概是
10微米量级，移液器最小滴量也在0.1 μ 1，是细胞体积的上千倍，单细胞几乎不可能顺利的进入旋转电极腔室结构中，由于单细胞的进给困难给实验带来了很多的不便，降低了实验的效率和质量。
[0107]2)样本量需求大:常规的方法因为不能有效的捕获单细胞，故所需要的细胞的样本量要足够大，不仅造成细胞样本的极大浪费，而且捕获效率上也无法保证。尤其针对一些稀少珍贵的细胞，大的样本需求量带来的成本相当高。
[0108]3)细胞三维旋转及稳定性:现常用的细胞旋转方法都是基于平面电极，这种结构的旋转仅限于二维旋转，无法实现对细胞的三维旋转，也就完成不了细胞的全方位旋转，同时也限制了对细胞的研究。在最近我们提出过一种新型的细胞三维旋转专利中，细胞在旋转过程中，由于重力的影响会发生下沉，当细胞下沉到与底部电极相接触后，会与电极粘滞在一起，同时细胞容易偏离水平面的中心位置，在竖直旋转过程中会发生左右偏移，旋转的稳定性有待提升。
[0109]根据本发明实施例提出的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，通过单细胞捕获器捕获细胞悬浮液中单细胞，并且通过三维旋转器对捕获的单细胞进行三维旋转。通过控制微流道内细胞悬浮液流速，并对多个竖直电极和第一、第二导电基底施加电信号实现单细胞捕获及三维旋转，不但解决了单细胞放置困难的问题，而且能够精确快速的捕捉细胞，减少样本需求量，以及实现单细胞三维旋转，并克服细胞旋转时位置容易偏移和下沉的问题，提高三维旋转的稳定性，节约能源，降低成本。
[0110]流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0111]在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，〃计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPR0M或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0112]应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
[0113]本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0114]此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0115]上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0116]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0117]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，包括: 单细胞捕获器，用于捕获细胞悬浮液中单细胞，其中，所述单细胞捕获器包括: 第一导电基底； 微流道，所述微流道与所述第一导电基底通过不可逆方式进行贴合； 三维旋转器，所述三维旋转器与所述单细胞捕获器通过可逆方式进行贴合，用于对捕获的单细胞进行三维旋转，其中，所述三维旋转器包括: 第二导电基底； 多个竖直电极，所述多个竖直电极嵌入在所述微流道中，所述多个竖直电极与信号发生装置相连，以形成电极腔室，从而被施加信号时在所述电极腔室内产生三维旋转电场，以对所述捕获的单细胞进行三维旋转；以及 控制器，所述控制器分别与所述第一导电基底、所述微流道、所述第二导电基底和所述多个竖直电极相连，用于控制所述微流道内细胞悬浮液流速和方向，并对所述第一导电基底、所述多个竖直电极和所述第二导电基底施加电信号。2.根据权利要求1所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，所述电极腔室与所述微流道对准贴合，以使所述电极腔室与所述流道相连通。3.根据权利要求1所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，所述微流道包括: 细胞悬浮液进口与出口； 主流道； 细胞捕获区，所述细胞捕获区与所述主流道具有预设体积流率比。4.根据权利要求1所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，所述控制器采用注射栗驱动或重力驱动推动所述微流道内细胞悬浮液。5.根据权利要求3所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，所述控制器通过调整输入电信号实现对三轴中任一轴的正方向与反方向的旋转。6.根据权利要求5所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，所述控制器对所述多个竖直电极和所述第一导电基底施加初相位相反的交流电信号或交替施加直流电信号，并保持所述第二导电基底浮置，从而在所述主流道内形成竖直向上的介电泳力以抬升所述细胞悬浮液中单细胞，以便于细胞能够流至所述细胞捕获区。7.根据权利要求6所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于， 在实现绕z轴的旋转时，则对所述多个竖直电极同时施加同频率不同初相位的交流电信号或交替施加直流电信号。保持所述第一导电基底和所述第二导电基底浮置，每个竖直电极的初相位依次增加或减少，在腔内产生绕Z轴的旋转电场。 在实现绕y轴的旋转时，则对以y-z平面对称的竖直电极、所述第一导电基底和所述第二导电基底施加同频率初相位不同的交流电信号或交替施加直流电信号，保持其它竖直电极浮置，在腔内产生绕I轴的旋转电场，或者对y-ζ平面对称的竖直电极和所述第二导电基底施加同频率初相位不同的交流电信号或交替施加直流电信号，保持所述第一导电基底和其余竖直电极浮置；以及 在实现绕X轴的旋转时，则对以χ-ζ平面对称的竖直电极、所述第一导电基底和所述第二导电基底施加初相位不同的交流电信号或交替施加直流电信号，保持其它竖直电极浮置，在腔内产生绕X轴的旋转电场，或者对X-Z平面对称的竖直电极和所述第二导电基底施加初相位不同的交流电信号或交替施加直流电信号，保持所述第一导电基底和其余竖直电极浮置。8.根据权利要求1所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，还包括: 支撑基底，用于支撑所述第二导电基底与所述多个竖直电极。9.根据权利要求8所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，所述多个竖直电极高于所述第二导电基底的上边面预设长度。10.根据权利要求1所述的用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，其特征在于，所述三维旋转器还包括: 绝缘层，所述绝缘层设置于所述第二导电基底与所述多个竖直电极之间。
【专利摘要】本发明公开了一种用于单细胞捕获及三维旋转的微流控器件，包括：单细胞捕获器，用于捕获细胞悬浮液中单细胞，其包括：第一导电基底；微流道；三维旋转器，用于对捕获的单细胞进行三维旋转，其包括：第二导电基底；多个竖直电极，以形成电极腔室，从而通电时在电极腔室内产生三维旋转电场；控制器，用于控制微流道内细胞悬浮液流速和方向，并对第一导电基底、多个竖直电极和第二导电基底施加电信号。本发明实施例的微流控器件，不仅能够准确地捕获单细胞，避免细胞样品的浪费，而且能够高效、快速、准确地实现细胞的三维旋转。
【IPC分类】C12M1/42, C12M1/36, C12M1/00
【公开号】CN105219642
【申请号】CN201510569910
【发明人】王文会, 黄亮
【申请人】清华大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月9日