用于微尺寸目標操控的混合動電微流控芯片裝置的制造方法
【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及微尺寸目標動電操控，特別是一種用于操控微尺寸目標的混合動電微流控芯片裝置。
【背景技術】
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[0002]對微尺寸目標的操控，尤其對生理體液中目標細胞的捕獲、富集或分離等，無論對于疾病的早期診斷和治療還是藥物的設計和副作用控制都具有潛在的重要意義。例如從臨床樣品中(如血液、尿液等)直接捕獲癌細胞的研究，因外周血中循環腫瘤細胞的數目較少，通常需要捕獲或富集之后再做進一步分析。
[0003]目前采用直接法進行的研究中，大量研究報告是應用商用的CelISearch (Veridex, LLC)得出的，它是一種基于親和性的循環腫瘤細胞富集平臺，通過載有抗上皮細胞黏附分子(EpCAM)抗體的鐵磁流體富集循環腫瘤細胞。CellSearch平臺有5個明顯的不足:1.儀器和試劑昂貴；2.樣品處理耗時且操作復雜；3.樣品固定于小試管中，妨礙循環腫瘤細胞的活體分析；4.依賴于EpCAM表達，可導致假陰性結果:即在上皮性腫瘤中EpCAM表達結果是可變的；5.由于良性上皮細胞表達EpCAM并被捕獲，從而導致假陽性結果。最近，人們將基于EpCAM親和性的循環腫瘤細胞富集方法與微流控芯片結合，開發出一類循環腫瘤細胞捕獲芯片。盡管這種平臺可以捕獲活循環腫瘤細胞，但它的工作效率低(?I小時/樣)，而且同樣不可避免基于EpCAM方法的局限性。人們還報道了一種基于尺寸而不是基于EpCAM親和性的循環腫瘤細胞捕獲平臺，它用聚對二甲苯基-C微孔膜作為過濾器，根據循環腫瘤細胞的尺寸區別于其他血細胞從而將其捕獲。然而這種微孔過濾器有4個明顯的缺點:1.它依賴于樣品固定，妨礙對活循環腫瘤細胞的研究；2.固定的微孔陣列無法根據不同血樣的密度和粘度實時調節，影響對不同樣品的篩選；3.由于有部分大小相近的白細胞同時被捕獲，造成多余背景，而使富集結果不理想；4.處理大量樣品可能會造成堵塞，因此過濾前需要稀釋或離心樣品，以減少樣品體積和細胞量，在DEP芯片上的研究主要集中在介電泳力對細胞的作用，例如，Becker等在旋轉電場中測定了轉移乳腺癌細胞的介電性，實現了血清中乳腺癌細胞的分離；Li和Doh等利用平行電極陣列，實現了活酵母菌與死酵母菌的分離；Cheung等設計了具有三維電極的介電電泳芯片，對經過不同處理的紅細胞進行分離；徐溢等提出了一種二維電極結構的陣列式對電極DEP芯片，采用遞進間距的對電極陣列，增大了正介電電泳力在管道中的有效作用范圍，實現了對流動體系中細胞樣品的分離和富集。但要發揮介電泳力的作用，要求實驗在低電導率介質中進行。而存在循環腫瘤細胞的大多數生理體液(包括血液、白細胞液、尿液等)的電導率水平較高(?lS/m)，這就需要對樣品進行預處理，調節電導率至較低水平(?0.01 S/m)。這些方法的共同優點是無需對目標細胞進行表面免疫修飾和熒光標記；不足之處在于，一方面對樣品的處理有可能造成目標細胞的損失或稀釋，降低檢測靈敏度；一方面難以發揮其它動電作用的特點，限制了方法的使用范圍。
[0004]因此針對現有技術的不足，需要發明一種能夠用于微尺寸目標操控的混合動電微流控芯片裝置。
【發明內容】
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[0005]為了克服現有微尺寸目標分離裝置的儀器和試劑昂貴、樣品處理耗時且操作復雜等缺點，提高分離效率及實驗重現性、簡化儀器裝置，本實用新型提供一種用于微尺寸目標操控的混合動電微流控芯片裝置。
[0006]本實用新型的技術解決方案如下:
[0007]—種用于微尺寸目標操控的混合動電微流控芯片裝置，其特征是包括微流控芯片(I)、微量注射栗(2)、函數波形發生器(3)、顯微鏡(4)、CCD(5)、電腦(6)。其中，函數波形發生器(3)與微流控芯片(I)連接；微量注射栗(2)與微流控芯片(I)連接；微流控芯片
(I)置于顯微鏡上⑷；顯微鏡與CXD(5)連接；CXD(5)與電腦(6)連接。
[0008](I)微流控芯片⑴包括沉積好微電極的玻璃基片(101)和制備好微通道的PDMS基片(102)，進樣口(103)、分流微通道(104?106)、進樣微通道(110)和出樣口(111?113)都在制備好微通道的PDMS基片(102)上，沉積好微電極的玻璃基片和制備好微通道的PDMS基片鍵合一體。
[0009](2)函數波形發生器一端與微電極接觸點(108)連接；另一端與微電極接觸點(109)連接，電壓范圍2V?20V,頻率范圍10kHz?20MHz,偏壓范圍-1V?IV。
[0010](3)微量注射栗(2)的流速為0.01 μ Lmin 1?I μ Lmin \微量注射器通過橡膠軟管與進樣口(103)連接。
[0011]優選的，所述的微電極為各層厚度為1nm?50nm的Ti (1071)、Au(1072)、Ti (1073)組成的T1-Au-Ti (107)三層夾心式結構；其尺寸為:電極長度為0.5mm?10mm，電極寬度為20 μπι?200 μm,相鄰電極間隙寬度為20 μπι?200 μπι。
[0012]優選的，所述的微流控芯片分流微通道(104)和分流微通道(105)的夾角與分流微通道(106)和分流微通道(105)的夾角變化范圍1°?90°。
[0013]優選的，所述的微流控芯片的進樣微通道(110)長度可為1mm?40mm、深度可達20 μπι?1000 μπι、寬度可為20 μm?10000 μπι,分流微通道(104、106)長度可為Imm?30_、深度可為10 μπι?1000 μπι、寬度可為10 μπι?10000 μπι,分流微通道(105)長度可為Imm?30mm、深度可達到10 μ m?1000 μ m和寬度可達到10 μ m?10000 μ m。
[0014]優選的，所述的微電極是利用電子束濺射法制備的，可在高電導率溶液中長期穩定工作。
【附圖說明】
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[0015]圖1是本實用新型微尺寸目標操控的混合動電微流控芯片裝置結構框圖；
[0016]圖2是本實用新型微流控芯片結構俯視圖；
[0017]圖3是T1-Au-Ti夾心式微電極截面圖；
[0018]圖4是微尺寸目標混合動電操控示意圖；
[0019]圖5是微尺寸目標混合動電操控結果示意圖。
[0020]101:沉積好微電極的玻璃基片102:制備好微通道的PDMS基片103:進樣口104?106:分流微通道107 =T1-Au-Ti夾心式電極108、109:微電極接觸點110:進