专利名称：微流体分离芯片的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗技术领域，也涉及微生物技术领域，还涉及印刷技术领域。
背景技术：
约有10%的夫妇有不孕不育方面的问题，其中有30% 40%是由缺少精 子或精子不正常引起的。有效的人工选择过程使成功怀孕、生育和健康后代 的可能性最大化是很重要的。目前，对于这种与男性相关的不孕不育的最先 进的治疗方法就是一种被称内细胞浆内的精子注射的体外受精技术，在这种 技术通过直接注射精子而使卵细胞受精，而该技术过程大大减少了存活精子 的数量，使卵细胞受精机率大大减少。虽然理论上每个卵母细胞只需要一个 精子，但是用目前的技术(如离心沉淀法和游离法处理分离)使找出最有存 活力的精子的可行性仍具挑战性，或者在一些情况下仍是不可能的。这样， 医生通常是通过手工分离死精子和细胞残骸来找到一个"好精子"(如，最具 有能动性和突出结构)，即从数量极少的精子样品中或少量冷冻精液中(如， 病人化疗前保存的精液中)分离出存活的精子，这一过程需要数小时才可能 完成。因此从不育患者的低浓度精子样本或少量的冷冻精子样本中分离出活 性精子具有临床上的极高价值。发明内容本发明目的在于发明一种方便从不育患者的低浓度精子样本或少量的冷 冻精子样本中分离出活性精子的微流体分离芯片。本发明包括一水平的等径直管状主通道，在主通道的下方布置管状分离 通道，所述分离通道的两端具有相同的内横截面积，所述分离通道的中部与
主通道的中部连通，形成的直管状连通通道具有相同的内截面，所述连通通道的长度为500 1000(Him，连通通道内竖向高度为5 1000nm。本发明利用层流原理，将被筛选的样本和稀释溶液分别从主通道和分离 通道的同侧以各自的速度加入，在连通通道内形成上、下两种介质流。当主 通道内具有一定的稳定流速时，无动能的死精、残骸，及能动低的精子则随 上层介质流向主通道的另一端运动，而其中的具有动能的高质量活性精子则 挣脱上层介质流，向下层介质流运动，同时这些高质量活性精子在下层介质 流的流速作用下，向分离通道的另一端运动，实现活性精子的筛选。本发明 可以将能动精子从常规精液样品以及用传统精子分离方法难以或不可能进行 分离的样品中分离出来。本发明能够将能动精子从用传统的精子分离技术难以处理的微小样品中 快速而简单地分离出来。本发明基于能动精子具有积极的动能，可以穿越层 状流体中的流线体的能力，实现了将能动精子从非能动精子和其他的细胞残 骸中分离开来的目的。整个分离筛选过程不会造成因分离而发生的死精，本 发明能满足临床医学中微小精子分离的需要，也为基于精子能动性包括家庭 式能动精子在内的能动性测试的生物鉴定打开了方便之门。本发明可应用于 广泛的医学领域，还能应用于其它微生物的筛选。本发明主通道的两端分别为样本通道和筛离通道，为了保证主通道内能 形成稳定的上层流速，样本通道和筛离通道内的横截面相同，且，样本通道 和筛离通道内竖向高度小于连通通道内竖向高度。本发明分离通道的两端分别为溶液通道和筛选通道，同理，为了保证分 离通道内能形成稳定的下层流速，溶液通道和筛选通道内的横截面相同，且 溶液通道和筛选通道内竖向高度小于连通通道内竖向高度。本发明中，连通通道的内截面为矩形，样本通道、筛离通道、溶液通道 和筛选通道的内截面分别为矩形。矩形的各通道是进一步确保层流的形成，
确保高能动精子能从上层介质流向下层介质流运动。为了方便将样本、稀释溶液、两个分离收集器连接在本发明的端部，在 样本通道、溶液通道、筛离通道和筛选通道的外端分别设置接头。为了更适合对精子的分离筛选，本发明中的样本通道、溶液通道、筛离通道和筛选通道内竖向高度分别为5 100(Hrni。
图l为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，偏直管状主通道1的两端分别是样本通道1-1和筛离通道 1-2，主通道1水平布置。在样本通道1-1的外端连接接头3，在筛离通道1-2 的外端连接接头4。在主通道1的下方布置折成桥形的偏管状分离通道2，分离通道2的两端 为溶液通道2-1和筛选通道2-2。在溶液通道2-1的外端连接接头5，在筛选 通道2-2的外端连接接头6。分离通道2的中部与主通道1的中部连通，形成的直管状连通通道的内 截面呈矩形。连通通道的长度可以为500 10000nm,连通通道内竖向高度可以为5 IOOO拜。样本通道l-l、溶液通道2-l、筛离通道l-2和筛选通道2-2内竖向高度分 别可以为5 100(Him。本例中样本通道l-l的管内高度H,为50iam，长度"为500nm。 筛离通道l-2的管内高度H2为50nm，长度L2为500^im。 溶液通道2-1的管内高度H3为150pm，长度L3为2000pm。 筛选通道2-2的管内高度H4为150nm，长度L4为200(Hrni。
连通通道的管内高度H为200nm，长度L为7000pm。制作本发明的方法可以采用软平板印刷技术或激光光刻技术，将通道封 在由玻璃覆盖的幻灯片上。应用事例1、 分别采集精液样品、备制lc/。的BSA溶液、精子染色剂PI。2、 连接将60pL的BSA溶液加入溶液稀释池，将溶液稀释池通过接头5与溶液 通道2-l的下端密封连接。将5(HiL的洗过的精液样品与适量精子染色剂PI混合后，加入收集瓶通 过接头3与样本通道1-1密封连接。将2pL的BSA溶液加入一个分离收集器，并将该分离收集器通过接头4 密封连接在筛离通道1-2的外端。将另一个分离收集器通过接头6密封连接在筛选通道2-2的下端。3、 分离在溶液稀释池内采用正压力设备，或在与筛选通道2-2连接的分离收集器 内采用负压设备，使主通道l内具有一定的稳定的流速压力。在样本通道1-1的外端采用正压力设备，或在筛离通道1-2外端采用负压 设备，使分离通道2内具有一定的稳定的流速压力。通过相衬的显微镜可观察到部分活性精子从样本通道1-1，经连通通道游 向筛选通道2-2。通过以上方法就可在与分离通道2连接的分离收集器内收集到活性、高 动能精子。
权利要求
1. 微流体分离芯片，其特征在于包括一水平的等径直管状主通道，在主通道的下方布置管状分离通道，所述分离通道的两端具有相同的内横截面积，所述分离通道的中部与主通道的中部连通，形成的直管状连通通道具有相同的内截面，所述连通通道的长度为500～10000μm，连通通道内竖向高度为5～1000μm。
2、 根据权利要求1所述微流体分离芯片，其特征在于主通道的两端分别 为样本通道和筛离通道，样本通道和筛离通道内的横截面相同，且样本通道 和筛离通道内竖向高度小于连通通道内竖向高度。
3、 根据权利要求2所述微流体分离芯片，其特征在于分离通道的两端分 别为溶液通道和筛选通道，溶液通道和筛选通道内的横截面相同，且溶液通 道和筛选通道内竖向高度小于连通通道内竖向高度。
4、 根据权利要求3所述微流体分离芯片，其特征在于连通通道的内截面 为矩形，样本通道、筛离通道、溶液通道和筛选通道的内截面分别为矩形。
5、 根据权利要求l所述微流体分离芯片，其特征在于在样本通道、溶液 通道、筛离通道和筛选通道的外端分别设置接头。
6、 根据权利要求1或2或3或4或5所述微流体分离芯片，其特征在于 所述样本通道、溶液通道、筛离通道和筛选通道内竖向高度分别为5 1000拜。
全文摘要
微流体分离芯片，涉及医疗技术领域，也涉及微生物技术领域，还涉及印刷技术领域。包括一水平的等径直管状主通道，在主通道的下方布置管状分离通道，所述分离通道的两端具有相同的内横截面积，所述分离通道的中部与主通道的中部连通，形成的直管状连通通道具有相同的内截面，所述连通通道的长度为500～10000μm，连通通道内竖向高度为5～1000μm。本发明利用层流原理，可以将能动精子从常规精液样品以及用传统精子分离方法难以或不可能进行分离的样品中分离出来。
文档编号C12M1/00GK101210220SQ20061016155
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月28日 优先权日2006年12月28日
发明者周传亮, 彭宇竹, 杨啸群, 窦修平, 郭锡熔, 阚延静 申请人:窦修平