连续流磁分选芯片及其制备方法

本发明涉及磁泳，尤其涉及一种连续流磁分选芯片及其制备方法。

背景技术：

1、细胞分选是细胞亚型分析的关键技术，是通过细胞表面膜蛋白表达量的差异将特定细胞群体从混合相中筛选出来，这种技术可以支持多种生物学研究甚至医疗临床诊断。当下以流式分选为主的分选手段通过电场操控对液滴进行轨迹调节，实现了连续流细胞分选。该方法通常面临细胞死亡率高、识别阈值高等问题，也为细胞分选领域提出了相应的发展需求。磁分选方式通过连接抗体的磁珠与细胞结合，能够通过抗原抗体特异性识别的方式在特定细胞表面粘接磁珠。该方法可以降低细胞死亡率。但是目前磁分选方法面临操控精度低，且流道中磁场吸附的细胞贴壁严重还会带来流道堵塞和回收率低的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种连续流磁分选芯片及其制备方法，以解决上述提及的至少一个问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下方案：

3、根据本发明的第一方面，提供一种连续流磁分选芯片，所述芯片包括：上压板、下压板、芯片底板和流道盖板，所述流道盖板贴合设置在所述芯片底板之上，在两者之间形成流道，所述流道盖板上还设置有流道入口和流道出口，所述上压板和所述下压板将所述芯片底板和所述流道盖板固定夹持在中间，所述芯片底板和所述流道盖板内均封装有软磁带材，所述软磁带材位于所述流道一侧。

4、作为本发明的一个实施例，上述芯片底板包括pdms基底、形成于所述pdms基底表面的图案化的软磁带材，将软磁带材包裹住的环氧树脂层。

5、作为本发明的一个实施例，上述流道盖板整体由pdms构成，内部封装有图案化的软磁带材，包括盖板主体和流道壁。

6、作为本发明的一个实施例，上述流道盖板中封装的软磁带材和所述芯片底板中封装的软磁带材重叠，且面积重叠率大于95％

7、作为本发明的一个实施例，上述软磁带材的材质选自mats-2010s、zc600、1j46、vac17中任意一种，厚度为30～45μm之间。

8、作为本发明的一个实施例，上述软磁带材为矩形，长为1.2～1.5mm之间，宽为400～600μm之间。

9、作为本发明的一个实施例，流道的平均宽度为400～430μm，高度为90～110μm。

10、根据本发明的第二方面，提供一种连续流磁分选芯片的制备方法，所述制备方法包括芯片底板的制备、流道盖板的制备和芯片组装，其中：

11、所述芯片底板的制备包括：

12、步骤s10：制作以pdms为基底的图案化软磁带材；

13、步骤s11：将聚丙烯膜展平，在所述聚丙烯膜表面喷脱模剂，然后在所述聚丙烯膜表面滴加环氧树脂；

14、步骤s12：将所述pdms为基底的图案化软磁带材按压于所述聚丙烯膜表面，使软磁带材所在的面压向所述环氧树脂；

15、步骤s13：等待环氧树脂固化后揭下所述聚丙烯膜，得到封装好软磁带材的芯片底板；

16、所述流道盖板的制备包括：

17、步骤s20：制作以pdms为基底的图案化软磁带材；

18、步骤s21：在硅片上旋涂光刻胶，然后通过曝光和显影得到硅片-图案化光刻胶组成的复合结构；

19、步骤s22：在所述复合结构上旋涂pdms，并进行一轮固化；

20、步骤s23：向一轮固化后的固体pdms上倒入pdms溶液，将所述以pdms为基底的图案化软磁带材按入所述pdms溶液中，使软磁带材所在的平面按在一轮固化所得的固态pdms表面，并完成定位，然后进行二轮固化；

21、步骤s24：将二轮固化后的pdms流道从所述复合结构上揭下，得到封装好软磁带材的流道盖板；

22、所述芯片组装包括：

23、步骤s31：将所述流道盖板和所述芯片底板通过按压的方式进行组装，使得所述流道盖板的pdms流道和所述芯片底板的环氧树脂平面结合；

24、步骤s32：利用上压板和下压板将所述流道盖板和所述芯片底板夹持在中间，并利用螺纹旋紧的方式对上压板和下压板实现加压。

25、作为本发明的一个实施例，上述方法在所述流道盖板的pdms流道和所述芯片底板的环氧树脂平面结合的时候，使所述流道盖板中封装的软磁带材和所述芯片底板中封装的软磁带材重叠，且面积重叠率大于95％。

26、作为本发明的一个实施例，上述步骤s10和所述步骤s20中制作以pdms为基底的图案化软磁带材包括：

27、步骤s40：在pdms固体表面旋涂液态pdms，并将软磁带材通过所述液态pdms粘贴在所述固态pdms上；

28、步骤s41：加热直至所述液态pdms完全固化，将所述软磁带材固定在pdms固体表面；

29、步骤s42：在所述软磁带材表面旋涂光敏油漆并进行烘干；

30、步骤s43：在所述光敏油漆表面进行流道形貌的图案化曝光，曝光后使用质量浓度为0.8～1％的碳酸钠溶液喷淋，至图案边界清晰可见；

31、步骤s44：在刻蚀液中喷淋至金属图案边界清晰可见，结束后使用纯水冲洗样品，终止刻蚀；

32、步骤s45：将步骤s44所得样品在质量浓度为4～6％的氢氧化钠溶液中浸泡，至所述软磁带材表面的光敏油漆掉落，然后使用纯水冲洗样品得到以pdms为基底的图案化软磁带材。

33、由上述技术方案可知，本发明提供的连续流磁分选芯片及其制备方法，使用软磁带材图案化阵列，且芯片底板和流道盖板内均封装有软磁带材，因此在竖直方向形成了双层排布，实现了流道内侧向为主、纵向为辅的磁力分布，有效减弱了细胞贴壁效果，可以实现高通量的细胞磁控筛选，提高了磁场筛选的效率。另外，利用了本发明的连续流磁分选芯片后的细胞分选，可以在磁场力的大小方面实现梯度分级调控，根据每个软磁图案阵列与磁铁距离的差异，实现局部磁场力大小的调控。配合流场逐个通道递增的序列完成流速控制，最终实现分离效果逐步增强的设计，从而完成分选功能。

技术特征：

1.一种连续流磁分选芯片，其特征在于，所述芯片包括：上压板、下压板、芯片底板和流道盖板，所述流道盖板贴合设置在所述芯片底板之上，在两者之间形成流道，所述流道盖板上还设置有流道入口和流道出口，所述上压板和所述下压板将所述芯片底板和所述流道盖板固定夹持在中间，所述芯片底板和所述流道盖板内均封装有软磁带材，所述软磁带材位于所述流道一侧。

2.如权利要求1所述的连续流磁分选芯片，其特征在于，所述芯片底板包括pdms基底、形成于所述pdms基底表面的图案化的软磁带材，将软磁带材包裹住的环氧树脂层。

3.如权利要求1所述的连续流磁分选芯片，其特征在于，所述流道盖板整体由pdms构成，内部封装有图案化的软磁带材，包括盖板主体和流道壁。

4.如权利要求1所述的连续流磁分选芯片，其特征在于，所述流道盖板中封装的软磁带材和所述芯片底板中封装的软磁带材重叠，且面积重叠率大于95％。

5.如权利要求1所述的连续流磁分选芯片，其特征在于，所述软磁带材的材质选自mats-2010s、zc600、1j46、vac17中任意一种，厚度为30～45μm之间。

6.如权利要求1所述的连续流磁分选芯片，其特征在于，所述软磁带材为矩形，长为1.2～1.5mm之间，宽为400～600μm之间。

7.如权利要求1所述的连续流磁分选芯片，其特征在于，所述流道的平均宽度为400～430μm，高度为90～110μm。

8.一种连续流磁分选芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括芯片底板的制备、流道盖板的制备和芯片组装，其中：

9.如权利要求8所述的连续流磁分选芯片的制备方法，其特征在于，在所述流道盖板的pdms流道和所述芯片底板的环氧树脂平面结合的时候，使所述流道盖板中封装的软磁带材和所述芯片底板中封装的软磁带材重叠，且面积重叠率大于95％。

10.如权利要求8所述的连续流磁分选芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤s10和所述步骤s20中制作以pdms为基底的图案化软磁带材包括：

技术总结
本发明提供了一种连续流磁分选芯片及其制备方法，芯片包括：上压板、下压板、芯片底板和流道盖板，流道盖板贴合设置在芯片底板之上，在两者之间形成流道，流道盖板上还设置有流道入口和流道出口，上压板和下压板将芯片底板和流道盖板固定夹持在中间，芯片底板和流道盖板内均封装有软磁带材，软磁带材位于流道一侧。本发明使用软磁带材图案化阵列，且芯片底板和流道盖板内均封装有软磁带材，因此在竖直方向形成了双层排布，实现了流道内侧向为主、纵向为辅的磁力分布，有效减弱了细胞贴壁效果，可以实现高通量的细胞磁控筛选，提高了磁场筛选的效率。另外，本发明在细胞分选时，可以在磁场力的大小方面实现梯度分级调控。

技术研发人员：汪家道,马原,梁真为
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2025/3/20