一种单细胞分选芯片及单细胞分选装置的制作方法

本技术涉及微流控和细胞分选，特别是涉及一种单细胞分选芯片及单细胞分选装置。

背景技术：

1、21世纪是生物学的世纪，生物医药作为生物学和人类健康的交叉方向正处在突飞猛进的阶段，包括了重组蛋白、抗体生产、检测分析、免疫治疗、基因治疗等重要领域。而生物医药研发的基础则建立在基于单细胞克隆的稳定细胞株的构建。细胞是生命活动的基本单位，基于单细胞水平的研究能够在更深层次上揭示生命活动的发展规律。单细胞分选是单细胞研究的基础和关键。

2、目前，单细胞分选工作往往是使用传统的单个细胞分离方法(如有限稀释法)来手工完成的。以抗体药物研发生产为例，建立一个成功的工业细胞株需要完成108个单细胞克隆的挑选，选出2000个左右候选单细胞克隆来构建稳定细胞株。这个工作量对于有限稀释法来说，存在费工费时、重复性差、分离效率低、分选效果不稳定以及数据溯源性差等缺陷。其他的单细胞分选方式，如流式细胞仪，使用鞘流原理液体流速达到20米每秒，对细胞的损伤比较大。还有一些使用单喷嘴式微流控技术，分选处因为细胞沉降出现堵塞现象，造成分选效率比较低。因此，在单细胞研究中，尤其是单克隆抗体筛选和细胞系开发，亟需一种操作简单、通量高、细胞损伤小的单细胞分选方法。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种单细胞分选芯片及单细胞分选装置，用于解决现有技术中分选效率低、容易损伤细胞、分选芯片结构复杂的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种单细胞分选芯片，所述单细胞分选芯片包括至少一个分选单元，所述分选单元包括导入口及多个分选导出口，所述导入口为沿纵向设置的长条形凹槽，所述分选导出口沿纵向排列并设置于所述导入口的两侧，所述分选导出口与所述导入口通过横向设置的流道直接连通。

3、优选地，所述单细胞分选芯片包括多个沿横向排列的所述分选单元，所述单细胞分选芯片包括200个以上的所述分选导出口，且各个所述分选导出口能够同时在2.1*1.6mm的视场下成像。

4、优选地，每个所述分选单元包括84个所述分选导出口，所述导入口的两侧分别设有42个所述分选导出口；所述单细胞分选芯片共有252个所述分选导出口，且252个所述分选导出口能够同时在2.1*1.6mm的视场下成像。

5、优选地，所述分选导出口包括驱动部件，用以驱动单细胞排出。

6、优选地，所述驱动部件包括热泡打印喷嘴、压电喷嘴、聚二甲基硅氧烷微阀、电磁阀及蠕动泵中的一种。

7、优选地，所述单细胞分选芯片的流道层包括采用二氧化硅薄膜、非光敏干膜、光敏干膜中的一种。

8、本实用新型还提供一种单细胞分选装置，所述单细胞分选装置包括检测模块及所述的单细胞分选芯片，所述检测模块用于检测所述分选导出口的细胞状态，所述细胞状态为多细胞或单细胞或无细胞，当细胞状态为单细胞时，则通过所述分选导出口中驱动部件将单细胞打印导出至容器内。

9、优选地，所述检测模块包括成像单元及图像处理单元。

10、优选地，所述成像单元用于拍摄所述单细胞分选芯片的实时图像，包括显微镜及相机，显微镜的视场为2.1*1.6mm。

11、优选地，所述图像处理单元用于对成像单元拍摄的实时图像进行检测处理，以识别各个分选导出口的细胞状态。

12、如上所述，本实用新型提供一种单细胞分选芯片及单细胞分选装置，该分选芯片将分选导出口沿纵向排列设置于所述导入口的两侧，将单细胞分选与导出集成在同一个微流控芯片上，并以热泡打印喷嘴的驱动形式实现单细胞的快速、高通量的导出，而且实现单细胞的轻柔导出，对细胞的伤害小。流道层采用二氧化硅薄膜或者非光敏干膜代替热泡打印芯片传统干膜，从而可以避免传统干膜自身荧光对细胞分选的影响。且芯片结构简单，易于制作。本实用新型中的单细胞分选装置将分选芯片与图像检测技术相结合，可在2.1*1.6mm的视场下拍摄252个喷嘴，通过ai算法识别芯片导出口内的细胞状态，将单细胞打印在孔板内或其他指定的容器内，完成单细胞分选，使得分选效率得到大大提升。

技术特征：

1.一种单细胞分选芯片，其特征在于，所述单细胞分选芯片包括至少一个分选单元，所述分选单元包括导入口及多个分选导出口，所述导入口为沿纵向设置的长条形凹槽，所述分选导出口沿纵向排列并设置于所述导入口的两侧，所述分选导出口与所述导入口通过横向设置的流道直接连通。

2.根据权利要求1所述的单细胞分选芯片，其特征在于：所述单细胞分选芯片包括多个沿横向排列的所述分选单元，所述单细胞分选芯片包括200个以上的所述分选导出口，且各个所述分选导出口能够同时在2.1*1.6mm的视场下成像。

3.根据权利要求2所述的单细胞分选芯片，其特征在于：每个所述分选单元包括84个所述分选导出口，所述导入口的两侧分别设有42个所述分选导出口；所述单细胞分选芯片共有252个所述分选导出口，且252个所述分选导出口能够同时在2.1*1.6mm的视场下成像。

4.根据权利要求1所述的单细胞分选芯片，其特征在于：所述分选导出口包括驱动部件，用以驱动单细胞排出。

5.根据权利要求4所述的单细胞分选芯片，其特征在于：所述驱动部件包括热泡打印喷嘴、压电喷嘴、聚二甲基硅氧烷微阀、电磁阀及蠕动泵中的一种。

6.根据权利要求1所述的单细胞分选芯片，其特征在于：所述单细胞分选芯片的流道层包括二氧化硅薄膜、非光敏干膜、光敏干膜中的一种。

7.一种单细胞分选装置，其特征在于，所述单细胞分选装置包括检测模块及权利要求1-6中任一所述的单细胞分选芯片，所述检测模块用于检测所述分选导出口的细胞状态，所述细胞状态为多细胞或单细胞或无细胞，当细胞状态为单细胞时，则通过所述分选导出口中驱动部件将单细胞打印导出至容器内。

8.根据权利要求7所述的单细胞分选装置，其特征在于：所述检测模块包括成像单元及图像处理单元。

9.根据权利要求8所述的单细胞分选装置，其特征在于：所述成像单元用于拍摄所述单细胞分选芯片的实时图像，包括显微镜及相机，显微镜的视场为2.1*1.6mm。

技术总结
本技术提供一种单细胞分选芯片及单细胞分选装置，该分选芯片将分选导出口沿纵向排列设置于所述导入口的两侧，将单细胞分选与导出集成在同一个微流控芯片上，并以热泡打印喷嘴的驱动形式实现单细胞的快速、高通量的导出，而且实现单细胞的轻柔导出，对细胞的伤害小。流道层采用二氧化硅薄膜或者非光敏干膜代替热泡打印芯片传统干膜，从而可以避免传统干膜自身荧光对细胞分选的影响。且芯片结构简单，易于制作。本技术中的单细胞分选装置将分选芯片与图像检测技术相结合，通过AI算法识别芯片导出口内的细胞状态，将单细胞打印在孔板内或其他指定的容器内，完成单细胞分选，使得分选效率得到大大提升。

技术研发人员：黄鹏,王琨,关一民,刘德盟
受保护的技术使用者：上海傲睿科技有限公司
技术研发日：20221130
技术公布日：2024/1/12