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专利号: 202010481720X
申请人: 南京林业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 生物化学;啤酒;烈性酒;果汁酒;醋;微生物学;酶学;突变或遗传工程
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统,其特征在于:包括微流控芯片(10)、粘弹性流体进样器(11)、样品进样器(12)、牛顿流体鞘液进样器(13)、摄影机(14)、第一收集机构(15)、第二收集机构(16)、第三收集机构(17)、第四收集机构(18)和计算机(19),其中:

所述微流控芯片(10)包括由上而下依次设置的流道层(101)和基底层(102);所述流道层(101)包括样品入口流道(21)、第一鞘流入口流道(22)、第一级分选流道(23)、聚焦流道(24)、双分流道(25)、第二鞘液入口流道(26)、第二级分选流道(27)和突扩出口流道(28);

所述样品入口流道(21)进口端设置有样品入口(211),而出口端与所述第一鞘流入口流道(22)的出口端相交共同汇入所述第一级分选流道(23);所述第一鞘流入口流道(22)的进口端设置有第一鞘流入口(221);所述第一级分选流道(23)具有两个出口流道,分别为下分支流道(231)和上分支流道(232);所述下分支流道(231)与所述聚焦流道(24)相连;所述聚焦流道(24)的出口端设置有第一流道出口(241);所述第二鞘液入口流道(26)的进口端设置有第二鞘液入口(261),所述双分流道(25)包括第一分支流道和第二分支流道,所述第一分支流道和第二分支流道的进口端均与上分支流道(232)的出口端连接,所述第一分支流道的出口端、第二分支流道的出口端、第二鞘液入口流道(26)的出口端相交共同汇入所述第二级分选流道(27),且所述第二鞘液入口流道(26)位于第一分支流道和第二分支流道之间;所述第二级分选流道(27)的出口端与突扩出口流道(28)的进口端连接;所述突扩出口流道(28)的出口端分别设置有第二流道出口(281)、第三流道出口(282)和第四流道出口(283),所述第三流道出口(282)位于第二流道出口(281)和第四流道出口(283)之间;

所述第一鞘流入口流道(22)与第一级分选流道(23)在一条直线上,所述样品入口流道(21)与第一鞘流入口流道(22)之间的夹角为锐角;所述第一分支流道的出口端、第二分支流道的出口端的夹角为锐角;

所述粘弹性流体进样器(11)通过第一微管(111)与所述第一鞘流入口(221)连接;所述样品进样器(12)通过第二微管(121)与所述样品入口(211)连接;所述牛顿流体鞘液进样器(13)通过第三微管(131)与所述第二鞘液入口(261)连接;所述第一收集机构(15)通过第四微管(151)与所述第一流道出口(241)连接;所述第二收集机构(16)通过第五微管(161)与所述第三流道出口(282)连接;所述第三收集机构(17)通过第六微管(171)与所述第二流道出口(281)连接;所述第四收集机构(18)通过第七微管(181)与所述第四流道出口(283)连接;所述摄影机(14)通过数据线(191)与所述计算机(19)连接;所述摄影机(14)位于所述聚焦流道(24)的上方,且所述摄影机(14)靠近所述第一流道出口(241)。

2.根据权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统,其特征在于:所述聚焦流道(24)是截面为正方形的直流道所述聚焦流道(24)的截面面积大于所述下分支流道(231)的截面面积。

3.根据权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统,其特征在于:所述聚焦流道(24)的截面面积大于所述下分支流道(231)的截面面积。

4.根据权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统,其特征在于:所述样品进样器(12)中注入的是混合细胞的粘弹性流体;所述粘弹性流体进样器(11)中注入的是聚氧化乙烯溶液;所述牛顿流体鞘液进样器(13)中注入的是磷酸盐缓冲液或去离子水溶液。

5.根据权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统,其特征在于:所述第一鞘流入口流道(22)内流体流速大于所述样品入口流道(21)内流速。

6.根据权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统,其特征在于:所述第二鞘液入口流道(26)内流体流速大于所述双分流道(25)内流体流速。

7.根据权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统,其特征在于:所述下分支流道(231)和上分支流道(232)之间的夹角为锐角。

8.根据权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统,其特征在于:所述第一分支流道的进口端、第二分支流道的进口端的夹角为锐角。

9.一种基于权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1,通过样品进样器(12)将混合血液样品的样品流(32)注入到样品入口流道(21),通过粘弹性流体进样器(11)开始注入粘弹性溶液(31)到第一鞘流入口(221),牛顿流体鞘液进样器(13)开始注入牛顿流体(41)到第二鞘液入口(261);

步骤2,样品流(32)和粘弹性溶液(31)进入到第一级分选流道(23),样品流(32)由于鞘流的作用被挤压至第一级分选流道(23)的一侧,样品流(32)中的细胞受到弹性力和惯性力以及由于样品流和粘弹性流体鞘液的鞘流流速不同产生的拖曳力的共同作用产生迁移,细胞所受力的大小与其尺寸成正比,稀有细胞(33)由于受力较大会迁移至粘弹性溶液(31)中,然后通过下分支流道(231)进入聚焦流道(24),最后进入到第一收集机构(15)中,稀有细胞(33)在聚焦流道(24)中受粘弹性效应和惯性效应的共同作用实现了流道中心单一平衡位置的聚焦,通过摄影机(14)对聚焦流道(24)中聚集后的稀有细胞进行记录,将记录的图片传至计算机(19),再通过计算机(19)对稀有细胞分析计数处理;

步骤3,在稀有细胞(33)进入聚焦流道(24)的同时,白/红细胞(34)与血小板(35)因未能进入粘弹性溶液(31),流经上分支流道(232)和双分流道(25)被输送至第二级分选流道(27),此时汇入通过第二鞘液入口(261)进入的牛顿流体(41),但样品流(32)由于鞘流的作用被挤压至第二级分选流道(27)的两侧,白/红细胞(34)由于受较大的弹性力、惯性力和拖曳力的共同作用从样品流(32)迁移至牛顿流体(41)中,而血小板(35)仍留在样品流(32)中,位于两侧的含有血小板(35)的样品流(32)通过第二流道出口(281)、第四流道出口(283)流进第三收集机构(17)、第四收集机构(18)中,含有白/红细胞(34)的牛顿流体(41)通过第三流道出口(282)流进第二收集机构(16)中,从而实现白/红细胞(34)和血小板(35)的分选以及对白/红细胞(34)的洗涤。