專利名稱：微流體分離芯片的制作方法
技術領域：
本發明涉及醫療技術領域，也涉及微生物技術領域，還涉及印刷技術領域。
背景技術：
約有10%的夫婦有不孕不育方面的問題，其中有30% 40%是由缺少精 子或精子不正常引起的。有效的人工選擇過程使成功懷孕、生育和健康后代 的可能性最大化是很重要的。目前，對于這種與男性相關的不孕不育的最先 進的治療方法就是一種被稱內細胞漿內的精子注射的體外受精技術，在這種 技術通過直接注射精子而使卵細胞受精，而該技術過程大大減少了存活精子 的數量，使卵細胞受精機率大大減少。雖然理論上每個卵母細胞只需要一個 精子，但是用目前的技術(如離心沉淀法和游離法處理分離)使找出最有存 活力的精子的可行性仍具挑戰性，或者在一些情況下仍是不可能的。這樣， 醫生通常是通過手工分離死精子和細胞殘骸來找到一個"好精子"(如，最具 有能動性和突出結構)，即從數量極少的精子樣品中或少量冷凍精液中(如， 病人化療前保存的精液中)分離出存活的精子，這一過程需要數小時才可能 完成。因此從不育患者的低濃度精子樣本或少量的冷凍精子樣本中分離出活 性精子具有臨床上的極高價值。發明內容本發明目的在于發明一種方便從不育患者的低濃度精子樣本或少量的冷 凍精子樣本中分離出活性精子的微流體分離芯片。本發明包括一水平的等徑直管狀主通道，在主通道的下方布置管狀分離 通道，所述分離通道的兩端具有相同的內橫截面積，所述分離通道的中部與
主通道的中部連通，形成的直管狀連通通道具有相同的內截面，所述連通通道的長度為500 1000(Him，連通通道內豎向高度為5 1000nm。本發明利用層流原理，將被篩選的樣本和稀釋溶液分別從主通道和分離 通道的同側以各自的速度加入，在連通通道內形成上、下兩種介質流。當主 通道內具有一定的穩定流速時，無動能的死精、殘骸，及能動低的精子則隨 上層介質流向主通道的另一端運動，而其中的具有動能的高質量活性精子則 掙脫上層介質流，向下層介質流運動，同時這些高質量活性精子在下層介質 流的流速作用下，向分離通道的另一端運動，實現活性精子的篩選。本發明 可以將能動精子從常規精液樣品以及用傳統精子分離方法難以或不可能進行 分離的樣品中分離出來。本發明能夠將能動精子從用傳統的精子分離技術難以處理的微小樣品中 快速而簡單地分離出來。本發明基于能動精子具有積極的動能，可以穿越層 狀流體中的流線體的能力，實現了將能動精子從非能動精子和其他的細胞殘 骸中分離開來的目的。整個分離篩選過程不會造成因分離而發生的死精，本 發明能滿足臨床醫學中微小精子分離的需要，也為基于精子能動性包括家庭 式能動精子在內的能動性測試的生物鑒定打開了方便之門。本發明可應用于 廣泛的醫學領域，還能應用于其它微生物的篩選。本發明主通道的兩端分別為樣本通道和篩離通道，為了保證主通道內能 形成穩定的上層流速，樣本通道和篩離通道內的橫截面相同，且，樣本通道 和篩離通道內豎向高度小于連通通道內豎向高度。本發明分離通道的兩端分別為溶液通道和篩選通道，同理，為了保證分 離通道內能形成穩定的下層流速，溶液通道和篩選通道內的橫截面相同，且 溶液通道和篩選通道內豎向高度小于連通通道內豎向高度。本發明中，連通通道的內截面為矩形，樣本通道、篩離通道、溶液通道 和篩選通道的內截面分別為矩形。矩形的各通道是進一步確保層流的形成，
確保高能動精子能從上層介質流向下層介質流運動。為了方便將樣本、稀釋溶液、兩個分離收集器連接在本發明的端部，在 樣本通道、溶液通道、篩離通道和篩選通道的外端分別設置接頭。為了更適合對精子的分離篩選，本發明中的樣本通道、溶液通道、篩離通道和篩選通道內豎向高度分別為5 100(Hrni。


圖l為本發明的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，偏直管狀主通道1的兩端分別是樣本通道1-1和篩離通道 1-2，主通道1水平布置。在樣本通道1-1的外端連接接頭3，在篩離通道1-2 的外端連接接頭4。在主通道1的下方布置折成橋形的偏管狀分離通道2，分離通道2的兩端 為溶液通道2-1和篩選通道2-2。在溶液通道2-1的外端連接接頭5，在篩選 通道2-2的外端連接接頭6。分離通道2的中部與主通道1的中部連通，形成的直管狀連通通道的內 截面呈矩形。連通通道的長度可以為500 10000nm,連通通道內豎向高度可以為5 IOOO拜。樣本通道l-l、溶液通道2-l、篩離通道l-2和篩選通道2-2內豎向高度分 別可以為5 100(Him。本例中樣本通道l-l的管內高度H,為50iam，長度"為500nm。 篩離通道l-2的管內高度H2為50nm，長度L2為500^im。 溶液通道2-1的管內高度H3為150pm，長度L3為2000pm。 篩選通道2-2的管內高度H4為150nm，長度L4為200(Hrni。
連通通道的管內高度H為200nm，長度L為7000pm。制作本發明的方法可以采用軟平板印刷技術或激光光刻技術，將通道封 在由玻璃覆蓋的幻燈片上。應用事例1、 分別采集精液樣品、備制lc/。的BSA溶液、精子染色劑PI。2、 連接將60pL的BSA溶液加入溶液稀釋池，將溶液稀釋池通過接頭5與溶液 通道2-l的下端密封連接。將5(HiL的洗過的精液樣品與適量精子染色劑PI混合后，加入收集瓶通 過接頭3與樣本通道1-1密封連接。將2pL的BSA溶液加入一個分離收集器，并將該分離收集器通過接頭4 密封連接在篩離通道1-2的外端。將另一個分離收集器通過接頭6密封連接在篩選通道2-2的下端。3、 分離在溶液稀釋池內采用正壓力設備，或在與篩選通道2-2連接的分離收集器 內采用負壓設備，使主通道l內具有一定的穩定的流速壓力。在樣本通道1-1的外端采用正壓力設備，或在篩離通道1-2外端采用負壓 設備，使分離通道2內具有一定的穩定的流速壓力。通過相襯的顯微鏡可觀察到部分活性精子從樣本通道1-1，經連通通道游 向篩選通道2-2。通過以上方法就可在與分離通道2連接的分離收集器內收集到活性、高 動能精子。
權利要求
1. 微流體分離芯片，其特征在于包括一水平的等徑直管狀主通道，在主通道的下方布置管狀分離通道，所述分離通道的兩端具有相同的內橫截面積，所述分離通道的中部與主通道的中部連通，形成的直管狀連通通道具有相同的內截面，所述連通通道的長度為500～10000μm，連通通道內豎向高度為5～1000μm。
2、 根據權利要求1所述微流體分離芯片，其特征在于主通道的兩端分別 為樣本通道和篩離通道，樣本通道和篩離通道內的橫截面相同，且樣本通道 和篩離通道內豎向高度小于連通通道內豎向高度。
3、 根據權利要求2所述微流體分離芯片，其特征在于分離通道的兩端分 別為溶液通道和篩選通道，溶液通道和篩選通道內的橫截面相同，且溶液通 道和篩選通道內豎向高度小于連通通道內豎向高度。
4、 根據權利要求3所述微流體分離芯片，其特征在于連通通道的內截面 為矩形，樣本通道、篩離通道、溶液通道和篩選通道的內截面分別為矩形。
5、 根據權利要求l所述微流體分離芯片，其特征在于在樣本通道、溶液 通道、篩離通道和篩選通道的外端分別設置接頭。
6、 根據權利要求1或2或3或4或5所述微流體分離芯片，其特征在于 所述樣本通道、溶液通道、篩離通道和篩選通道內豎向高度分別為5 1000拜。
全文摘要
微流體分離芯片，涉及醫療技術領域，也涉及微生物技術領域，還涉及印刷技術領域。包括一水平的等徑直管狀主通道，在主通道的下方布置管狀分離通道，所述分離通道的兩端具有相同的內橫截面積，所述分離通道的中部與主通道的中部連通，形成的直管狀連通通道具有相同的內截面，所述連通通道的長度為500～10000μm，連通通道內豎向高度為5～1000μm。本發明利用層流原理，可以將能動精子從常規精液樣品以及用傳統精子分離方法難以或不可能進行分離的樣品中分離出來。
文檔編號C12M1/00GK101210220SQ20061016155
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月28日 優先權日2006年12月28日
發明者周傳亮, 彭宇竹, 楊嘯群, 竇修平, 郭錫熔, 闞延靜 申請人:竇修平