道，位于所述输送流道的下游，所述分选流道包括第一分选流道和第二分选流道；以及收集部，位于所述分选流道的下游且包括第一收集部和第二收集部，所述第一收集部与所述第一分选流道连通，所述第二收集部与所述第二分选流道连通。

在一些实施例中，所述第一输送流道的一部分被所述汇合点分割为第一区段和第二区段，在所述第一区段和所述第二区段中的每一个区段中，该区段的第一横截面的面积沿着远离所述汇合点的第一方向逐渐增大，所述第一横截面垂直于所述第一方向，并且，所述第二输送流道被所述汇合点分割为第三区段和第四区段，在所述第三区段和所述第四区段中的每一个区段中，该区段的第二横截面的面积沿着远离所述汇合点的第二方向逐渐增大，所述第二横截面垂直于所述第二方向。

在一些实施例中，所述第一分选流道的始端和所述第二分选流道的始端均与所述输送流道的末端连通，所述第一分选流道的末端与所述第一收集部连通且所述第二分选流道的末端与所述第二收集部连通，所述第一分选流道和所述第二分选流道从所述输送流道的末端朝向所述汇合点弯折，并且所述第一收集部和所述第二收集部位于所述汇合点和所述输送流道的末端之间。

在一些实施例中，所述分选流道还包括至少两个连接流道。所述第二分选流道包括至少两个级联的分支，所述至少两个级联的分支中的任意相邻两个分支之间设置有一个连接流道且所述任意相邻两个分支经由所述连接流道连通；所述第一分选流道的始端与所述输送流道的末端连通，所述第一分选流道的末端与所述第一收集部连通，所述第一分选流道与所述至少两个级联的分支中的第一级分支相邻，所述第一分选流道与所述第一级分支之间设置有一个所述连接流道且所述第一分选流道与所述第一级分支经由所述连接流道连通；并且所述第二收集部包括至少两个子收集部，所述级联的分支与所述子收集部一一对应，并且所述级联的分支中的一个与所述子收集部中的相应一个连通。

在一些实施例中，所述第二分选流道包括级联的第一级分支、第二级分支以及第三级分支，所述至少两个连接流道包括第一连接流道、第二连接流道、第三连接流道，所述第二收集部包括第一子收集部、第二子收集部、第三子收集部。所述第一分选流道与所述第一级分支经由所述第一连接流道连通，所述第一级分支与所述第二级分支经由所述第二连接流道连通，所述第二级分支与所述第三级分支经由所述第三连接流道连通；以及所述第一级分支的末端与所述第一子收集部连通，所述第二级分支的末端与所述第二子收集部连通，所述第三级分支的末端与所述第三子收集部连通。

在一些实施例中，所述第二连接流道相较于所述第一连接流道在第二方向上更靠近所述收集部，并且所述第三连接流道相较于所述第二连接流道在所述第二方向上更靠近所述收集部。

在一些实施例中，所述微流控芯片还包括两个第三容纳部。所述第一级分支的始端和所述第二级分支的始端分别与所述两个第三容纳部中的一个连通，所述第三容纳部配置为容纳所述第一流体。

在一些实施例中，所述分选流道还包括至少两个连接流道。所述第一分选流道包括至少两个级联的分支，所述至少两个级联的分支中的任意相邻两个分支之间设置有一个所述连接流道且所述任意相邻两个分支经由所述连接流道连通，所述至少两个级联的分支的末端均与所述第一收集部连通；并且所述第二分选流道的始端经由一个所述连接流道与所述第一分选流道的最后一级分支连通，所述第二分选流道的末端与所述第二收集部连通。

在一些实施例中，所述分选流道还包括主体流道，所述主体流道在所述微流控芯片所在的平面内呈螺旋状，所述主体流道的末端与所述第一分选流道和所述第二分选流道连通，所述第一分选流道配置为筛选第一液滴，所述第二分选流道配置为筛选第二液滴，并且所述第一分选流道筛选的所述第一液滴和所述第二分选流道筛选的所述第二液滴具有不同的粒径。

在一些实施例中，所述第一输送流道的一部分包括第一子部分、包括所述汇合点的第二子部分、以及第三子部分，所述第一子部分属于所述第一区段，所述第三子部分属于所述第二区段，所述第二子部分跨越所述第一区段和所述第二区段并且位于所述第一子部分和所述第三子部分之间，所述第一子部分和所述第三子部分的所述第一横截面的面积均大于所述第二子部分的所述第一横截面的面积。

在一些实施例中，所述第一输送流道的第二子部分在所述汇合点处的所述第一横截面的尺寸配置为允许具有特定粒径的第一流体在其内部流动，所述第一流体的特定粒径大于所述细胞悬液中的单个细胞的粒径。

在一些实施例中，所述第二输送流道包括第一子流道、第二子流道以及第三子流道，所述第一子流道和所述第二子流道属于所述第三区段，所述第三子流道属于所述第四区段。所述第一子流道的第一端与所述第二容纳部连通，所述第一子流道的第二端与所述第二子流道的第一端连通，所述第二子流道的第二端与所述第三子流道的第一端连通，且所述第二子流道的第二端与所述第三子流道的第一端均位于所述汇合点处。所述第一子流道和所述第三子流道的所述第二横截面的面积均大于所述第二子流道的所述第二横截面的面积。

在一些实施例中，所述第二子流道的所述第二横截面的尺寸配置为允许具有特定粒径的第二流体在其内部流动，所述第二流体的特定粒径大于所述细胞悬液中的单个细胞的1倍粒径且小于所述单个细胞的2倍粒径。

在一些实施例中，所述第三子流道的所述第二横截面的面积沿着从所述第三子流道的第一端到第二端的方向逐渐增大。

在一些实施例中，所述第一输送流道的第二子部分在所述汇合点处的所述第一横截面的面积大于或等于所述第二输送流道的第二子流道和第三子流道在所述汇合点处的所述第二横截面的面积。

在一些实施例中，所述输送流道的内壁表面具有疏水性。

在一些实施例中，所述第一容纳部和所述第二容纳部的轮廓包括四个倒角，所述倒角的形状包括圆弧状。

在一些实施例中，所述第一容纳部和所述第二容纳部均设置有过滤结构，所述过滤结构包括多个微结构，所述多个微结构中的相邻两个之间的间隙大于所述细胞悬液中的单个细胞的1倍粒径且小于所述单个细胞的2倍粒径。

在一些实施例中，所述微流控芯片还包括进样口和出样口。所述进样口布置在所述第一容纳部和所述第二容纳部中，所述出样口布置在所述收集部中。

根据本公开的另一方面，提供了一种盒体装置。该盒体装置配置为与前面任一个实施例描述的微流控芯片搭配使用，所述微流控芯片包括进样口和出样口，所述盒体装置包括：容纳腔，配置为容纳前面任一个实施例描述的微流控芯片；进样单元，与所述微流控芯片的进样口连通，所述进样单元配置为存储第一试剂并将所述第一试剂释放到所述微流控芯片的进样口；以及出样单元，与所述微流控芯片的出样口连通，所述出样单元配置为接纳和存储被所述微流控芯片处理且从所述微流控芯片的出样口流入到所述出样单元的第二试剂。所述进样单元包括进样孔和第一储存腔，所述进样孔为通孔并与所述第一储存腔连通，所述进样孔从所述盒体装置的表面向所述盒体装置的内部凹入，并且所述第一储存腔位于所述进样孔远离所述盒体装置的表面的一侧。

在一些实施例中，所述第一储存腔位于所述盒体装置的内部，并且所述进样孔在所述盒体装置上的正投影落在所述第一储存腔在所述盒体装置上的正投影之内。

在一些实施例中，所述进样单元还包括第二储存腔，所述第二储存腔位于所述第一储存腔远离所述进样孔的一侧并与所述第一储存腔连通，所述第二储存腔包括与所述第一储存腔连通的第一开口和与所述第一开口相对的第二开口，所述第二开口在所述盒体装置上的正投影落在所述第一开口在所述盒体装置上的正投影之内。

在一些实施例中，所述第二储存腔的第二开口在所述盒体装置上的正投影落在所述进样孔在所述盒体装置上的正投影之内。

在一些实施例中，所述出样单元包括出样孔和第三储存腔，所述出样孔为通孔并与所述第三储存腔连通，所述出样孔从所述盒体装置的表面向所述盒体装置的内部凹入，并且所述第三储存腔位于所述出样孔远离所述盒体装置的表面的一侧。

在一些实施例中，所述第三储存腔位于所述盒体装置的内部，并且所述出样孔在所述盒体装置上的正投影落在所述第三储存腔在所述盒体装置上的正投影之内。

在一些实施例中，所述出样单元还包括第四储存腔，所述第四储存腔位于所述第三储存腔远离所述出样孔的一侧并与所述第三储存腔连通。

在一些实施例中，所述第四储存腔在所述盒体装置上的正投影与所述出样孔在所述盒体装置上的正投影至多交叠一部分。

在一些实施例中，所述第四储存腔在所述盒体装置上的正投影落在所述出样孔在所述盒体装置上的正投影之内。

在一些实施例中，所述进样单元包括第一进样单元、第二进样单元、第三进样单元，所述微流控芯片的进样口包括第一进样口、第二进样口、第三进样口，所述第一试剂包括第一流体、细胞悬液、生化试剂。所述第一进样单元与所述微流控芯片的第一进样口连通，所述第一进样单元配置为存储所述第一流体并将所述第一流体释放到所述微流控芯片的第一进样口；所述第二进样单元与所述微流控芯片的第二进样口连通，所述第二进样单元配置为存储所述细胞悬液并将所述细胞悬液释放到所述微流控芯片的第二进样口；所述第三进样单元与所述微流控芯片的第三进样口连通，所述第三进样单元配置为存储所述生化试剂并将所述生化试剂释放到所述微流控芯片的第三进样口。

在一些实施例中，所述盒体装置还包括第一安装区域和第二安装区域，所述第一安装区域配置为安装光学识别装置，所述第二安装区域配置为安装驱动电极装置。

在一些实施例中，所述进样单元包括第一进样单元和第二进样单元，所述微流控芯片的进样口包括第一进样口和第二进样口，所述第一试剂包括第一流体和包括单个细胞的液滴。所述第一进样单元与所述微流控芯片的第一进样口连通，所述第一进样单元配置为存储所述第一流体并将所述第一流体释放到所述微流控芯片的第一进样口；所述第二进样单元与所述微流控芯片的第二进样口连通，所述第二进样单元配置为存储所述包括单个细胞的液滴并将所述包括单个细胞的液滴释放到所述微流控芯片的第二进样口。所述出样单元包括第一出样单元、第二出样单元以及位于所述第一出样单元和所述第二出样单元之间的第三出样单元，所述第二试剂包括第一液滴和第二液滴，所述第三出样单元配置为接纳和存储所述第一液滴，所述第一出样单元和所述第二出样单元配置为接纳和存储所述第二液滴。

在一些实施例中，所述进样单元包括第一进样单元、第二进样单元、第三进样单元，所述微流控芯片的进样口包括第一进样口、第二进样口、第三进样口，所述第一试剂包括第一流体、细胞悬液、生化试剂。所述第一进样单元与所述微流控芯片的第一进样口连通，所述第一进样单元配置为存储所述第一流体并将所述第一流体释放到所述微流控芯片的第一进样口；所述第二进样单元与所述微流控芯片的第二进样口连通，所述第二进样单元配置为存储所述细胞悬液并将所述细胞悬液释放到所述微流控芯片的第二进样口；所述第三进样单元与所述微流控芯片的第三进样口连通，所述第三进样单元配置为存储所述生化试剂并将生化试剂释放到所述微流控芯片的第三进样口。所述出样单元包括第一出样单元和第二出样单元，所述第二试剂包括第一液滴和第二液滴，所述第一出样单元配置为接纳和存储所述第一液滴，所述第二出样单元配置为接纳和存储所述第二液滴。

在一些实施例中，所述第一出样单元和所述第二出样单元位于所述进样单元与所述第一安装区域和第二安装区域之间。

在一些实施例中，所述第一安装区域和所述第二安装区域位于所述进样单元和所述出样单元之间，所述第一安装区域包括第一子安装单元、第二子安装单元、第三子安装单元，所述第二安装区域包括第四子安装单元、第五子安装单元、第六子安装单元，所述第一子安装单元和所述第四子安装单元关联，所述第二子安装单元和所述第五子安装单元关联，所述第三子安装单元和所述第六子安装单元关联。

在一些实施例中，所述进样单元包括第一进样单元、第二进样单元、第三进样单元，所述微流控芯片的进样口包括第一进样口、第二进样口、第三进样口，所述第一试剂包括第一流体和包括单个细胞的液滴。所述第一进样单元与所述微流控芯片的第一进样口连通，所述第一进样单元配置为存储所述第一流体并将所述第一流体释放到所述微流控芯片的第一进样口；所述第二进样单元与所述微流控芯片的第二进样口连通，所述第二进样单元配置为存储所述第一流体并将所述第一流体释放到所述微流控芯片的第二进样口；所述第三进样单元与所述微流控芯片的第三进样口连通，所述第三进样单元配置为存储所述包括单个细胞的液滴并将所述包括单个细胞的液滴释放到所述微流控芯片的第三进样口。所述出样单元包括第一出样单元和第二出样单元，所述第二试剂包括第一液滴和第二液滴，所述第一出样单元配置为接纳和存储所述第一液滴，所述第二出样单元配置为接纳和存储所述第二液滴。

在一些实施例中，所述第一出样单元的数量为一个，所述第二出样单元的数量为三个。

在一些实施例中，所述第一出样单元的数量为一个，所述第二出样单元的数量为一个。

在一些实施例中，所述盒体装置包括一个进样单元和两个出样单元，所述第二试剂包括第一液滴和第二液滴，所述第一液滴与所述第二液滴具有不同的粒径，所述两个出样单元中的一个配置为接纳和存储所述第一液滴，所述两个出样单元中的另一个配置为接纳和存储所述第二液滴。

根据本公开的又一方面，提供了一种微流控装置，该微流控装置包括在前面任一个实施例中描述的微流控芯片和在前面任一个实施例中描述的盒体装置，所述微流控芯片与所述盒体装置组装在一起。

附图说明

为了更清楚地描述本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A示出了根据本公开一实施例的微流控芯片的结构示意图；

图1B示出了图1A的微流控芯片的区域I的放大示意图；

图1C示出了图1A的微流控芯片的容纳部的放大示意图；

图2示出了根据本公开另一实施例的微流控芯片的结构示意图；

图3示出了图2的微流控芯片的一种变型的结构示意图；

图4示出了根据本公开又一实施例的微流控芯片的结构示意图；

图5A示出了根据本公开一实施例的盒体装置的结构示意图；

图5B示出了图5A的盒体装置适配的微流控芯片的结构示意图；

图6A示出了根据本公开另一实施例的盒体装置的结构示意图；

图6B示出了图6A的盒体装置适配的微流控芯片的结构示意图；

图7示出了根据本公开又一实施例的盒体装置的结构示意图；

图8示出了根据本公开再一实施例的盒体装置的结构示意图；

图9示出了根据本公开再一实施例的盒体装置的结构示意图；以及

图10示出了根据本公开实施例的微流控装置的框图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

在正式描述本公开实施例的技术方案之前，对本公开实施例中使用的术语做出如下解释和定义，以帮助本领域技术人员能够更加清楚地理解本公开实施例的技术方案。

如本文所使用的，术语“流体”是指能够流动的所有物质，是液体和气体的总称。流体是一种在微小剪切力的作用下能够连续变形的物质。流体可以由单纯的一种物质组成，也可以由多种不同的物质混合而成。流体可以是连续相（例如油相），也可以是分散相（例如水相），还可以是连续相和分散相的混合。流体具有易流动性、可压缩性、黏性等特性。

如本文所使用的，术语“油相”是指，根据相似相溶原理，不易溶于水的物质属于油相。例如，将一种物质与水混溶，如果混合后的液体呈现分层或浑浊现象，则该物质属于油相。油可以具有高于或低于水的密度和/或高于或低于水的粘度。例如，液状石蜡、硅油、凡士林、矿物油、全氟化油等均属于油相。

如本文所使用的，术语“水相”是指，根据相似相溶原理，易溶于水的物质属于水相。例如，将一种物质与水混溶，如果混合后的液体呈现透明且均匀的溶液，则该物质属于水相。例如，水、甘油、酒精、丙酮等均属于水相。

如本文所使用的，术语“细胞悬液”是指通过机械或化学方法将细胞从组织上分离并用细胞培养液稀释混匀得到的细胞溶液。细胞悬液中可以包括众多数量的细胞，例如数百个、数千个、数万个、数百万个、数千万个或更多个细胞。细胞悬液中的细胞可以是任何类型的细胞，包括但不限于原核细胞、真核细胞、细菌、真菌、植物、哺乳动物或其他动物细胞类型、支原体、正常组织细胞、肿瘤细胞或任何其他细胞类型，无论是否衍生来自单细胞或多细胞生物。细胞悬液中的细胞可以包括DNA、RNA、细胞器、蛋白质或其任何组合。

如本文所使用的，术语“A与B连通”是指A元件与B元件互相连接且相通，其允许流体在A元件与B元件之间流动，即，流体可以按照产品设计要求从A元件流动至B元件，或者从B元件流动至A元件。A元件与B元件可以直接连通，即流体可以从A元件直接流动至B元件或从B元件直接流动至A元件而不经过其他中间元件（例如管道）。替代地，A元件与B元件可以间接连通，即流体可以从A元件经由一个或多个中间元件（例如管道）流动至B元件或从B元件经由一个或多个中间元件（例如管道）流动至A元件。

如本文所使用的，术语“聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）”是一种用于放大扩增特定的脱氧核糖核酸（DNA）片段的分子生物学技术，它可以看作是生物体外的特殊DNA复制，其能将微量的DNA大量复制，使其数量大幅增加。PCR的基本原理是，DNA在高温（例如95°左右）时可以发生变性解链变为单链，当温度降至低温（例如60°C左右）时，引物与单链按碱基互补配对原则结合又变为双链。因此，通过温度变化控制DNA的变性和复性，加入设计引物，就可以实现DNA的大量复制。PCR反应包括但不限于数字PCR（digital PCR，dPCR）、定量PCR、实时PCR。dPCR技术可以提供数字化DNA量化信息的定量分析技术，其与微流控技术相结合，可以提供更高的灵敏度和精确度。

如本文所使用的，术语“微流控芯片”是指具有微米尺度微通道的芯片，其可以将生物、化学和医学等领域中所涉及的样本制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到该微尺度芯片上，自动完成反应和分析的全过程。基于微流控芯片的分析检测装置可以具有下列优点：液体流动可控、样品消耗少、检测速度快、操作简便、多功能集成、体积小和便于携带等。

如本文所使用的，术语“XX的粒径”是指物质XX的大小，即物质XX在某个方向上的长度。物质XX可以是单个细胞或单个液滴。例如，当细胞或液滴的形状为球形时，则术语“单个细胞的粒径”是指单个细胞的直径，“单个液滴的粒径”是指单个液滴的直径。当细胞或液滴的形状为棒状时，则术语“单个细胞的粒径”是指单个细胞在较短边的方向上的长度，“单个液滴的粒径”是指单个液滴在较短边的方向上的长度。

本申请的发明人发现，在常规技术中，用于分选单细胞的方法主要分为两类：一类是使用荧光流式细胞分选仪（Fluorescence Activated Cell Sorting, FACS）来自动分选单细胞，但是该荧光流式细胞分选仪价格昂贵且维护成本很高；另一类是通过专业操作人员来手动分选单细胞，但是该手动分选方法不仅依赖操作人员的技巧和熟练程度，而且也需要显微移液平台、光镊等大中型仪器。此外，单细胞分选过程极易受到环境中飘浮的气溶胶、微生物的污染，这种污染通常难以在后续的检测环节去除。因此，现有单细胞分选方法存在诸如成本昂贵、对操作人员技能要求高、所需仪器设备受场地限制、易受到环境污染等缺点。

有鉴于此，本公开的实施例提供了一种微流控芯片。该微流控芯片可以用来制备包含源自细胞悬液的单个细胞的液滴以及从所制备的液滴中分选出目标液滴。通过该微流控芯片可以实现单细胞的制备和分选，可以在有效提高自动化操作的同时降低使用成本，并且可以消除交叉污染，提高细胞存活率。

图1A示出了微流控芯片300的结构示意图，其中（a）是该微流控芯片300的前视图，（b）是该微流控芯片300的后视图，（c）是该微流控芯片300的左视图，（d）是该微流控芯片300的轴向图。如图1A所示，该微流控芯片300包括：第一容纳部301、第二容纳部302、输送流道303、分选流道305以及收集部306。第一容纳部301配置为容纳第一流体，第二容纳部302配置为容纳第二流体，该第二流体包括细胞悬液。输送流道303包括第一输送流道3031和第二输送流道3032，第一输送流道3031与第一容纳部301连通且第二输送流道3032与第二容纳部302连通，第一输送流道3031与第二输送流道3032在汇合点304处彼此交叉且连通。输送流道303的形状被设计为使得第一流体和第二流体在汇合点304处汇合。分选流道305位于输送流道303的下游，分选流道305包括第一分选流道3051和第二分选流道3052。收集部306位于分选流道305的下游且包括第一收集部3061和第二收集部3062，第一收集部3061与第一分选流道3051连通，第二收集部3062与第二分选流道3052连通。

在一些实施例中，第一分选流道3051可以配置为筛选第一液滴，第二分选流道3052可以配置为筛选第二液滴。在这样的情况下，第一收集部3061配置为收集第一液滴，第二收集部3062配置为收集第二液滴。

需要说明的是，在本文中，术语“第一液滴”可以指非目标液滴，术语“第二液滴”可以指目标液滴。非目标液滴指该液滴包括来自细胞悬液的非目标细胞，而目标液滴指该液滴包括来自细胞悬液的单个目标细胞。细胞悬液中包括大量的细胞，这些细胞中包括大部分的非目标细胞和少量的目标细胞（例如外周血样本中的循环肿瘤细胞、稀有细胞、癌细胞等）。在本文中，术语“第一液滴”和“非目标液滴”可互换地使用，术语“第二液滴”和“目标液滴”可互换地使用。

该微流控芯片300不仅可以从细胞悬液中制备得到包含单个细胞（单个目标细胞或单个非目标细胞）的液滴，同时还可以从该液滴中分选出包含单个目标细胞的目标液滴。因此，该微流控芯片300具有较高的集成度，可以自动完成包含单个细胞的液滴的制备以及包含单个目标细胞的液滴的分选，而无需操作人员的手动操作，因而可以有效提高操作的自动化程度。此外，由于第一流体和第二流体仅在输送流道303内流动，与外界环境完全隔离，因此可以避免受到环境中飘浮的气溶胶、微生物等的污染。而且，由于从细胞悬液中分离出的单个细胞被液滴包裹和保护，因此整个制备过程比较温和，进而可以有效提高细胞的存活率。

下面，具体描述如何通过该微流控芯片300制备包含单个细胞的液滴。

图1B是图1A的微流控芯片300的区域I的放大图。参考图1A和图1B，微流控芯片300的输送流道303包括第一输送流道3031和第二输送流道3032。第一输送流道3031与第一容纳部301连通且供第一流体在其内部流动。第一流体为连续相（例如油相）液体，其例如可以是矿物油、全氟化油等任意适当的流体。可选地，第一流体中可以混合有表面活性剂，表面活性剂有利于稳定所得的液滴，例如，抑制所得液滴的后续聚结。当第一流体为全氟化油时，表面活性剂可以是全氟化表面活性剂。第二输送流道3032与第二容纳部302连通且供第二流体在其内部流动。第二流体为水相液体。在图中的示例中，第二容纳部302包括第一子容纳部3021和第二子容纳部3022，第一子容纳部3021配置为容纳细胞悬液，第二子容纳部3022配置为容纳生化试剂。可以根据不同的生化反应来采取不同的生化试剂，本公开的实施例对生化试剂的化学成分不作具体限定。需要说明的是，虽然图1A中示出了细胞悬液容纳在第一子容纳部3021内，生化试剂容纳在与第一子容纳部3021分离的第二子容纳部3022内，但是这仅是一个示例，本公开的实施例并不仅限于此。在替代的实施例中，细胞悬液和生化试剂可以预先混合并容纳在同一个容纳部内。第一输送流道3031和第二输送流道3032在汇合点304处相交且连通。

第一输送流道3031的一部分被汇合点304分割为第一区段和第二区段，在第一区段和第二区段中的每一个区段中，该区段的第一横截面的面积沿着远离汇合点304的第一方向逐渐增大，第一横截面垂直于第一方向，第一方向是图中的竖直方向。第二输送流道3032被汇合点304分割为第三区段和第四区段，在第三区段和第四区段中的每一个区段中，该区段的第二横截面的面积沿着远离汇合点304的第二方向逐渐增大，第二横截面垂直于第二方向，第二方向是指第二流体在第二输送流道3032内的流动方向。

具体而言，第一输送流道3031包括沿第一方向依次布置的第一子部分3031-1、第二子部分3031-2以及第三子部分3031-3，第二子部分3031-2位于第一子部分3031-1和第三子部分3031-3之间并且包括汇合点304。第一子部分3031-1属于前文描述的第一区段，第三子部分3031-3属于前文描述的第二区段，第二子部分3031-2跨越第一区段和第二区段。第一子部分3031-1和第三子部分3031-3的第一横截面的面积均大于第二子部分3031-2的第一横截面的面积，也即，沿着从第一子部分3031-1到第三子部分3031-3的方向，第一输送流道3031先逐渐变细后逐渐变粗，这样使得第一输送流道3031呈现上下（第一子部分3031-1和第三子部分3031-3）粗中间（第二子部分3031-2）细的形状。通过这样的形状设计，当第一输送流道3031内的第一流体从第一子部分3031-1流向第二子部分3031-2时或者从第三子部分3031-3流向第二子部分3031-2时，由于流道越来越细，因此第一流体在第一输送流道3031内的流速变大，从而可以增加第一流体的压力，促进第一子部分3031-1和第三子部分3031-3内的第一流体向第二子部分3031-2的汇合点304流动，并在汇合点304处汇集。这样可以提供充足的第一流体，以便于后续形成液滴。第一输送流道3031的第一子部分3031-1、第二子部分3031-2以及第三子部分3031-3的第一横截面的形状可以是圆形、正方形、矩形、规则多边形、不规则形状等，本公开的实施例对此不做限定。

第一输送流道3031的第二子部分3031-2在汇合点304处的第一横截面的尺寸配置为允许具有特定粒径的第一流体在其内部流动，第一流体的特定粒径大于单个细胞（例如单个目标细胞）的粒径。也即，第一输送流道3031的第二子部分3031-2在汇合点304处的第一横截面的宽度大于单个细胞的粒径。在一个示例中，细胞悬液中的每个细胞的粒径大约为10μm，第一输送流道3031的第二子部分3031-2在汇合点304处的横截面的宽度大于10μm，例如略微大于10μm。这里的“略微大于10μm”是指第一输送流道3031的第二子部分3031-2在汇合点304处的第一横截面的宽度大于10μm，但是小于20μm，也即该宽度大于单个细胞的粒径但是小于两个细胞的粒径的和。需要说明的是，短句“第一输送流道3031的第二子部分3031-2在汇合点304处的第一横截面的宽度”可以理解为，当第一输送流道3031的第二子部分3031-2在汇合点304处的第一横截面的形状为圆形时，则该第一横截面的宽度为该圆形的直径；当第一输送流道3031的第二子部分3031-2在汇合点304处的第一横截面的形状为正方形时，则该第一横截面的宽度为该正方形的边长；当第一输送流道3031的第二子部分3031-2在汇合点304处的第一横截面的形状为矩形时，则该第一横截面的宽度为该矩形的短边的长度；当第一输送流道3031的第二子部分3031-2在汇合点304处的第一横截面的形状为规则多边形时，则该第一横截面的宽度为该规则多边形的最远两个顶点之间的距离。在一个示例中，当第一输送流道3031的第二子部分3031-2在汇合点304处的第一横截面为圆形且单个细胞的形状为圆球状时，则第一输送流道3031的第二子部分3031-2在汇合点304处的第一横截面的宽度大于单个细胞的粒径应被理解为第一输送流道3031的第二子部分3031-2在汇合点304处的直径大于单个细胞的直径。通过这种设计方式，当第一输送流道3031内的第一流体从第一子部分3031-1流向第二子部分3031-2时或者从第三子部分3031-3流向第二子部分3031-2时，可以使第一流体在汇合点304附近形成依次排列的单排流体颗粒，该单排流体颗粒中的每个颗粒的粒径大于单个细胞的1倍粒径且小于单个细胞的2倍粒径。这样，可以使由第一流体形成的每个颗粒的粒径略微大于单个细胞的粒径，从而可以更好地包裹单个细胞，起到更好的包封效果。而且这样的设计还可以增大第一流体在汇合点304处的流速，有利于液滴的形成。

第二输送流道3032包括第一子流道3032-1、第二子流道3032-2以及第三子流道3032-3。第一子流道3032-1和第二子流道3032-2属于前文描述的第三区段，第三子流道3032-3属于前文描述的第四区段。第一子流道3032-1的第一端与第二容纳部302连通，第一子流道3032-1的第二端与第二子流道3032-2的第一端连通；第二子流道3032-2的第二端与第三子流道3032-3的第一端连通，且第二子流道3032-2的第二端与第三子流道3032-3的第一端均位于汇合点304处；第三子流道3032-3的第二端与分选流道305的始端连通。第一子流道3032-1包括第一分支和第二分支，第一分支与第二容纳部302的第一子容纳部3021连通并且配置为使细胞悬液在其内部流动，第二分支与第二容纳部302的第二子容纳部3022连通并且配置为使生化试剂在其内部流动。如图1B所示，第一分支与第二分支在一点处彼此相交且连通，并且第一分支与第二分支在该点处的夹角为锐角。在一个示例中，第一分支与第二分支在该点处的夹角约为60度。第一分支与第二分支这样的夹角设计，一方面可以保证第一分支内的细胞悬液和第二分支内的生化试剂有足够向前（朝向汇合点304的方向）的流速，缓冲压力；另一方面还可以保证细胞悬液和生化试剂能够在该点处充分混合；再一方面还可以减少混合溶液在该流道内的死体积，提高第一分支与第二分支的储液精度。

第二输送流道3032的第一子流道3032-1和第三子流道3032-3的第二横截面的面积均大于第二输送流道3032的第二子流道3032-2的第二横截面的面积。也即，第一子流道3032-1的第一分支和第二分支的第二横截面的面积均大于第二子流道3032-2的第二横截面的面积，并且第三子流道3032-3的第二横截面的面积大于第二子流道3032-2的第二横截面的面积。沿着从第一子流道3032-1到第三子流道3032-3的方向，第二输送流道3032由粗变细再变粗。与第一输送流道3031相似，第二输送流道3032的第一子流道3032-1、第二子流道3032-2以及第三子流道3032-3的第二横截面的形状可以是圆形、正方形、矩形、规则多边形、不规则形状等，本公开的实施例对此不做限定。

第二输送流道3032的第二子流道3032-2的第二横截面的尺寸配置为允许具有特定粒径的第二流体在其内部流动，第二流体的特定粒径大于单个细胞的1倍粒径且小于单个细胞的2倍粒径。也就是说，第二子流道3032-2的第二横截面的宽度大于单个细胞的1倍粒径且小于单个细胞的2倍粒径。在一个示例中，当第二子流道3032-2的第二横截面为圆形且单个细胞的形状为圆球形时，则第二子流道3032-2的第二横截面的宽度大于单个细胞的1倍粒径且小于单个细胞的2倍粒径应被理解为第二子流道3032-2的直径大于单个细胞的1倍直径且小于单个细胞的2倍直径。在这种情况下，第二子流道3032-2的直径可以是单个细胞的直径的1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍等。当细胞悬液和生化试剂混合后并向前（朝向汇合点304）流动时，通过使第二子流道3032-2的第二横截面的宽度大于单个细胞的1倍粒径且小于2倍粒径，使得该混合溶液在第二子流道3032-2内排列成单排的单个细胞串，如图1B所示。也就是说，第二子流道3032-2的第二横截面的宽度仅允许在其宽度方向上容纳单个细胞，而无法容纳两个并排的细胞。当该单排的单个细胞串移动到汇合点304时，在第一输送流道3031内的第一流体的压力下，细胞串中最靠近汇合点304的一个细胞（也即细胞串中最靠前的一个细胞）与该细胞串分离，该分离的一个细胞与第一流体中的单个颗粒在汇合点304处结合，进而形成包含单个细胞的液滴。如前所述，第一流体是油相，第二流体（也即细胞悬液和生化试剂的混合溶液）是水相，因此，所形成的液滴具有油包水结构，即油相的第一流体将水相的第二流体包裹在内。

如图所示，第二输送流道3032的第三子流道3032-3的第二横截面的面积沿其第一端到第二端的方向逐渐增大，也即，第三子流道3032-3沿其第一端到第二端的方向逐渐变粗。这样设计的目的是使得所制备的液滴在沿着第三子流道3032-3向前移动时逐渐变大，从而便于液滴相稳定。第一输送流道3031的第二子部分3031-2在汇合点304处的第一横截面的面积大于或等于第二输送流道3032的第二子流道3032-2和第三子流道3032-3在汇合点304处的第二横截面的面积。在一个示例中，第一输送流道3031的第二子部分3031-2在汇合点304处的第一横截面的面积等于第二输送流道3032的第二子流道3032-2和第三子流道3032-3在汇合点304处的第二横截面的面积。通过这样的设计方式，可以使得在汇合点304处，第一流体中的单个油相颗粒的粒径与第二流体的单个细胞的的粒径大致相等，从而可以精准控制所形成的液滴的大小。

以上详细描述了如何利用微流控芯片300制备包含单个细胞的液滴。下面，详细介绍如何利用微流控芯片300从所制备的液滴中分选出目标液滴，即包含单个目标细胞的液滴。

该微流控芯片300还可以包括光学识别装置和驱动电极装置（图中未示出），该光学识别装置和驱动电极装置可以设置在第二输送流道3032的第三子流道3032-3附近。汇合点304处生成的液滴沿着第三子流道3032-3向前流动，第三子流道3032-3与下游的分选流道305连通。如前所述，细胞悬液中含有众多数量的细胞，在这众多数量的细胞中，含有大量的非目标细胞和少量的目标细胞（例如外周血样本中的循环肿瘤细胞、稀有细胞、癌细胞等）。细胞悬液在被注入到第一子容纳部3021之前已经过染色处理，由于细胞悬液中的目标细胞与非目标细胞含有不同的抗体，因此经荧光染色后，这些目标细胞与非目标细胞在光学识别装置下会显示出不同的颜色。因此，液滴大致可以分为以下三类：（a）液滴内含有带有目标颜色的单个目标细胞；（b）液滴内含有非目标细胞（包括液滴内含有一个或多个非目标细胞以及液滴内含有多个目标细胞两种情况）或（c）液滴内不含细胞。当液滴沿着第三子流道3032-3向前移动时，光学识别装置对第三子流道3032-3内的液滴的光学信号（例如颜色）进行实时检测。当光学识别装置检测到液滴为上述情况（b）或（c）时，则不会通知电路系统，因此电路系统不会为驱动电极施加电压，非目标液滴在惯性力的作用下流入第一分选流道3051，然后流入第一收集部3061。在替换的实施例中，当光学识别装置检测到液滴为上述情况（b）或（c）时，也可以通知电路系统，电路系统在接到通知后向驱动电极施加一定的电压，非目标液滴在介电力的驱动下流入第一分选流道3051，然后流入第一收集部3061。当光学识别装置检测到液滴为上述情况（a）时，则立即通知电路系统向驱动电极施加适当的电压（例如800~1000V），含有单个目标细胞的目标液滴被极化，在电场作用下，目标液滴向上偏转流入第二分选流道3052，然后流入第二收集部3062内。于是，该微流控芯片300实现了对液滴的分选，非目标液滴被收集到第一收集部3061内，目标液滴被收集到第二收集部3062内。

需要说明的是，对细胞悬液的染色处理仅是本公开实施例的一个示例，对细胞悬液的处理方式并不仅限于此，只要能够将细胞悬液中的目标细胞与非目标细胞区分开的处理方式均在本公开的保护范围之内。

需要说明的是，虽然图1A示出了分选流道305包括两个流道3051和3052，但是本公开的实施例并不限于此。在替代的实施例中，分选流道305还可以包括更多个流道（例如三个流道、四个流道甚至更多），该多个流道中的一个流道配置为从液滴中筛选出非目标液滴，该多个流道中的其余流道配置为从液滴中筛选出目标液滴。相应地，收集部306可以包括多个收集部，多个收集部与分选流道305的多个流道一一对应，多个收集部中的一个与分选流道305的多个流道中的一个连通且配置为收集非目标液滴，多个收集部中的其余收集部与分选流道305的多个流道中的其余流道分别连通且配置为收集目标液滴。

继续参考图1A，第一分选流道3051的始端和第二分选流道3052的始端均与输送流道303的末端（即输送流道303的第三子流道3032-3的末端）连通，第一分选流道3051的末端与第一收集部3061连通，第二分选流道3052的末端与第二收集部3062连通。第一分选流道3051和第二分选流道3052从输送流道303的末端朝向汇合点304弯折，从而使得第一收集部3061和第二收集部3062位于汇合点304和输送流道303的末端之间。相比于第一分选流道3051和第二分选流道3052在水平方向上笔直地延伸（即第一分选流道3051和第二分选流道3052朝着图中的右方向笔直地延伸）使得第一收集部3061和第二收集部3062分别连接到它们的末端，通过使第一分选流道3051和第二分选流道3052从输送流道303的末端朝向汇合点304折回，可以减小微流控芯片300所占用的体积，使微流控芯片300更加小型化，节约生产成本。

需要说明的是，在本文中，术语“输送流道303的末端”是指输送流道303的第三子流道3032-3的末端，即输送流道303的第三子流道3032-3的端部，该端部直接连接到下游的分选流道305。术语“第一分选流道3051的始端和第二分选流道3052的始端”是指第一分选流道3051的第一端部和第二分选流道3052的第一端部，第一分选流道3051和第二分选流道3052的第一端部与上游的输送流道303的第三子流道3032-3的所述端部直接相连，并且液滴从第三子流道3032-3的所述端部分别流入第一分选流道3051的第一端部和第二分选流道3052的第一端部。术语“第一分选流道3051的末端和第二分选流道3052的末端”是指第一分选流道3051的第二端部和第二分选流道3052的第二端部，第一分选流道3051的第二端部与第一收集部3061相连，第二分选流道3052的第二端部与第二收集部3062相连。非目标液滴从第一分选流道3051的第一端部流到第一分选流道3051的第二端部，然后流入第一收集部3061；目标液滴从第二分选流道3052的第一端部流到第二分选流道3052的第二端部，然后流入第二收集部3062。

在一些实施例中，输送流道303的内壁表面经过疏水处理，因此具有疏水性。如前所述，输送流道303包括配置为供第一流体在其内部流动的第一输送流道3031和配置为供第二流体在其内部流动的第二输送流道3032。经过疏水处理的第一输送流道3031可以有利于第一流体在其内部流动。经过疏水处理的第二输送流道3032可以促进细胞悬液在第二输送流道3032的第一子流道3032-1的第一分支内顺畅地流动而不粘附在内壁表面上，并且可以促进细胞悬液与生化试剂的混合溶液在第二输送流道3032的第二子流道3032-2和第三子流道3032-3内顺畅地流动而不粘附在内壁表面上。这样可以精准控制细胞悬液的用量，有利于细胞悬液与生化试剂的均匀混合，从而促进液滴的均匀生成。同时，这也可以提高细胞悬液的利用率，避免对细胞悬液的浪费。

在图1A所示的微流控芯片300中，第一容纳部301还包括进样口，外部设备（例如下文描述的盒体装置）与该进样口连接并通过该进样口将第一流体注入到第一容纳部301内。第二容纳部302的第一子容纳部3021包括进样口，外部设备（例如下文描述的盒体装置）与该进样口连接并通过该进样口将细胞悬液注入到第一子容纳部3021内。第二容纳部302的第二子容纳部3022包括进样口，外部设备（例如下文描述的盒体装置）与该进样口连接并通过该进样口将生化反应试剂注入到第二子容纳部3022内。第一收集部3061和第二收集部3062分别包括出样口，出样口用于与外部设备（例如下文描述的盒体装置）连接以将第一收集部3061和第二收集部3062内的液滴输送到该外部设备中。

图1C是图1A中的第一容纳部301、第二容纳部302的第一子容纳部3021和第二子容纳部3022中的任意一个的放大示意图。如图1C所示，第一容纳部301、第二容纳部302的第一子容纳部3021和第二子容纳部3022的轮廓均包括四个倒角。四个倒角的形状可以是任意适当的形状，例如可以是圆弧状。应当理解，本公开的实施例对倒角的具体尺寸不做限定。以第二容纳部302的第一子容纳部3021为例，如图1C所示，第一子容纳部3021的轮廓包括四个倒角313，四个倒角313的形状为圆弧状。圆弧状的倒角设计，可以减少细胞悬液在第一子容纳部3021内的死体积，提高第一子容纳部3021的储液精度。这里的“死体积”指在试剂入样过程中不可控的体积。具体地，如果第一子容纳部3021的四个角为直角而非圆弧状的倒角，由于液滴表面张力的存在，细胞悬液在第一子容纳部3021的四个直角的位置处并不是直角形状，即细胞悬液不能与第一子容纳部3021的形状完美匹配，无法充满第一子容纳部3021的四个直角所占的空间。因而，细胞悬液的形状和体积会发生变化，并且这种形状和体积的变化存在一定的随机性，从而引入死体积。这可能导致微流控芯片300的第一子容纳部3021在每次操作时都可能与上次操作容纳不同体积的细胞悬液，从而导致无法精确控制细胞悬液的用量。而在本公开的实施例中，第一子容纳部3021的四个角313设计为圆弧状的倒角，可以使细胞悬液与第一子容纳部3021的形状完美匹配，尤其是可以使细胞悬液充满第一子容纳部3021的四个圆弧状倒角所占的空间，从而可以有效降低甚至避免第一子容纳部3021的容纳体积的差异，提高对细胞悬液的操控精度。

类似地，第一容纳部301的四个圆弧状的倒角可以减少第一流体在第一容纳部301内的死体积，提高第一容纳部301的储液精度。第二容纳部302的第二子容纳部3022的四个圆弧状的倒角可以减少生化试剂在第二子容纳部3022内的死体积，提高第二子容纳部3022的储液精度。

继续参考图1C，微流控芯片300的第一容纳部301和第二容纳部302的第一子容纳部3021和第二子容纳部3022中的任意一个均设置有过滤结构312。由于第一容纳部301、第一子容纳部3021、第二子容纳部3022的过滤结构312的构造完全相同，因此，下面以第一子容纳部3021内的过滤结构312为例，来详细描述过滤结构312的结构和功能。

如图1C所示，过滤结构312包括多个彼此间隔开的微结构，相邻两个微结构312-1和312-2之间的间隙d大于单个细胞的1倍粒径且小于单个细胞的2倍粒径。在一些实施例中，源自细胞悬液的单个细胞的粒径大约为10μm左右，相应地，相邻两个微结构312-1和312-2之间的间隙d大于10μm且小于20μm。过滤结构312的多个微结构的高度可以完全相同，也可以完全不同，还可以仅部分地相同，具体的高度可以根据产品需求而灵活设计，本公开的实施例对此不做具体限定。在一些实施例中，每个微柱的高度约为100-200μm。在平行于第一子容纳部3021所在平面的方向上，每个微柱的横截面的形状可以是任意适当的形状，诸如菱形、正方形、矩形、圆形、椭圆形、正多边形、不规则形状等，本公开的实施例对此不做具体限定。

在微流控芯片300的操作期间，第一子容纳部3021内的细胞悬液在过滤结构312的相邻微结构之间的间隙流过，然后流入第二输送流道3032的第一子流道3032-1的第一分支中。由于相邻两个微结构之间的间隙d大于单个细胞的1倍粒径且小于单个细胞的2倍粒径，因此当细胞悬液从相邻微结构之间的间隙流过时，一方面可以阻挡细胞悬液中的过大杂物（例如粒径大于单个细胞2倍粒径的杂物，诸如灰尘、盐析物质等）流入后续的流道中，从而避免过大杂物堵塞流道，影响细胞悬液的正常流动；另一方面在相邻微结构对细胞悬液的作用力下以及相邻微结构之间的间隙对细胞悬液的尺寸的筛选下，细胞悬液中彼此粘连在一起的多个细胞（例如彼此粘连的两个细胞、三个细胞或更多个细胞）可以被分隔开而成为多个彼此分离的单个细胞，从而有利于制备包含单个细胞的液滴，降低单颗液滴内包含两个或更多个细胞的概率。

第一容纳部301和第二子容纳部3022内的过滤结构312的结构可以参考上面关于第一子容纳部3021内的过滤结构的描述，为了简洁起见，在此不再赘述。在微流控芯片300的操作期间，第一容纳部301内的第一流体在过滤结构312的相邻微结构之间的间隙流过，然后流入输送流道303的第一输送流道3031中。当第一流体从过滤结构312的相邻微结构之间的间隙流过时，可以阻挡第一流体中的过大杂物（例如粒径大于单个细胞2倍粒径的杂物，诸如灰尘、盐析物质等）流入第一输送流道3031中，从而避免过大杂物堵塞第一输送流道3031，影响第一流体的正常流动。在微流控芯片300的操作期间，第二子容纳部3022内的生化试剂在过滤结构312的相邻微结构之间的间隙流过，然后流入第二输送流道3032的第一子流道3032-1的第二分支中。当生化试剂从过滤结构312的相邻微结构之间的间隙流过时，可以阻挡生化试剂中的过大杂物（例如粒径大于单个细胞2倍粒径的杂物，诸如灰尘、盐析物质等）流入第一子流道3032-1的第二分支中，从而避免过大杂物堵塞该第二分支，影响生化试剂的正常流动。

图2示出了微流控芯片400的结构示意图，其中（a）是该微流控芯片400的前视图，（b）是该微流控芯片400的左视图，（c）是该微流控芯片400的后视图，（d）是该微流控芯片400的轴向图。该微流控芯片400可以用来从液滴中分选出包括单个目标细胞的目标液滴。该微流控芯片400可以作为独立的部件单独使用以实现目标液滴的分选，也可以用来替换微流控芯片300的分选流道305和收集部306，从而可以实现包含单个细胞的液滴的制备以及目标液滴的分选。

如图2所示，该微流控芯片400包括分选流道403、连接流道404、以及收集部405和406。分选流道403包括第一分选流道4031和第二分选流道4032，第二分选流道4032包括级联的第一级分支4032A、第二级分支4032B以及第三级分支4032C。连接流道404包括第一连接流道4041、第二连接流道4042以及第三连接流道4043。收集部包括第一收集部405和第二收集部406，第二收集部406包括第一子收集部4061、第二子收集部4062、第三子收集部4063。可选地，微流控芯片400还可以包括两个第三容纳部401和一个第四容纳部402，每个第三容纳部401配置为容纳油相的第一流体，第四容纳部402配置为容纳大量液滴，该大量液滴中包括目标液滴和非目标液滴，其中每个目标液滴包括单个目标细胞。该液滴可以通过其他装置制备得到。如图所示，第一分选流道4031的始端与第四容纳部402连通，第一分选流道4031的末端与第一收集部405连通，并且第一分选流道4031与第二分选流道4032的第一级分支4032A经由第一连接流道4041连通。第二分选流道4032的第一级分支4032A的始端与第三容纳部401连通，第二分选流道4032的第一级分支4032A的末端与第一子收集部4061连通，并且第二分选流道4032的第一级分支4032A与第二级分支4032B经由第二连接流道4042连通。第二分选流道4032的第二级分支4032B的始端与第三容纳部401连通，第二分选流道4032的第二级分支4032B的末端与第二子收集部4062连通，并且第二分选流道4032的第二级分支4032B与第三级分支4032C经由第三连接流道4043连通。第二分选流道4032的第三级分支4032C的始端与第三连接流道4043连通，并且第二分选流道4032的第三级分支4032C的末端与第三子收集部4063连通。该微流控芯片400还可以包括多个光学识别装置和多个驱动电极装置（图中未示出），以使该微流控芯片400实现对目标细胞的级联分选。

在细胞悬液中，可能只存在一种目标细胞，也可能存在多种不同类型的目标细胞。当存在多种不同类型的目标细胞时，需要将这几种不同类型的目标细胞分别筛选出来，并收集到不同的收集部中，以供后续检测使用。

利用该微流控芯片400进行目标液滴分选的过程大致如下：向第三容纳部401内加入第一流体，向第四容纳部402内加入利用其它设备（例如其它的微流控芯片）制备得到的液滴。该液滴包括目标液滴和非目标液滴，其中目标液滴包括单个目标细胞。假设液滴包括A、B、C、D四种不同类型的细胞，其中A、B、C型细胞均是目标细胞，D型细胞是非目标细胞。因此，目标液滴包括：（a）包含单个A型目标细胞的液滴、（b）包含单个B型目标细胞的液滴、以及（c）包含单个C型目标细胞的液滴；非目标液滴包括：（d）包含一个或多个D型非目标细胞的液滴。上述液滴在前期已经过染色处理。

第四容纳部402内的液滴流入到第一分选流道4031，在第一分选流道4031与第一连接流道4041的连接位置处，第一光学识别装置对液滴的光学信号（例如颜色）进行实时检测。当第一光学识别装置检测到液滴为上述情况（d）时，则不会通知电路系统，电路系统因而不会向与该第一光学识别装置关联的第一驱动电极装置施加电压。因此，非目标液滴沿着第一分选流道4031继续移动，直至流入第一收集部405。当第一光学识别装置检测到液滴为上述情况（a）-（c）中的任意一种时，则立即通知电路系统向第一驱动电极装置施加适当的电压，目标液滴被极化，在电场作用下，目标液滴向上偏转流入第一连接流道4041，然后经由第一连接流道4041流入第二分选流道4032的第一级分支4032A。在第一级分支4032A与第二连接流道4042的连接位置处，第二光学识别装置对目标液滴的光学信号进行实时检测。当第二光学识别装置检测到目标液滴为上述情况（a）时，则不会通知电路系统，电路系统因而不会向与该第二光学识别装置关联的第二驱动电极装置施加电压。因此，目标液滴（a）沿着第一级分支4032A继续移动，直至流入第一子收集部4061，从而可以从液滴中筛选出包含单个A型目标细胞的目标液滴。当第二光学识别装置检测到目标液滴为上述情况（b）或（c）时，则立即通知电路系统向第二驱动电极装置施加适当的电压，目标液滴（b）或（c）被极化，在电场作用下，目标液滴（b）或（c）向上偏转流入第二连接流道4042，然后经由第二连接流道4042流入第二级分支4032B。在第二级分支4032B与第三连接流道4043的连接位置处，第三光学识别装置对目标液滴（b）或（c）的光学信号进行实时检测。当第三光学识别装置检测到目标液滴为上述情况（b）时，则不会通知电路系统，电路系统因而不会向与该第三光学识别装置关联的第三驱动电极装置施加电压。因此，目标液滴（b）沿着第二级分支4032B继续移动，直至流入第二子收集部4062，从而可以从液滴中筛选出包含单个B型目标细胞的目标液滴。当第三光学识别装置检测到目标液滴为上述情况（c）时，则立即通知电路系统向第三驱动电极装置施加适当的电压，目标液滴（c）被极化，在电场作用下，目标液滴（c）向上偏转流入第三连接流道4043，然后经由第三连接流道4043流入第三级分支4032C，最终流入第三子收集部4063，从而从液滴中筛选出包含单个C型目标细胞的目标液滴。

利用该微流控芯片400，通过一次分选过程，即可筛选出三种不同类型的目标细胞，这大大提升了细胞的分选速度和效率。而且，相比于利用三个不同的微流控芯片分别筛选三种不同类型的目标细胞，本公开的实施例仅利用一个微流控芯片400即可实现对三种不同类型的目标细胞的分选，这大大节约了所需的微流控芯片的数量，从而节约生产成本。

当利用该微流控芯片400替换微流控芯片300的分选流道305和收集部306时，可以省略第四容纳部402。替代地，将第一分选流道4031的始端连接到微流控芯片300的第三子流道3032-3的末端，微流控芯片400的其他设置可以保持不变。这样，在汇合点304处生成的液滴沿着第三子流道3032-3流入到第一分选流道4031，然后对该液滴执行如上所述的级联分选。通过这样的设计，利用一个微流控芯片，不仅可以制备包含单个细胞的液滴，同时还可以对这样的液滴进行级联分选，从而分选出多种不同类型的目标细胞。

在实际操作时，可以使第三容纳部401内的油相第一流体预先充满微流控芯片400，这样，可以促进分选流道403内的液滴更加顺畅地流动。

如图2所示，第一连接流道4041的一端位于第一分选流道4031的始端和末端之间，第一连接流道4041的另一端位于第一级分支4032A的始端和末端之间；第二连接流道4042的一端位于第一级分支4032A的始端和末端之间，第二连接流道4042的另一端位于第二级分支4032B的始端和末端之间，并且第二连接流道4042相较于第一连接流道4041在第二方向（即图2中的横向方向）上更靠近收集部（即在图中，第二连接流道4042相较于第一连接流道4041向右偏移了一段距离）；第三连接流道4043的一端位于第二级分支4032B的始端和末端之间，第三连接流道4043的另一端与第三级分支4032C的始端连通，并且第三连接流道4043相较于第二连接流道4042在横向方向上更靠近收集部（即在图中，第三连接流道4043相较于第二连接流道4042向右偏移了一段距离）。换句话说，在第二方向上，第一连接流道4041位于第二连接流道4042的左侧，且第二连接流道4042位于第三连接流道4043的左侧。通过这样的布置，液滴能够顺利地从第一分选流道4031相继地流入到第二分选流道4032的第一级分支4032A、第二级分支4032B以及第三级分支4032C，从而实现如上所述的级联分选。进一步地，分选流道403和连接流道404配置为使得液滴从第一分选流道4031经由连接流道404依次流入第二分选流道4032的第一级分支4032A、第二级分支4032B以及第三级分支4032C，并且液滴的流动方向不可逆。通过这样的布置，防止流入下一级分支内的液滴倒流回到上一级分支，从而避免不同类型目标细胞的串液。

需要说明的是，虽然图2示出的微流控芯片400的第二分选流道4032包括三个分支4032A、4032B、4032C，但这仅是一个示例，第二分选流道4032包括的分支数量依据所需分选的目标细胞的类型数量而定，本公开的实施例对此不作具体限定。例如，当需要从液滴中分选出N（N≥2）种不同类型的目标细胞时，微流控芯片400可以包括N个连接流道，第二分选流道4032可以包括N个级联的分支，该N个级联的分支中的任意相邻两个分支之间设置有一个连接流道且任意相邻两个分支经由该连接流道连通。相应地，第二收集部406包括N个子收集部，第二分选流道4032的N个级联的分支与N个子收集部一一对应，并且N个级联的分支中的一个与N个子收集部中的相应一个连通。

图3示出了微流控芯片400的一种变型400’，其中（a）是该微流控芯片400’的前视图，（b）是该微流控芯片400’的左视图，（c）是该微流控芯片400’的后视图，（d）是该微流控芯片400’的轴向图。图3示出的微流控芯片400’与图2示出的微流控芯片400相比，除了分选流道403和收集部405’和406之外，两者具有相似的结构。相同的附图标记指代相同的部件，因此，出于简洁的目的，这些相同部件的功能和作用不再描述，可参考对微流控芯片400的描述，下面仅描述不同的部分。

该微流控芯片400’可以用来从液滴中分选出包括单个目标细胞的目标液滴。该微流控芯片400’可以作为独立的部件单独使用以实现目标液滴的分选，也可以用来替换微流控芯片300的分选流道305和收集部306，从而可以实现包含单个细胞的液滴的制备以及目标液滴的分选。

如图3所示，该微流控芯片400’包括分选流道403、连接流道404、以及收集部405’和406。分选流道403包括第一分选流道4031和第二分选流道4032，第一分选流道4031包括级联的第一级分支4031A、第二级分支4031B以及第三级分支4031C。连接流道404包括第一连接流道4041、第二连接流道4042以及第三连接流道4043。收集部包括第一收集部405’和第二收集部406。可选地，微流控芯片400’还可以包括两个第三容纳部401和一个第四容纳部402，每个第三容纳部401配置为容纳油相的第一流体，第四容纳部402配置为容纳大量液滴，该大量液滴中包括目标液滴和非目标液滴，其中每个目标液滴包括单个目标细胞。如图3所示，第一分选流道4031的第一级分支4031A的始端与第四容纳部402连通，第一分选流道4031的第一级分支4031A的末端与第一收集部405’连通，并且第一分选流道4031的第一级分支4031A与第二级分支4031B经由第一连接流道4041连通。第一分选流道4031的第二级分支4031B的始端与第三容纳部401连通，第一分选流道4031的第二级分支4031B的末端与第一收集部405’连通，并且第一分选流道4031的第二级分支4031B与第三级分支4031C经由第二连接流道4042连通。第一分选流道4031的第三级分支4031C的始端与第三容纳部401连通，第一分选流道4031的第三级分支4031C的末端与第一收集部405’连通，并且第一分选流道4031的第三级分支4031C与第二分选流道4032经由第三连接流道4043连通。第二分选流道4032的始端与第三连接流道4043连通，并且第二分选流道4032的末端与第二收集部406连通。该微流控芯片400’还可以包括多个光学识别装置和多个驱动电极装置（图中未示出），以使该微流控芯片400’实现对目标细胞的级联分选。

在细胞悬液中存在一种类型的目标细胞时，可能存在一种情况：该种类型的目标细胞与细胞悬液中的非目标细胞非常相似，难以区分。因此，仅通过一次分选过程难以从细胞悬液中筛选出所需的目标细胞，或者通过一次分选过程从细胞悬液中筛选出所需目标细胞的成功率较低。因此，与微流控芯片400不同，该微流控芯片400’不是用来同时筛选出多种不同类型的目标细胞，而是用来提高分选出的目标细胞的纯净度。

利用该微流控芯片400’进行目标液滴分选的过程大致如下：向第三容纳部401内加入第一流体，向第四容纳部402内加入利用其它设备（例如其它的微流控芯片）制备得到的液滴。该液滴包括目标液滴和非目标液滴，其中目标液滴包括单个目标细胞。假设液滴包括E和F两种不同类型的细胞，其中E型细胞是目标细胞，F型细胞是非目标细胞，E型目标细胞与F型非目标细胞难以区分。因此，目标液滴包括：（e）包含单个E型目标细胞的液滴；非目标液滴包括：（f）包含一个或多个F型非目标细胞的液滴。上述液滴在前期已经过染色处理。第四容纳部402内的液滴流入到第一分选流道4031的第一级分支4031A，在第一级分支4031A与第一连接流道4041的连接位置处，第一光学识别装置对液滴的光学信号（例如颜色）进行实时检测。当第一光学识别装置检测到液滴为上述情况（f）时，则不会通知电路系统，电路系统因而不会向与该第一光学识别装置关联的第一驱动电极装置施加电压。因此，非目标液滴沿着第一级分支4031A继续移动，直至流入第一收集部405’。当第一光学识别装置判断液滴为上述情况（e）时，则立即通知电路系统向第一驱动电极装置施加适当的电压，上述液滴（实际上仍然包括一部分非目标液滴）被极化，在电场作用下，上述液滴向上偏转流入第一连接流道4041，然后经由第一连接流道4041流入第二级分支4031B。在第二级分支4031B与第二连接流道4042的连接位置处，第二光学识别装置对液滴的光学信号进行实时检测。当第二光学识别装置检测到液滴中依然存在上述情况（f）时，则不会通知电路系统，电路系统因而不会向与该第二光学识别装置关联的第二驱动电极装置施加电压。因此，进一步被筛选出的非目标液滴（f）沿着第二级分支4031B继续移动，最终流入第一收集部405’。当第二光学识别装置判断液滴为上述情况（e）时，则立即通知电路系统向第二驱动电极装置施加适当的电压，液滴被极化，在电场作用下，液滴向上偏转流入第二连接流道4042，然后经由第二连接流道4042流入第三级分支4031C。在第三级分支4031C与第三连接流道4043的连接位置处，第三光学识别装置对液滴（实际上仍然包括少量的非目标液滴）的光学信号进行实时检测。当第三光学识别装置检测到液滴仍然存在上述情况（f）时，则不会通知电路系统，电路系统因而不会向与该第三光学识别装置关联的第三驱动电极装置施加电压。因此，非目标液滴沿着第三级分支4031C继续移动，然后流入第一收集部405’。当第三光学识别装置检测到液滴为上述情况（e）时，则立即通知电路系统向第三驱动电极装置施加适当的电压，目标液滴（e）被极化，在电场作用下，目标液滴（e）向上偏转流入第三连接流道4043，然后经由第三连接流道4043流入第二分选流道4032，最终流入第二收集部406，从而从液滴中筛选出包含单个E型目标细胞的目标液滴。

利用该微流控芯片400’，通过对液滴进行多次级联分选，可以将难以区分的目标液滴和非目标液滴进行区分，大大提高了最终收集到的目标液滴的纯度，降低了甚至排除了所收集的目标液滴中包含非目标液滴的可能性。

需要说明的是，虽然图3示出的微流控芯片400’的第一分选流道4031包括三个分支4031A、4031B、4031C，但这仅是一个示例，第一分选流道4031的分支的具体数量可以根据目标细胞与非目标细胞的区分难易程度而定，本公开的实施例对此不作具体限定。

当利用该微流控芯片400’替换微流控芯片300的分选流道305和收集部306时，可以省略第四容纳部402，替代地，将第一分选流道4031的第一级分支4031A的始端连接到微流控芯片300的第三子流道3032-3的末端，微流控芯片400’的其他设置可以保持不变。这样，在汇合点304处生成的液滴沿着第三子流道3032-3流入到第一分选流道4031的第一级分支4031A，然后对该液滴执行如上所述的级联分选。通过这样的设计，利用一个微流控芯片，不仅可以制备包含单个细胞的液滴，同时还可以对这样的液滴进行级联分选，从而将难以区分的目标液滴和非目标液滴进行区分，大大提高了最终收集到的目标液滴的纯度。

图4示出了微流控芯片500的结构示意图，其中（a）是该微流控芯片500的前视图，（b）是该微流控芯片500的左视图，（c）是该微流控芯片500的后视图，（d）是该微流控芯片500的轴向图。该微流控芯片500可以用来从液滴中分选出具有不同粒径的两种液滴。该微流控芯片500可以作为独立的部件单独使用，也可以用来替换微流控芯片300的分选流道305和收集部306，从而可以实现包含单个细胞的液滴的制备以及目标液滴的分选。

如图4所示，该微流控芯片500包括分选流道502和收集部506，分选流道502包括主体流道503、第一分选流道504、以及第二分选流道505，收集部506包括第一收集部507和第二收集部508。主体流道503在微流控芯片500所在的平面内呈螺旋状，主体流道503的末端与第一分选流道504和第二分选流道505连通，并且第一分选流道504的末端与第一收集部507连通，第二分选流道505的末端与第二收集部508连通。可选地，该微流控芯片500还可以包括第三容纳部501，该第三容纳部501配置为容纳液滴，该液滴包括具有不同粒径的第一类液滴和第二类液滴。

细胞悬液中包括粒径较小的细胞和粒径较大的细胞，当这样的细胞悬液与第一流体混合并通过前述过程形成包含单个细胞的液滴时，所形成的液滴因而也具备不同的粒径。这里，将包括较小粒径的细胞的液滴称作第一类液滴，该第一类液滴具有较小的粒径；将包括较大粒径的细胞的液滴称作第二类液滴，该第二类液滴具有较大的粒径。当利用该微流控芯片500对液滴进行分选时，第三容纳部501内的液滴流入螺旋型主体流道503。由于液滴粒径的差异，其惯性力不同，在主体流道503的末端分叉处，粒径较小的第一类液滴受惯性力较小，因而沿着主体流道503的延伸方向进入到第一分选流道504，然后流入第一收集部507。粒径较大的第二类液滴受惯性力较大，在惯性力的作用小甩出主体流道503而进入第二分选流道505，最终流入第二收集部508。

图4仅作为示例示出了主体流道503的一种可能的形状，但主体流道503的形状并不仅限于此，只要该主体流道503的形状可以使得具有不同粒径的液滴在不同惯性力的作用下可以进入不同的分选流道即可。

该微流控芯片500无需设置光学识别装置和驱动电极装置，仅依赖于主体流道503的形状，便可以将不同粒径的液滴区分开。由于无需光学识别装置和驱动电极装置，因此不仅可以减小该微流控芯片500的体积，还可以节约生产成本。

当利用该微流控芯片500替换微流控芯片300的分选流道305和收集部306时，可以省略第三容纳部501，替代地，将主体流道503的始端连接到微流控芯片300的第三子流道3032-3的末端，微流控芯片500的其他设置可以保持不变。这样，在汇合点304处生成的液滴沿着第三子流道3032-3流入到主体流道503，然后对该液滴执行如上所述的分选操作。通过这样的设计，利用一个微流控芯片，不仅可以制备包含单个细胞的液滴，同时还可以将不同粒径的液滴区分开。

本申请的发明人发现，在常规技术中，上面各个实施例中描述的第一流体和第二流体（包括细胞悬液和生化试剂）需要分别存储在独立于微流控芯片的外部装置中。在微流控芯片的操作期间，每次均需要手动操作利用挠性管道将外部装置与微流控芯片的进样口连接，从而将第一流体和第二流体实时地注入到微流控芯片中，然后经过微流控芯片的相应处理从而制备得到液滴和/或从液滴中分选出目标液滴。因此，实现液滴的制备和/或目标液滴的分选，至少需要存储流体的外部装置、挠性管道以及微流控芯片的存在。这使得该系统的体积庞大，不易于携带。另外，当更换微流控芯片以制备不同的试剂时，需要清洗外部装置以容纳适配该更换的微流控芯片所需的新试剂，但是通常无法保证外部装置能够被彻底清洗干净，因此之前剩余的试剂容易残留在外部装置中，从而造成对更换的新试剂的污染。

鉴于此，本公开的实施例提供了一种适配微流控芯片的盒体装置，每个微流控芯片均具有对应的一个盒体装置，该盒体装置可采用适当的结合方法与微流控芯片结合。该盒体装置可以存储试剂并将试剂释放到微流控芯片的进样口，以及可以接纳从微流控芯片的出样口流入到该盒体装置的试剂并将其存储。这种盒体装置可以提供无菌的环境，因为细胞悬液可以在细胞分选之前和之后被完全地限制在该密封的盒体装置内。

图5A示出了根据本公开一实施例的盒体装置1000的结构示意图，其中（a）是该盒体装置1000的前视图，（b）是该盒体装置1000的右视图，（c）是该盒体装置1000的俯视图，（d）是该盒体装置1000的轴向图。图5B示出了微流控芯片100的结构示意图，该微流控芯片100记载在优先权申请（NO. 202180000922.0）中。盒体装置1000适配于微流控芯片100，两者结合可以用来制备包含单个细胞的液滴，液滴的具体制备过程可以参考优先权申请的记载。

参考图5A和5B，该盒体装置1000配置为与微流控芯片100搭配使用，微流控芯片100包括进样口1、2、3和出样口4。盒体装置1000包括：容纳腔，配置为容纳微流控芯片100；进样单元1001，与微流控芯片100的进样口1、2、3连通，进样单元1001配置为存储第一试剂并将第一试剂释放到微流控芯片100的进样口1、2、3；以及出样单元1002，与微流控芯片100的出样口4连通，出样单元1002配置为接纳和存储被微流控芯片100处理且从微流控芯片100的出样口4流入到出样单元1002的第二试剂，第二试剂包括目标液滴，每个目标液滴包括单个目标细胞。进样单元1001包括进样孔1003A/1004A/1005A和第一储存腔1003B/1004B/1005B，每个进样孔为通孔并与相应的第一储存腔连通，每个进样孔从盒体装置1000的表面向盒体装置1000的内部凹入，并且与该进样孔对应的第一储存腔位于该进样孔远离盒体装置1000的表面的一侧。

通过提供盒体装置1000，每个微流控芯片100都可以配置有单独的一个盒体装置1000，该盒体装置1000可以存储微流控芯片100所需的注入试剂（即第一试剂）和经过微流控芯片100处理的产出试剂（即第二试剂），因此无需再提供外部的存储装置，这样可以大大减小设备体积，易于携带。另外，由于每个微流控芯片100都配置有单独的盒体装置1000，该盒体装置1000存储微流控芯片100所需的第一试剂和产出的第二试剂，因此，不会存在常规技术中由于更换微流控芯片所致的外部存储装置内的试剂交叉污染的风险。进一步地，进样单元1001包括进样孔和第一储存腔，这样的设计，可以更好地引导第一试剂从进样孔流入到第一储存腔，然后经由第一储存腔流入到微流控芯片100的进样口。

继续参考图5A和5B，盒体装置1000的进样单元1001包括第一进样单元1003、第二进样单元1004、第三进样单元1005，微流控芯片100的进样口包括第一进样口1、第二进样口2、第三进样口3，第一试剂包括第一子试剂（即第一流体）、第二子试剂（即细胞悬液）、第三子试剂（即生化试剂）。盒体装置1000的第一进样单元1003与微流控芯片100的第一进样口1连通，第一进样单元1003配置为存储第一子试剂并将第一子试剂释放到微流控芯片100的第一进样口1；盒体装置1000的第二进样单元1004与微流控芯片100的第二进样口2连通，第二进样单元1004配置为存储第二子试剂并将第二子试剂释放到微流控芯片100的第二进样口2；盒体装置1000的第三进样单元1005与微流控芯片100的第三进样口3连通，第三进样单元1005配置为存储第三子试剂并将第三子试剂释放到微流控芯片100的第三进样口3。盒体装置1000的出样单元1002包括一个出样单元1006，该出样单元1006接纳和存储的第二试剂包括目标液滴和非目标液滴。

如图所示，第一进样单元1003包括进样孔1003A和第一储存腔1003B，第二进样单元1004包括进样孔1004A和第一储存腔1004B，第三进样单元1005包括进样孔1005A和第一储存腔1005B。第一进样单元1003、第二进样单元1004、以及第三进样单元1005具有相同的结构，下面以第一进样单元1003为例，描述每个进样单元的构造。由于第一进样单元1003、第二进样单元1004、以及第三进样单元1005具有相同的结构，因此，下面关于第一进样单元1003的结构的描述同样适用于第二进样单元1004和第三进样单元1005。

第一进样单元1003的第一储存腔1003B位于盒体装置1000的内部，并且进样孔1003A在盒体装置1000上的正投影落在第一储存腔1003B在盒体装置1000上的正投影之内。例如，如图5A所示，进样孔1003A在横向方向上的宽度小于第一储存腔1003B在横向方向上的宽度。通过这样的布置方式，可以使第一子试剂在进样孔1003A内的流速变大，促进第一子试剂从进样孔1003A流入第一储存腔1003B，并最终流入到微流控芯片100的第一进样口1。

在一些实施例中，第一进样单元1003还可以包括第二储存腔1003C（类似地，第二进样单元1004还可以包括第二储存腔1004C，第三进样单元1005还可以包括第二储存腔1005C），第二储存腔1003C位于第一储存腔1003B远离进样孔1003A的一侧并与第一储存腔1003B连通。第二储存腔1003C包括与第一储存腔1003B连通的第一开口和与第一开口相对的第二开口，第二储存腔1003C的第二开口在盒体装置1000上的正投影落在第一开口在盒体装置1000上的正投影之内。在一个示例中，如图5A所示，第二储存腔1003C呈现碗状形状，即第二储存腔1003C呈现上粗下窄的形状。通过这样的布置，第二储存腔1003C可以很好地聚集从第一储存腔1003B流入其内的第一子试剂，并将该第一子试剂引导至微流控芯片100的第一进样口1。在一些实施例中，第二储存腔1003C的第二开口在盒体装置1000上的正投影落在进样孔1003A在盒体装置1000上的正投影之内。

继续参考图5A，盒体装置1000的出样单元1006包括出样孔1006A和第三储存腔1006B。出样孔1006A为通孔并与第三储存腔1006B连通，出样孔1006A从盒体装置1000的表面向盒体装置1000的内部凹入，并且第三储存腔1006B位于出样孔1006A远离盒体装置1000的表面的一侧。在一些实施例中，第三储存腔1006B位于盒体装置1000的内部，并且出样孔1006A在盒体装置1000上的正投影落在第三储存腔1006B在盒体装置1000上的正投影之内。例如，如图5A所示，出样孔1006A在横向方向上的宽度小于第三储存腔1006B在横向方向上的宽度。通过这样的布置方式，使得第三储存腔1006B主要起存储第二试剂的作用，而出样孔1006A可以更好地促进将第三储存腔1006B内的第二试剂传输至外部的设备（如果有必要的话）。

在一些实施例中，出样单元1006还可以包括第四储存腔1006C，第四储存腔1006C位于第三储存腔1006B远离出样孔1006A的一侧并与第三储存腔1006B连通。第四储存腔1006C可以用来衔接微流控芯片100的出样口4与盒体装置1000的出样单元1006，并将从微流控芯片100的出样口4流出的第二试剂引导至盒体装置1000的第三储存腔1006B。在一些实施例中，第四储存腔1006C在盒体装置1000上的正投影与出样孔1006A在盒体装置1000上的正投影至多交叠一部分。

利用盒体装置1000和微流控芯片100制备包含单个细胞的液滴的大致过程可以描述如下：

（1）向第一进样单元1003、第二进样单元1004以及第三进样单元1005分别预先加入第一流体、细胞悬液以及生化试剂。第一流体为油相，其可以混合有表面活性剂。

（2）通过挠性管道将盒体装置1000的第一进样单元1003、第二进样单元1004以及第三进样单元1005的进样孔与流量泵相连，通过调节流量泵的压力控制流体注入到进样单元的流速。

（3）第一进样单元1003内的第一流体经由进样孔1003A、第一储存腔1003B以及第二储存腔1003C流入微流控芯片100的第一进样口1；第二进样单元1004内的细胞悬液经由进样孔1004A、第一储存腔1004B以及第二储存腔1004C流入微流控芯片100的第二进样口2；第三进样单元1005内的生化试剂经由进样孔1005A、第一储存腔1005B以及第二储存腔1005C流入微流控芯片100的第三进样口3。注意，可以先使油相的第一流体充满微流控芯片100，然后再注入细胞悬液和生化试剂。

（4）上述第一流体、细胞悬液、生化试剂在微流控芯片100的汇合点105处汇合并生成液滴（即上述第二试剂），该液滴包括目标液滴和非目标液滴，其中目标液滴包括单个目标细胞。液滴经由微流控芯片100的输送流道103流入第一收集部104，然后经由第一收集部104处的出样口4流入盒体装置的出样单元1006。出样单元1006可以存储该液滴或者可以根据需要将该液滴转移至其他设备中。

图6A示出了根据本公开另一实施例的盒体装置2000的结构示意图，其中（a）是该盒体装置2000的前视图，（b）是该盒体装置2000的右视图，（c）是该盒体装置2000的俯视图，（d）是该盒体装置2000的轴向图。图6B示出了微流控芯片200的结构示意图，该微流控芯片200记载在优先权申请（NO. 202180000922.0）中。盒体装置2000适配于微流控芯片200，两者结合可以用来对液滴进行分选，以获得目标液滴。液滴的具体分选过程可以参考优先权申请的记载。

盒体装置2000包括进样单元2001和出样单元2002。进样单元2001与微流控芯片200的进样口连通，并且配置为存储第一试剂并将第一试剂释放到微流控芯片200的进样口，第一试剂为大量液滴，大量液滴中的至少一部分包括单个细胞；出样单元2002与微流控芯片200的出样口连通，并且配置为接纳和存储被微流控芯片200处理且从微流控芯片200的出样口流入到出样单元2002的第二试剂，第二试剂包括目标液滴和非目标液滴，其中目标液滴包括单个目标细胞。进样单元2001包括第一进样单元2003和第二进样单元2004，出样单元2002包括第一出样单元2005、第二出样单元2006以及位于第一出样单元2005和第二出样单元2006之间的第三出样单元2007。微流控芯片200的进样口包括第一进样口5和第二进样口6。第一进样单元2003与微流控芯片200的第一进样口5连通，第一进样单元2003配置为存储第一子试剂（即第一流体）并将第一子试剂释放到微流控芯片200的第一进样口5；第二进样单元2004与微流控芯片200的第二进样口6连通，第二进样单元2004配置为存储第二子试剂（即包括单个细胞的液滴）并将第二子试剂释放到微流控芯片200的第二进样口6。出样单元2002的第三出样单元2007配置为接纳和存储非目标液滴，出样单元2002的第一出样单元2005和第二出样单元2006配置为接纳和存储目标液滴。

盒体装置2000的第一进样单元2003包括进样孔2003A、第一储存腔2003B、以及第二储存腔2003C；第二进样单元2004包括进样孔2004A、第一储存腔2004B、以及第二储存腔2004C。盒体装置2000的第一进样单元2003和第二进样单元2004的结构与盒体装置1000的第一进样单元1003的结构完全相同，因此盒体装置2000的第一进样单元2003和第二进样单元2004具有与盒体装置1000的第一进样单元1003相同的技术效果。出于简洁的目的，此处不再重复它们的结构和技术效果。盒体装置2000的第一出样单元2005包括出样孔2005A、第三储存腔2005B以及第四储存腔2005C，盒体装置2000的第二出样单元2006包括出样孔2006A、第三储存腔2006B以及第四储存腔2006C，盒体装置2000的第三出样单元2007包括出样孔2007A、第三储存腔2007B以及第四储存腔2007C。第一出样单元2005、第二出样单元2006以及第三出样单元2007具有完全相同的结构。除了第四储存腔和出样孔的相对位置之外，盒体装置2000的第一出样单元2005、第二出样单元2006以及第三出样单元2007的结构与盒体装置1000的出样单元1006的结构基本相同，因此盒体装置2000的各个出样单元的结构和技术效果可参考盒体装置1000的出样单元1006的结构和技术效果。在盒体装置2000中，以第一出样单元2005为例，第四储存腔2005C在盒体装置2000上的正投影落在出样孔2005A在盒体装置2000上的正投影之内。

盒体装置2000还包括第一安装区域2008和第二安装区域2009，第一安装区域2008配置为安装光学识别装置，第二安装区域2009配置为安装驱动电极装置。光学识别装置和驱动电极装置用来与微流控芯片200配合共同实现对目标液滴的分选。

利用盒体装置2000和微流控芯片200对目标液滴进行分选的大致过程可以描述如下：

（1）向第一进样单元2003和第二进样单元2004分别预先加入第一流体和包括单个细胞的液滴，该液滴可以通过上述盒体装置1000和微流控芯片100制备得到。第一流体为油相，其可以混合有表面活性剂。

（2）通过挠性管道将盒体装置2000的第一进样单元2003的进样孔2003A和第二进样单元2004的进样孔2004A与对应的流量泵相连，通过调节流量泵的压力控制流体注入到进样单元的流速。

（3）第一进样单元2003内的第一流体经由进样孔2003A、第一储存腔2003B以及第二储存腔2003C流入微流控芯片200的第一进样口5；第二进样单元2004内的液滴经由进样孔2004A、第一储存腔2004B以及第二储存腔2004C流入微流控芯片200的第二进样口6。注意，可以先使油相的第一流体充满微流控芯片200，然后再注入液滴。

（4）上述液滴在微流控芯片200的分选流道203处被分选并进入相应的子收集部，目标液滴（包括单个目标细胞）被收集到第一子收集部2041和第二子收集部2042内，非目标液滴被收集到第三子收集部2043内。第一子收集部2041内的目标液滴经由出样口7A流入盒体装置2000的第一出样单元2005，第二子收集部2042内的目标液滴经由出样口7B流入盒体装置2000的第二出样单元2006，第三子收集部2043内的非目标液滴经由出样口7C流入盒体装置2000的第三出样单元2007。第一出样单元2005、第二出样单元2006以及第三出样单元2007可以存储相应的液滴或者可以根据需要将这些液滴转移至其他设备中。

盒体装置2000与微流控芯片200适配，共同实现对目标液滴的分选。由于液滴在分选之前和之后被完全限制在该密封的盒体装置2000和微流控芯片200内，因此这种盒体装置2000提供了无菌操作的环境。而且盒体装置2000的存在，使得由盒体装置2000与微流控芯片200构成的系统更为简洁方便，易于携带。

图7示出了根据本公开又一实施例的盒体装置3000的结构示意图，其中（a）是该盒体装置3000的前视图，（b）是该盒体装置3000的右视图，（c）是该盒体装置3000的俯视图，（d）是该盒体装置3000的轴向图。盒体装置3000适配于本申请图1A示出的微流控芯片300，两者结合可以用来制备包括单个细胞的液滴以及对该液滴进行分选，以获得目标液滴。液滴的制备和分选过程可以参考关于微流控芯片300的描述。

盒体装置3000包括进样单元3001和出样单元3002。进样单元3001与微流控芯片300的进样口连通，并且配置为存储第一试剂并将第一试剂释放到微流控芯片300的进样口。出样单元3002与微流控芯片300的出样口连通，并且配置为接纳和存储被微流控芯片300处理且从微流控芯片300的出样口流入到出样单元3002的第二试剂，第二试剂包括目标液滴和非目标液滴，其中目标液滴包括单个目标细胞。进样单元3001包括第一进样单元3003、第二进样单元3004以及第三进样单元3005。出样单元3002包括第一出样单元3006和第二出样单元3007。微流控芯片300的进样口包括位于第一容纳部301处的第一进样口、位于第一子容纳部3021处的第二进样口以及位于第二子容纳部3022处的第三进样口。第一进样单元3003与微流控芯片300的第一进样口连通，第一进样单元3003配置为存储第一子试剂（即第一流体）并将第一子试剂释放到微流控芯片300的第一进样口；第二进样单元3004与微流控芯片300的第二进样口连通，第二进样单元3004配置为存储第二子试剂（即细胞悬液）并将第二子试剂释放到微流控芯片300的第二进样口；第三进样单元3005与微流控芯片300的第三进样口连通，第三进样单元3005配置为存储第三子试剂（即生化试剂）并将第三子试剂释放到微流控芯片300的第三进样口。出样单元3002的第一出样单元3006配置为接纳和存储非目标液滴，出样单元3002的第二出样单元3007配置为接纳和存储目标液滴。

盒体装置3000的第一进样单元3003包括进样孔3003A、第一储存腔3003B、以及第二储存腔3003C；第二进样单元3004包括进样孔3004A、第一储存腔3004B、以及第二储存腔3004C；第三进样单元3005包括进样孔3005A、第一储存腔3005B、以及第二储存腔3005C。盒体装置3000的第一进样单元3003、第二进样单元3004以及第三进样单元3005的结构与盒体装置1000的第一进样单元1003的结构完全相同，因此盒体装置3000的第一进样单元3003、第二进样单元3004以及第三进样单元3005具有与盒体装置1000的第一进样单元1003相同的技术效果。出于简洁的目的，此处不再重复它们的结构和技术效果。盒体装置3000的第一出样单元3006包括出样孔3006A、第三储存腔3006B以及第四储存腔3006C，盒体装置3000的第二出样单元3007包括出样孔3007A、第三储存腔3007B以及第四储存腔3007C。第一出样单元3006和第二出样单元3007两者具有完全相同的结构。除了第四储存腔和出样孔的相对位置之外，盒体装置3000的第一出样单元3006和第二出样单元3007的结构与盒体装置1000的出样单元1006的结构基本相同，因此盒体装置3000的各个出样单元的结构和技术效果可参考盒体装置1000的出样单元1006的结构和技术效果。在盒体装置3000中，以第一出样单元3006为例，第四储存腔3006C在盒体装置3000上的正投影落在出样孔3006A在盒体装置3000上的正投影之内。

盒体装置3000还包括第一安装区域3008和第二安装区域3009，第一安装区域3008配置为安装光学识别装置，第二安装区域3009配置为安装驱动电极装置。光学识别装置和驱动电极装置用来与微流控芯片300配合共同实现对目标液滴的分选。第一出样单元3006和第二出样单元3007位于进样单元3001与第一安装区域3008和第二安装区域3009之间。与微流控芯片300相似，通过这样的布置，可以减小盒体装置3000的体积，使盒体装置3000更加小型化，且可以节约成本。

利用盒体装置3000和微流控芯片300来制备液滴且对目标液滴进行分选的大致过程可以描述如下：

（1）向第一进样单元3003、第二进样单元3004以及第三进样单元3005分别预先加入第一流体、细胞悬液和生化试剂。第一流体为油相，其可以混合有表面活性剂。

（2）通过挠性管道将盒体装置3000的第一进样单元3003的进样孔3003A、第二进样单元3004的进样孔3004A以及第三进样单元3005的进样孔3005A与对应的流量泵相连，通过调节流量泵的压力控制流体注入到进样单元的流速。

（3）第一进样单元3003内的第一流体经由进样孔3003A、第一储存腔3003B以及第二储存腔3003C流入微流控芯片300的第一进样口；第二进样单元3004内的细胞悬液经由进样孔3004A、第一储存腔3004B以及第二储存腔3004C流入微流控芯片300的第二进样口；第三进样单元3005内的生化试剂经由进样孔3005A、第一储存腔3005B以及第二储存腔3005C流入微流控芯片300的第三进样口。注意，可以先使油相的第一流体充满微流控芯片300，然后再注入细胞悬液和生化试剂。

（4）第一流体、细胞悬液、生化试剂在微流控芯片300的汇合点304处汇合并生成包括单个细胞的液滴，然后液滴在分选流道305处被分选并进入相应的子收集部，非目标液滴被收集到第一子收集部3051内，目标液滴（包括单个目标细胞）被收集到第二子收集部3052内。第一子收集部3051内的非目标液滴经由出样口流入盒体装置3000的第一出样单元3006，第二子收集部3052内的目标液滴经由出样口流入盒体装置3000的第二出样单元3007。第一出样单元3006和第二出样单元3007可以存储相应的液滴或者可以根据需要将这些液滴转移至其他设备中。

盒体装置3000与微流控芯片300适配，共同实现包括单个细胞的液滴的制备以及对目标液滴的分选。由于液滴在分选之前和之后被完全限制在该密封的盒体装置3000和微流控芯片300内，因此这种盒体装置3000提供了无菌操作的环境。而且盒体装置3000的存在，使得由盒体装置3000与微流控芯片300构成的系统更为简洁方便，易于携带。

图8示出了根据本公开再一实施例的盒体装置4000的结构示意图，其中（a）是该盒体装置4000的前视图，（b）是该盒体装置4000的右视图，（c）是该盒体装置4000的俯视图，（d）是该盒体装置4000的轴向图。盒体装置4000适配于本申请的图2示出的微流控芯片400，两者结合可以用来对目标液滴进行级联分选，以获得含有不同类型目标细胞的目标液滴。液滴的级联分选过程可以参考关于微流控芯片400的描述。

盒体装置4000包括进样单元4001和出样单元4002。进样单元4001与微流控芯片400的进样口连通，并且配置为存储第一试剂并将第一试剂释放到微流控芯片400的进样口。出样单元4002与微流控芯片400的出样口连通，并且配置为接纳和存储被微流控芯片400处理且从微流控芯片400的出样口流入到出样单元4002的第二试剂，第二试剂包括目标液滴和非目标液滴，其中目标液滴包括：包括单个A型目标细胞的目标液滴、包括单个B型目标细胞的目标液滴、以及包括单个C型目标细胞的目标液滴；非目标液滴为包括D型非目标细胞的液滴。进样单元4001包括第一进样单元4003、第二进样单元4004以及第三进样单元4005，出样单元4002包括第一出样单元4006和第二出样单元4007、4008、4009。微流控芯片400的进样口包括位于两个第三容纳部401处的第一进样口和第二进样口以及位于第四容纳部402处的第三进样口。第一进样单元4003与微流控芯片400的第一进样口连通，第一进样单元4003配置为存储第一子试剂（即第一流体）并将第一子试剂释放到微流控芯片400的第一进样口；第二进样单元4004与微流控芯片400的第二进样口连通，第二进样单元4004配置为存储第一子试剂（即第一流体）并将第一子试剂释放到微流控芯片400的第二进样口；第三进样单元4005与微流控芯片400的第三进样口连通，第三进样单元4005配置为存储第二子试剂（即包括单个细胞的液滴）并将第二子试剂释放到微流控芯片400的第三进样口。出样单元4002的第一出样单元4006配置为接纳和存储非目标液滴，出样单元4002的第二出样单元4007-4009配置为分别接纳和存储包括单个A型细胞的目标液滴、包括单个B型细胞的目标液滴、以及包括单个C型细胞的目标液滴。

盒体装置4000的第一进样单元4003包括进样孔4003A、第一储存腔4003B、以及第二储存腔4003C；第二进样单元4004包括进样孔4004A、第一储存腔4004B、以及第二储存腔4004C；第三进样单元4005包括进样孔4005A、第一储存腔4005B、以及第二储存腔4005C。盒体装置4000的第一进样单元4003、第二进样单元4004以及第三进样单元4005的结构与盒体装置1000的第一进样单元1003的结构完全相同，因此盒体装置4000的第一进样单元4003、第二进样单元4004以及第三进样单元4005具有与盒体装置1000的第一进样单元1003相同的技术效果。出于简洁的目的，此处不再重复它们的结构和技术效果。盒体装置4000的第一出样单元4006包括出样孔4006A、第三储存腔4006B以及第四储存腔4006C；盒体装置4000的第二出样单元4007包括出样孔4007A、第三储存腔4007B以及第四储存腔4007C；盒体装置4000的第二出样单元4008包括出样孔4008A、第三储存腔4008B以及第四储存腔4008C；盒体装置4000的第二出样单元4009包括出样孔4009A、第三储存腔4009B以及第四储存腔4009C。第一出样单元4006和第二出样单元4007-4009具有完全相同的结构。除了第四储存腔和出样孔的相对位置之外，盒体装置4000的第一出样单元4006和第二出样单元4007-4009的结构与盒体装置1000的出样单元1006的结构基本相同，因此盒体装置4000的各个出样单元的结构和技术效果可参考盒体装置1000的出样单元1006的结构和技术效果。在盒体装置4000中，以第一出样单元4006为例，第四储存腔4006C在盒体装置4000上的正投影落在出样孔4006A在盒体装置4000上的正投影之内。

盒体装置4000还包括位于进样单元4001和出样单元4002之间的第一安装区域和第二安装区域。第一安装区域配置为安装多个光学识别装置，第二安装区域配置为安装多个驱动电极装置。光学识别装置和驱动电极装置用来与微流控芯片400配合共同实现对目标液滴的级联分选。具体而言，第一安装区域包括第一子安装单元4010、第二子安装单元4011、第三子安装单元4012，第二安装区域包括第四子安装单元4013、第五子安装单元4014、第六子安装单元4015。第一子安装单元4010和第四子安装单元4013关联，第二子安装单元4011和第五子安装单元4014关联，第三子安装单元4012和第六子安装单元4015关联。

利用盒体装置4000和微流控芯片400对目标液滴进行级联分选的大致过程可以描述如下：

（1）向第一进样单元4003和第二进样单元4004分别预先加入第一流体，向第三进样单元4005预先加入包括单个细胞的液滴，该液滴可以通过上述盒体装置1000和微流控芯片100制备得到。第一流体为油相，其可以混合有表面活性剂。

（2）通过挠性管道将盒体装置4000的第一进样单元4003的进样孔4003A、第二进样单元4004的进样孔4004A以及第三进样单元4005的进样孔4005A分别与对应的流量泵相连，通过调节流量泵的压力控制流体注入到进样单元的流速。

（3）第一进样单元4003内的第一流体经由进样孔4003A、第一储存腔4003B以及第二储存腔4003C流入微流控芯片400的第一进样口；第二进样单元4004内的第一流体经由进样孔4004A、第一储存腔4004B以及第二储存腔4004C流入微流控芯片400的第二进样口；第三进样单元4005内的液滴经由进样孔4005A、第一储存腔4005B以及第二储存腔4005C流入微流控芯片400的第三进样口。注意，可以先使油相的第一流体充满微流控芯片400，然后再注入液滴。

（4）上述液滴在微流控芯片400的分选流道403处被分选并进入相应的子收集部，包括D型非目标细胞的非目标液滴被收集到第一收集部405，包括单个A型目标细胞的目标液滴被收集到第一子收集部4061，包括单个B型目标细胞的目标液滴被收集到第二子收集部4062，包括单个C型目标细胞的目标液滴被收集到第三子收集部4063。第一收集部405内的非目标液滴经由出样口流入盒体装置4000的第一出样单元4006，第一子收集部4061内的目标液滴经由出样口流入盒体装置4000的第二出样单元4007，第二子收集部4062内的目标液滴经由出样口流入盒体装置4000的第二出样单元4008，第三子收集部4063内的目标液滴经由出样口流入盒体装置4000的第二出样单元4009。第一出样单元4006和第二出样单元4007-4009可以存储相应的液滴或者可以根据需要将这些液滴转移至其他设备中。

盒体装置4000与微流控芯片400适配，共同实现对目标液滴的级联分选。利用该盒体装置4000和微流控芯片400，通过一次分选过程，即可筛选出三种不同类型的目标细胞，这大大提升了细胞的分选速度和效率。而且，相比于利用三个不同的微流控芯片分别筛选三种不同类型的目标细胞，本公开的实施例仅利用一个盒体装置4000和微流控芯片400即可实现对三种不同类型的目标细胞的分选，这大大节约了所需的微流控芯片和盒体装置的数量，从而节约生产成本。

可以使盒体装置4000稍作变型以得到盒体装置4000’，该变型的盒体装置4000’可以适配本申请图3示出的微流控芯片400’。变型的盒体装置4000’与盒体装置4000相比，仅需改变出样单元的数量即可，其他部件无需改变。在盒体装置4000中，第一出样单元4006的数量为一个，第二出样单元的数量为三个。在盒体装置4000’中，第一出样单元4006的数量为一个，第二出样单元的数量为一个。

利用盒体装置4000’和微流控芯片400’对目标液滴进行级联分选的前三个步骤与上面关于利用盒体装置4000和微流控芯片400对目标液滴进行级联分选的前三个步骤（1）-（3）完全相同。出于简洁的目的，此处不再重复描述。下面，从第四个步骤开始描述。

（4）液滴在微流控芯片400’的分选流道403处被分选并进入相应的子收集部，包括F型非目标细胞的非目标液滴经由第一分选流道4031A、4031B、4031C被收集到第一收集部405’，包括单个E型目标细胞的目标液滴被收集到第二收集部406。第一收集部405’内的非目标液滴经由出样口流入盒体装置4000’的第一出样单元，第二收集部406内的目标液滴经由出样口流入盒体装置4000’的第二出样单元。第一出样单元和第二出样单元可以存储相应的液滴或者可以根据需要将这些液滴转移至其他设备中。

盒体装置4000’与微流控芯片400’适配，共同实现对目标液滴的级联分选。利用该盒体装置4000’和微流控芯片400’，通过对液滴进行多次级联分选，可以将难以区分的目标液滴和非目标液滴进行区分，大大提高了最终收集到的目标液滴的纯度，降低甚至排除了所收集的目标液滴中包含非目标液滴的可能性。

图9示出了根据本公开又一实施例的盒体装置5000的结构示意图，其中（a）是该盒体装置5000的前视图，（b）是该盒体装置5000的右视图，（c）是该盒体装置5000的俯视图，（d）是该盒体装置5000的轴向图。盒体装置5000适配于本申请图4示出的微流控芯片500，两者结合可以用来分选具有不同粒径的液滴。液滴的具体分选过程可以参考关于微流控芯片500的描述。

盒体装置5000包括进样单元5001和出样单元5002。进样单元5001与微流控芯片500的进样口连通，并且配置为存储第一试剂并将第一试剂释放到微流控芯片500的进样口，第一试剂为大量液滴，大量液滴中的至少一部分包括单个细胞；出样单元5002与微流控芯片500的出样口连通，并且配置为接纳和存储被微流控芯片500处理且从微流控芯片500的出样口流入到出样单元5002的第二试剂，第二试剂包括具有不同粒径的两种液滴。进样单元5001包括一个进样单元5003，出样单元5002包括第一出样单元5004以及第二出样单元5005。进样单元5003与微流控芯片500的进样口连通，进样单元5003配置为存储液滴并将液滴释放到微流控芯片500的进样口。出样单元5002的第一出样单元5004配置为接纳和存储具有较小粒径的液滴，出样单元5002的第二出样单元5005配置为接纳和存储具有较大粒径的液滴。

盒体装置5000的进样单元5003包括进样孔5003A、第一储存腔5003B、以及第二储存腔5003C。盒体装置5000的进样单元5003与盒体装置1000的第一进样单元1003的结构完全相同，因此盒体装置5000的进样单元5003具有与盒体装置1000的第一进样单元1003相同的技术效果。出于简洁的目的，此处不再重复它的结构和技术效果。盒体装置5000的第一出样单元5004包括出样孔5004A、第三储存腔5004B以及第四储存腔5004C；盒体装置5000的第二出样单元5005包括出样孔5005A、第三储存腔5005B以及第四储存腔5005C。第一出样单元5004和第二出样单元5005具有完全相同的结构。除了第四储存腔和出样孔的相对位置之外，盒体装置5000的第一出样单元5004和第二出样单元5005的结构与盒体装置1000的出样单元1006的结构基本相同，因此盒体装置5000的各个出样单元的结构和技术效果可参考盒体装置1000的出样单元1006的结构和技术效果。在盒体装置5000中，以第一出样单元5004为例，第四储存腔5004C在盒体装置5000上的正投影落在出样孔5004A在盒体装置5000上的正投影之内。

利用盒体装置5000和微流控芯片500对目标液滴进行分选的大致过程可以描述如下：

（1）向进样单元5003预先加入包括单个细胞的液滴，该液滴可以通过上述盒体装置1000和微流控芯片100制备得到。第一流体为油相，其可以混合有表面活性剂。

（2）通过挠性管道将盒体装置5000的进样单元5003的进样孔5003A与流量泵相连，通过调节流量泵的压力控制流体注入到进样单元的流速。

（3）进样单元5003内的液滴经由进样孔5003A、第一储存腔5003B以及第二储存腔5003C流入微流控芯片500的进样口。

（4）上述液滴在微流控芯片500的主体流道503内流动，并在惯性力的作用下被分选并进入相应的收集部。在主体流道503的末端分叉处，粒径较小的第一类液滴受惯性力较小，因而沿着主体流道503的延伸方向进入到第一分选流道504，然后流入第一收集部507。粒径较大的第二类液滴受惯性力较大，在惯性力的作用小甩出主体流道503而进入第二分选流道505，最终流入第二收集部508。第一收集部507内的第一类液滴经由出样口流入盒体装置5000的第一出样单元5004，第二收集部508内的第二类液滴经由出样口流入盒体装置5000的第二出样单元5005。第一出样单元5004和第二出样单元5005可以存储相应的液滴或者可以根据需要将这些液滴转移至其他设备中。

盒体装置5000与微流控芯片500适配，可以对不同粒径的液滴进行分选。该盒体装置5000无需留出用于安装光学识别装置的区域和用于安装驱动电极装置的区域，微流控芯片500也无需设置光学识别装置和驱动电极装置，而是仅依赖于主体流道503的形状，便可以将不同粒径的液滴区分开。由于无需光学识别装置和驱动电极装置，因此不仅可以减小盒体装置5000和微流控芯片500的体积，还可以节约生产成本。

根据本公开的又一方面，提供了一种微流控装置。图10示出了该微流控装置的框图。该微流控装置包括在前面任一个实施例中描述的微流控芯片和在前面任一个实施例中描述的盒体装置，微流控芯片与相应的盒体装置组装在一起。由于微流控装置可以与前面实施例描述的微流控芯片和盒体装置具有基本相同的技术效果，因此，出于简洁的目的，此处不再重复描述微流控装置的技术效果。

将理解的是，尽管术语第一、第二、第三等在本文中可以用来描述各种元件、部件、区、层和/或部分，但是这些元件、部件、区、层和/或部分不应当由这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件、部件、区、层或部分与另一个区、层或部分相区分。因此，上面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可以被称为第二元件、部件、区、层或部分而不偏离本公开的教导。

诸如“行”、“列”、“在…之下”、“在…之上”、“左”、“右”等等之类的空间相对术语在本文中可以为了便于描述而用来描述如图中所图示的一个元件或特征与另一个（些）元件或特征的关系。将理解的是，这些空间相对术语意图涵盖除了图中描绘的取向之外在使用或操作中的器件的不同取向。例如，如果翻转图中的器件，那么被描述为“在其他元件或特征之下”的元件将取向为“在其他元件或特征之上”。因此，示例性术语“在…之下”可以涵盖在…之上和在…之下的取向两者。器件可以取向为其他方式（旋转90度或以其他取向）并且相应地解释本文中使用的空间相对描述符。另外，还将理解的是，当层被称为“在两个层之间”时，其可以是在该两个层之间的唯一的层，或者也可以存在一个或多个中间层。

本文中使用的术语仅出于描述特定实施例的目的并且不意图限制本公开。如本文中使用的，单数形式“一个”、“一”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或多个的任意和全部组合。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

将理解的是，当元件或层被称为“在另一个元件或层上”、“连接到另一个元件或层”、“耦合到另一个元件或层”或“邻近另一个元件或层”时，其可以直接在另一个元件或层上、直接连接到另一个元件或层、直接耦合到另一个元件或层或者直接邻近另一个元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一个元件或层上”、“直接连接到另一个元件或层”、“直接耦合到另一个元件或层”、“直接邻近另一个元件或层”时，没有中间元件或层存在。然而，在任何情况下“在…上”或“直接在…上”都不应当被解释为要求一个层完全覆盖下面的层。

本文中参考本公开的理想化实施例的示意性图示（以及中间结构）描述本公开的实施例。正因为如此，应预期例如作为制造技术和/或公差的结果而对于图示形状的变化。因此，本公开的实施例不应当被解释为限于本文中图示的区的特定形状，而应包括例如由于制造导致的形状偏差。因此，图中图示的区本质上是示意性的，并且其形状不意图图示器件的区的实际形状并且不意图限制本公开的范围。

除非另有定义，本文中使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。将进一步理解的是，诸如那些在通常使用的字典中定义的之类的术语应当被解释为具有与其在相关领域和/或本说明书上下文中的含义相一致的含义，并且将不在理想化或过于正式的意义上进行解释，除非本文中明确地如此定义。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (39)

1.一种微流控芯片，包括：

第一容纳部，配置为容纳第一流体；

第二容纳部，配置为容纳第二流体，所述第二流体包括细胞悬液；

输送流道，包括第一输送流道和第二输送流道，所述第一输送流道与所述第一容纳部连通且所述第二输送流道与所述第二容纳部连通，所述第一输送流道与所述第二输送流道在汇合点处彼此交叉且连通，所述输送流道的形状被设计为使得所述第一流体和所述第二流体在所述汇合点处汇合；

分选流道，位于所述输送流道的下游，所述分选流道包括第一分选流道和第二分选流道；以及

收集部，位于所述分选流道的下游且包括第一收集部和第二收集部，所述第一收集部与所述第一分选流道连通，所述第二收集部与所述第二分选流道连通。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，

所述第一输送流道的一部分被所述汇合点分割为第一区段和第二区段，在所述第一区段和所述第二区段中的每一个区段中，该区段的第一横截面的面积沿着远离所述汇合点的第一方向逐渐增大，所述第一横截面垂直于所述第一方向，并且，

所述第二输送流道被所述汇合点分割为第三区段和第四区段，在所述第三区段和所述第四区段中的每一个区段中，该区段的第二横截面的面积沿着远离所述汇合点的第二方向逐渐增大，所述第二横截面垂直于所述第二方向。

3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述第一分选流道的始端和所述第二分选流道的始端均与所述输送流道的末端连通，所述第一分选流道的末端与所述第一收集部连通且所述第二分选流道的末端与所述第二收集部连通，所述第一分选流道和所述第二分选流道从所述输送流道的末端朝向所述汇合点弯折，并且所述第一收集部和所述第二收集部位于所述汇合点和所述输送流道的末端之间。

4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述分选流道还包括至少两个连接流道，

所述第二分选流道包括至少两个级联的分支，所述至少两个级联的分支中的任意相邻两个分支之间设置有一个连接流道且所述任意相邻两个分支经由所述连接流道连通；

所述第一分选流道的始端与所述输送流道的末端连通，所述第一分选流道的末端与所述第一收集部连通，所述第一分选流道与所述至少两个级联的分支中的第一级分支相邻，并且所述第一分选流道与所述第一级分支之间设置有一个所述连接流道且所述第一分选流道与所述第一级分支经由所述连接流道连通；并且

所述第二收集部包括至少两个子收集部，所述级联的分支与所述子收集部一一对应，并且所述级联的分支中的一个与所述子收集部中的相应一个连通。

5.根据权利要求4所述的微流控芯片，其中，所述第二分选流道包括级联的第一级分支、第二级分支以及第三级分支，所述至少两个连接流道包括第一连接流道、第二连接流道、第三连接流道，所述第二收集部包括第一子收集部、第二子收集部、第三子收集部，

所述第一分选流道与所述第一级分支经由所述第一连接流道连通，所述第一级分支与所述第二级分支经由所述第二连接流道连通，所述第二级分支与所述第三级分支经由所述第三连接流道连通；以及

所述第一级分支的末端与所述第一子收集部连通，所述第二级分支的末端与所述第二子收集部连通，所述第三级分支的末端与所述第三子收集部连通。

6.根据权利要求5所述的微流控芯片，其中，所述第二连接流道相较于所述第一连接流道在第二方向上更靠近所述收集部，并且所述第三连接流道相较于所述第二连接流道在所述第二方向上更靠近所述收集部。

7.根据权利要求5所述的微流控芯片，还包括两个第三容纳部，其中，所述第一级分支的始端和所述第二级分支的始端分别与所述两个第三容纳部中的一个连通，所述第三容纳部配置为容纳所述第一流体。

8.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述分选流道还包括至少两个连接流道，

所述第一分选流道包括至少两个级联的分支，所述至少两个级联的分支中的任意相邻两个分支之间设置有一个所述连接流道且所述任意相邻两个分支经由所述连接流道连通，所述至少两个级联的分支的末端均与所述第一收集部连通；并且

所述第二分选流道的始端经由一个所述连接流道与所述第一分选流道的最后一级分支连通，所述第二分选流道的末端与所述第二收集部连通。

9.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述分选流道还包括主体流道，所述主体流道在所述微流控芯片所在的平面内呈螺旋状，所述主体流道的末端与所述第一分选流道和所述第二分选流道连通，所述第一分选流道配置为筛选第一液滴，所述第二分选流道配置为筛选第二液滴，并且所述第一分选流道筛选的所述第一液滴和所述第二分选流道筛选的所述第二液滴具有不同的粒径。

10.根据权利要求2所述的微流控芯片，其中，所述第一输送流道的一部分包括第一子部分、包括所述汇合点的第二子部分、以及第三子部分，所述第一子部分属于所述第一区段，所述第三子部分属于所述第二区段，所述第二子部分跨越所述第一区段和所述第二区段并且位于所述第一子部分和所述第三子部分之间，所述第一子部分和所述第三子部分的所述第一横截面的面积均大于所述第二子部分的所述第一横截面的面积。

11.根据权利要求10所述的微流控芯片，其中，所述第一输送流道的第二子部分在所述汇合点处的所述第一横截面的尺寸配置为允许具有特定粒径的第一流体在其内部流动，所述第一流体的特定粒径大于所述细胞悬液中的单个细胞的粒径。

12.根据权利要求10所述的微流控芯片，

其中，所述第二输送流道包括第一子流道、第二子流道以及第三子流道，所述第一子流道和所述第二子流道属于所述第三区段，所述第三子流道属于所述第四区段，

其中，所述第一子流道的第一端与所述第二容纳部连通，所述第一子流道的第二端与所述第二子流道的第一端连通，所述第二子流道的第二端与所述第三子流道的第一端连通，且所述第二子流道的第二端与所述第三子流道的第一端均位于所述汇合点处，并且

其中，所述第一子流道和所述第三子流道的所述第二横截面的面积均大于所述第二子流道的所述第二横截面的面积。

13.根据权利要求12所述的微流控芯片，其中，所述第二子流道的所述第二横截面的尺寸配置为允许具有特定粒径的第二流体在其内部流动，所述第二流体的特定粒径大于所述细胞悬液中的单个细胞的1倍粒径且小于所述单个细胞的2倍粒径。

14.根据权利要求12所述的微流控芯片，其中，所述第三子流道的所述第二横截面的面积沿着从所述第三子流道的第一端到第二端的方向逐渐增大。

15.根据权利要求12所述的微流控芯片，其中，所述第一输送流道的第二子部分在所述汇合点处的所述第一横截面的面积大于或等于所述第二输送流道的第二子流道和第三子流道在所述汇合点处的所述第二横截面的面积。

16.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述输送流道的内壁表面具有疏水性。

17.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述第一容纳部和所述第二容纳部的轮廓包括四个倒角，所述倒角的形状包括圆弧状。

18.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述第一容纳部和所述第二容纳部均设置有过滤结构，所述过滤结构包括多个微结构，所述多个微结构中的相邻两个之间的间隙大于所述细胞悬液中的单个细胞的1倍粒径且小于所述单个细胞的2倍粒径。

19.根据权利要求1-18中任一项所述的微流控芯片，还包括进样口和出样口，其中，所述进样口布置在所述第一容纳部和所述第二容纳部中，所述出样口布置在所述收集部中。

20.一种盒体装置，配置为与权利要求1-19中的任一项所述的微流控芯片搭配使用，所述微流控芯片包括进样口和出样口，其中，所述盒体装置包括：

容纳腔，配置为容纳权利要求1-19中的任一项所述的微流控芯片；

进样单元，与所述微流控芯片的进样口连通，所述进样单元配置为存储第一试剂并将所述第一试剂释放到所述微流控芯片的进样口；以及

出样单元，与所述微流控芯片的出样口连通，所述出样单元配置为接纳和存储被所述微流控芯片处理且从所述微流控芯片的出样口流入到所述出样单元的第二试剂，

其中，所述进样单元包括进样孔和第一储存腔，所述进样孔为通孔并与所述第一储存腔连通，所述进样孔从所述盒体装置的表面向所述盒体装置的内部凹入，并且所述第一储存腔位于所述进样孔远离所述盒体装置的表面的一侧。

21.根据权利要求20所述的盒体装置，其中，所述第一储存腔位于所述盒体装置的内部，并且所述进样孔在所述盒体装置上的正投影落在所述第一储存腔在所述盒体装置上的正投影之内。

22.根据权利要求20所述的盒体装置，其中，所述进样单元还包括第二储存腔，所述第二储存腔位于所述第一储存腔远离所述进样孔的一侧并与所述第一储存腔连通，所述第二储存腔包括与所述第一储存腔连通的第一开口和与所述第一开口相对的第二开口，所述第二开口在所述盒体装置上的正投影落在所述第一开口在所述盒体装置上的正投影之内。

23.根据权利要求22所述的盒体装置，其中，所述第二储存腔的第二开口在所述盒体装置上的正投影落在所述进样孔在所述盒体装置上的正投影之内。

24.根据权利要求20所述的盒体装置，其中，所述出样单元包括出样孔和第三储存腔，所述出样孔为通孔并与所述第三储存腔连通，所述出样孔从所述盒体装置的表面向所述盒体装置的内部凹入，并且所述第三储存腔位于所述出样孔远离所述盒体装置的表面的一侧。

25.根据权利要求24所述的盒体装置，其中，所述第三储存腔位于所述盒体装置的内部，并且所述出样孔在所述盒体装置上的正投影落在所述第三储存腔在所述盒体装置上的正投影之内。

26.根据权利要求24所述的盒体装置，其中，所述出样单元还包括第四储存腔，所述第四储存腔位于所述第三储存腔远离所述出样孔的一侧并与所述第三储存腔连通。

27.根据权利要求26所述的盒体装置，其中，所述第四储存腔在所述盒体装置上的正投影与所述出样孔在所述盒体装置上的正投影至多交叠一部分。

28.根据权利要求26所述的盒体装置，其中，所述第四储存腔在所述盒体装置上的正投影落在所述出样孔在所述盒体装置上的正投影之内。

29.根据权利要求20-28中任一项所述的盒体装置，其中，所述进样单元包括第一进样单元、第二进样单元、第三进样单元，所述微流控芯片的进样口包括第一进样口、第二进样口、第三进样口，所述第一试剂包括第一流体、细胞悬液、生化试剂，

其中，所述第一进样单元与所述微流控芯片的第一进样口连通，所述第一进样单元配置为存储所述第一流体并将所述第一流体释放到所述微流控芯片的第一进样口；所述第二进样单元与所述微流控芯片的第二进样口连通，所述第二进样单元配置为存储所述细胞悬液并将所述细胞悬液释放到所述微流控芯片的第二进样口；所述第三进样单元与所述微流控芯片的第三进样口连通，所述第三进样单元配置为存储所述生化试剂并将所述生化试剂释放到所述微流控芯片的第三进样口。

30.根据权利要求20-28中任一项所述的盒体装置，还包括第一安装区域和第二安装区域，其中，所述第一安装区域配置为安装光学识别装置，所述第二安装区域配置为安装驱动电极装置。

31.根据权利要求30所述的盒体装置，其中，所述进样单元包括第一进样单元和第二进样单元，所述微流控芯片的进样口包括第一进样口和第二进样口，所述第一试剂包括第一流体和包括单个细胞的液滴，

其中，所述第一进样单元与所述微流控芯片的第一进样口连通，所述第一进样单元配置为存储所述第一流体并将所述第一流体释放到所述微流控芯片的第一进样口；所述第二进样单元与所述微流控芯片的第二进样口连通，所述第二进样单元配置为存储所述包括单个细胞的液滴并将所述包括单个细胞的液滴释放到所述微流控芯片的第二进样口；并且

其中，所述出样单元包括第一出样单元、第二出样单元以及位于所述第一出样单元和所述第二出样单元之间的第三出样单元，所述第二试剂包括第一液滴和第二液滴，所述第三出样单元配置为接纳和存储所述第一液滴，所述第一出样单元和所述第二出样单元配置为接纳和存储所述第二液滴。

32.根据权利要求30所述的盒体装置，其中，所述进样单元包括第一进样单元、第二进样单元、第三进样单元，所述微流控芯片的进样口包括第一进样口、第二进样口、第三进样口，所述第一试剂包括第一流体、细胞悬液、生化试剂，

其中，所述第一进样单元与所述微流控芯片的第一进样口连通，所述第一进样单元配置为存储所述第一流体并将所述第一流体释放到所述微流控芯片的第一进样口；所述第二进样单元与所述微流控芯片的第二进样口连通，所述第二进样单元配置为存储所述细胞悬液并将所述细胞悬液释放到所述微流控芯片的第二进样口；所述第三进样单元与所述微流控芯片的第三进样口连通，所述第三进样单元配置为存储所述生化试剂并将所述生化试剂释放到所述微流控芯片的第三进样口；并且

其中，所述出样单元包括第一出样单元和第二出样单元，所述第二试剂包括第一液滴和第二液滴，所述第一出样单元配置为接纳和存储所述第一液滴，所述第二出样单元配置为接纳和存储所述第二液滴。

33.根据权利要求32所述的盒体装置，其中，所述第一出样单元和所述第二出样单元位于所述进样单元与所述第一安装区域和第二安装区域之间。

34.根据权利要求30所述的盒体装置，其中，所述第一安装区域和所述第二安装区域位于所述进样单元和所述出样单元之间，所述第一安装区域包括第一子安装单元、第二子安装单元、第三子安装单元，所述第二安装区域包括第四子安装单元、第五子安装单元、第六子安装单元，所述第一子安装单元和所述第四子安装单元关联，所述第二子安装单元和所述第五子安装单元关联，所述第三子安装单元和所述第六子安装单元关联。

35.根据权利要求34所述的盒体装置，其中，所述进样单元包括第一进样单元、第二进样单元、第三进样单元，所述微流控芯片的进样口包括第一进样口、第二进样口、第三进样口，所述第一试剂包括第一流体和包括单个细胞的液滴，

其中，所述第一进样单元与所述微流控芯片的第一进样口连通，所述第一进样单元配置为存储所述第一流体并将所述第一流体释放到所述微流控芯片的第一进样口；所述第二进样单元与所述微流控芯片的第二进样口连通，所述第二进样单元配置为存储所述第一流体并将所述第一流体释放到所述微流控芯片的第二进样口；所述第三进样单元与所述微流控芯片的第三进样口连通，所述第三进样单元配置为存储所述包括单个细胞的液滴并将所述包括单个细胞的液滴释放到所述微流控芯片的第三进样口；并且

其中，所述出样单元包括第一出样单元和第二出样单元，所述第二试剂包括第一液滴和第二液滴，所述第一出样单元配置为接纳和存储所述第一液滴，所述第二出样单元配置为接纳和存储所述第二液滴。

36.根据权利要求35所述的盒体装置，其中，所述第一出样单元的数量为一个，所述第二出样单元的数量为三个。

37.根据权利要求35所述的盒体装置，其中，所述第一出样单元的数量为一个，所述第二出样单元的数量为一个。

38.根据权利要求20-28中任一项所述的盒体装置，其中，所述盒体装置包括一个进样单元和两个出样单元，所述第二试剂包括第一液滴和第二液滴，所述第一液滴与所述第二液滴具有不同的粒径，所述两个出样单元中的一个配置为接纳和存储所述第一液滴，所述两个出样单元中的另一个配置为接纳和存储所述第二液滴。

39.一种微流控装置，包括如权利要求1-19中任一项所述的微流控芯片和如权利要求20-38中任一项所述的盒体装置，其中，所述微流控芯片与所述盒体装置组装在一起。

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