一种细胞捕获装置的制作方法

本实用新型涉及细胞分离技术领域，尤其涉及一种细胞捕获装置。

背景技术：

单细胞水平的研究已广泛应用于单细胞PCR扩增、基因组测序和组织工程研究等领域。随着研究的深入，单个肿瘤细胞的有效分离成为了肿瘤细胞发生的分子机制、肿瘤细胞的靶向治疗以及微环境相互作用等研究中迫切解决的难题之一。

目前常见的单细胞分离方法包括以下几种：

1)荧光流式细胞技术分离法：该方法可有效获得单个细胞，但是对细胞仪的性能要求较高，且仪器价格高昂；

2)激光显微切割术：能够从组织中分离单个细胞，但是不适用于细胞培养与扩增，需要操作者技术纯熟；

3)显微操控仪：采用显微操控技术从单细胞悬液中吸取单细胞，但仪器成本较高，且操作复杂；

4)手工机械分离法：在倒置显微镜下直接分离细胞，但容易损伤细胞；

5)口吸法：通过对呼吸力道的控制，在倒置显微镜下利用一个尖端尺寸小于待捕获细胞直径的毛细管辅助手工的分离操作，通过负压将活力好的单细胞捕获在毛细管中。该方式温和、精确，每个待选细胞状态在显微镜下一清二楚；对细胞的损伤较小，但是对于操作人员的熟练度要求非常高。

因此，亟需提出一种细胞捕获装置，以解决现有技术中的上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种细胞捕获装置，该装置结构简单，制造加工难度低，成本较低，操作简便高效。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种细胞捕获装置，包括：

第一夹板和第二夹板；

易变形层，所述易变形层夹设在所述第一夹板和所述第二夹板之间，所述易变形层上加工有流道，所述流道与所述第一夹板的表面及所述第二夹板的表面构成细胞捕获流道，所述第一夹板与所述第二夹板能够在外力的作用下挤压所述易变形层，所述易变形层在所述第一夹板与所述第二夹板的挤压作用下发生形变，所述形变使所述细胞捕获流道在受挤压处的宽度变小。

作为细胞捕获装置的优选技术方案，所述第一夹板与所述第二夹板的形状及大小均相同，所述第一夹板的一端与所述第二夹板的一端均设置为尖嘴结构，所述尖嘴结构易于与细胞接触。

作为细胞捕获装置的优选技术方案，所述易变形层的形状与所述第一夹板的形状一致。

作为细胞捕获装置的优选技术方案，所述细胞捕获流道的尺寸不小于细胞的直径。

作为细胞捕获装置的优选技术方案，所述细胞捕获流道的内表面为镜面结构。

作为细胞捕获装置的优选技术方案，所述细胞捕获流道的内表面与细胞浸润。

作为细胞捕获装置的优选技术方案，还包括夹持器，所述夹持器对所述第一夹板与所述第二夹板施加压力。

作为细胞捕获装置的优选技术方案，所述夹持器为永磁铁或电磁线圈。

作为细胞捕获装置的优选技术方案，所述夹持器为金属块或塑料块。

作为细胞捕获装置的优选技术方案，所述夹持器的内壁与所述第一夹板及第二夹板的外形相匹配。

与现有技术相比，本实用新型的优点及有益效果在于：

1)本实用新型提供的细胞捕获装置，在第一夹板与第二夹板之间夹设易变形层，通过在第一夹板与所述第二夹板上施加外力，来挤压易变形层使其产生形变，该形变使细胞捕获流道在受挤压处的宽度变小，实现对待捕获细胞的捕获，降低了要求细胞捕获流道尺寸小于待捕获细胞直径的生产要求，从而降低了加工难度和加工成本。

2)本实用新型提供的细胞捕获装置，改变了现有技术中细胞分离和捕获对大型设备的依赖，降低了对人工操作熟练程度的依赖，增强了操作的自动化程度。

3)本实用新型提供的细胞捕获装置结构简单，加工容易，成本较低，体积小巧，便于携带。

附图说明

图1是本实用新型提供的细胞捕获装置的主视图；

图2是本实用新型提供的细胞捕获装置的侧视图；

图3是本实用新型提供的易变形层的结构示意图；

图4是本实用新型提供的细胞捕获装置位于细胞附近时的局部放大图；

图5是本实用新型提供的细胞捕获装置中捕获有细胞时的局部放大图。

图中：

1-第一夹板；2-第二夹板；3-易变形层；4-细胞捕获流道；5-夹持器。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

本实施方式提出一种细胞捕获装置，如图1-图5所示，包括第一夹板1、第二夹板2和易变形层3，易变形层3夹设在第一夹板1和第二夹板2之间，易变形层3上加工有流道，流道沿易变形层3的轴向方向设置，流道与第一夹板1的表面及第二夹板2的表面构成细胞捕获流道4，第一夹板1与第二夹板2能够在外力的作用下挤压易变形层3，易变形层3在第一夹板1与第二夹板2的挤压作用下发生形变，该形变使细胞捕获流道4在受挤压处的宽度变小。

由流体力学可知，在微小尺寸的管道中(例如玻璃毛细管)，完全浸润的液体会自动向管道尺寸更小的位置移动，这是由于不同的曲率压力导致轴向力的差别，锥形毛细管中完全浸润的液体会自动向较窄一端自驱动。自然界中这种现象有着广泛应用，例如长嘴鸟喝水的过程，即是这一原理的最好体现。

基于上述原理，在第一夹板1与第二夹板2之间夹设易变形层3，并通过对第一夹板1和第二夹板2施加外部挤压力使易变形层3产生形变，从而改变细胞捕获流道4的宽度尺寸，使细胞自动向较窄的位置移动，实现对细胞的捕获。该细胞捕获装置降低了要求细胞捕获流道4尺寸小于待捕获细胞直径的生产要求，从而降低了加工难度和成本，且结构简单，体积小巧，便于携带。另一方面，改变了现有技术细胞分离和捕获对大型设备的依赖，降低了对人工操作熟练程度的依赖，增强了操作的自动化程度。

更进一步地，第一夹板1与第二夹板2的形状及大小均相同，第一夹板1的一端与第二夹板2的一端均设置为尖嘴结构，尖嘴结构易于与细胞接触，其它部分的形状结构不限，第一夹板1与第二夹板2可采用数控机床、激光加工或注塑成型等手段加工制造。

第一夹板1与第二夹板2的材质可以为传统微加工领域常用的玻璃、硅片、硬质聚合物(PMMA、PC)以及其他常见材料，本实施例不做限制。

更进一步地，如图1和图3所示，易变形层3的形状与第一夹板1及第二夹板2的形状一致，易变形层3的大小等于与或稍小于第一夹板1及第二夹板2，以便第一夹板1与第二夹板2对易变形层3更好的夹持。

本实施例中，细胞捕获流道4的尺寸不小于细胞的直径，以避免影响细胞的顺畅流动，细胞捕获流道4的宽度略大于细胞直径约2-10μm。易变形层3的整体外形和内部流道可以通过数控机床、激光雕刻、刀模或者一次成型等方式加工。

更优地，细胞捕获流道4的内表面要求光滑，呈现镜面结构，避免影响细胞的流动。且还要求细胞捕获流道4的内表面与细胞浸润性能好，可以对细胞捕获流道4的内表面进行表面改性，例如通过化学(接枝改性)或者物理方法(气相沉积)涂覆镀层，实现和细胞的浸润性能，浸润性能越好，越有利于细胞的流动。

本实施例中的易变形层3为胶膜，其可以选择Adhesives Research和3M公司的单面或者双面胶系列，主要选择硅胶或者橡胶基质(也可以包括PET基质)，弹性模量在0.5-15MPa之间，例如8458等型号。胶膜的常规厚度一般为细胞直径的1.5-4倍，胶膜受到外部挤压力的作用后发生变形，其厚度为细胞直径的0.7-1.1倍之间，该倍数范围0.7-1.1可以保证细胞捕获流道4的毛细力足够大，如果小于0.7倍，细胞容易堵塞在细胞捕获流道4中，如果大于1.1倍，施加给细胞的毛细力不足，会导致细胞无法顺利捕获及顺畅运动。

本实施例提供的细胞捕获装置还包括夹持器5，夹持器5对第一夹板1与第二夹板2施加压力，施压方式可以为电动方式，也可以为手动方式。当为电动方式施压时，夹持器5为永磁铁或电磁线圈，通过磁性对第一夹板1与第二夹板2施加压力；当为手动方式施压时，夹持器5为金属块或塑料块，通过手握夹持器5的方式对第一夹板1与第二夹板2施加压力。

在以上两种施压方式中，夹持器5的外形不限，夹持器5的内壁，即与第一夹板1和第二夹板2接触的一面与第一夹板1及第二夹板2的外形相匹配，以更好的对其施加正压力。

下面结合图4和图5对本实施例提供的细胞捕获装置的工作过程加以说明：

当需要捕获细胞4时，将细胞捕获装置靠近该细胞，如图4所示，然后通过夹持器5对第一夹板1与第二夹板2施加压力，易变形层3在第一夹板1与第二夹板2的共同挤压作用下产生形变，使其靠近夹持器5的一端变薄，细胞捕获流道4在该处的宽度小于远离夹持器5的一端的宽度，细胞在毛细力的作用下由尖嘴口部进入细胞捕获流道4，自动向宽度更小的一端运动，如图5所示，实现了细胞的捕获，接着可以进行后续操作，例如细胞转移和分析等。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。