一种基于微流控的颗粒表面部分区域荧光标记装置及方法

摘要

本发明提供一种基于微流控的颗粒表面部分区域荧光标记装置及方法。本发明装置，包括平玻璃基底层和PDMS盖片层，PDMS盖片层与平玻璃基底层键合，PDMS盖片层上设置PDMS盖片层上设置有流体通道，流体通道中间位置开设有方形开口区域，荧光染料在流体通道内均匀分布且未布满整个流体通道，方形开口区域用于实现细胞的荧光染色工作，使细胞表面部分区域具有荧光标记，其余区域未被荧光标记。传统方式下，通过显微镜观察单个颗粒运动时，通常只能通过人工添加虚拟标记，在后期通过标记点分析颗粒的运动情况。本发明可以在颗粒被放入显微镜观察前，实现局部的荧光标记，方便观察过程。被荧光部分标记的颗粒在显微镜中可以观察到标记点，方便在观察过程中对细胞运动情况的分析。

权利要求

1.一种基于微流控的颗粒表面部分区域荧光标记装置的荧光标记方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：使用移液枪取少量荧光染料溶液，将其滴入到方形开口区域；

步骤S2：缓慢推动移液枪，直至荧光染料均匀分布在整个流体通道的底部，形成极浅的一层荧光液面；

步骤S3：制备细胞溶液；使用移液枪取包含一粒细胞的溶液，将其滴入到方形开口区域；并通过移液枪缓缓放置到流体通道内；

步骤S4：静止一段时间，使颗粒的接触面被荧光染料标记，得到局部被荧光标记的细胞；

所述基于微流控的颗粒表面部分区域荧光标记装置包括：平玻璃基底层和PDMS盖片层；所述PDMS盖片层与平玻璃基底层键合；所述PDMS盖片层上设置有流体通道，流体通道中间位置开设有方形开口区域，荧光染料在所述流体通道内均匀分布且未布满整个流体通道，所述方形开口区域用于实现细胞的荧光染色工作，使细胞表面部分区域具有荧光标记，其余区域未被荧光标记。

2.根据权利要求1所述的基于微流控的颗粒表面部分区域荧光标记装置的荧光标记方法，其特征在于，所述流体通道两端分别开设有相同大小的圆形入口腔和圆形出口腔。

3.根据权利要求1所述的基于微流控的颗粒表面部分区域荧光标记装置的荧光标记方法，其特征在于，所述荧光染料从方形开口区域的开口滴入；所述荧光染料的溶液高度低于细胞直径的大小。

4.根据权利要求1所述的基于微流控的颗粒表面部分区域荧光标记装置的荧光标记方法，其特征在于，所述流体通道宽度为D1，长度为D2，深度为D3；所述方形开口区域为正方形开口，其开口的长度和宽度均为D6。

说明书

一种基于微流控的颗粒表面部分区域荧光标记装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及微流控监测技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于微流控的颗粒表面部分区域荧光标记装置及方法。

背景技术

[0002] 在微流控监测领域，目前的方式都只能对整个细胞表面进行涂覆。通常情况下，要通过后期的虚拟标志来定位颗粒的特定位置，以此来观察细胞。这样的操作不仅不能直观
得观察细胞的运动情况，不利于时效性的实验操作，同时也浪费了后期的时间投入。

[0003] 荧光染料是指吸收某一波长的光波后能发射出另一波长大于吸收光的光波的物质。它们大多是含有苯环或杂环并带有共轭双键的化合物。荧光染料可以单独使用，也可以
组合成复合荧光染料使用。

[0004] 在传统工艺中，荧光染料被用来研究流量和绘图，也常用来某些特种标记及物体追踪。当前，荧光染料发展非常迅速，已开发的用于科研和临床应用的荧光染料已基本覆盖
了由紫外到可见光及红外的整个光谱范围。荧光染料不仅成本较低，并且具有易于观察和
成像的特点。

发明内容

[0005] 根据上述提出的技术问题，而提供一种基于微流控的颗粒表面部分区域荧光标记装置及方法。本发明通过在PDMS盖片层上设置有流体通道，流体通道开设方形开口区域，将
颗粒进行局部的荧光标记，从而得到易于观察的一部分被荧光标记、一部分未被荧光标记
的局部荧光颗粒。

[0006] 本发明采用的技术手段如下：

[0007] 一种基于微流控的颗粒表面部分区域荧光标记装置，包括：平玻璃基底层和PDMS盖片层；所述PDMS盖片层与平玻璃基底层键合；所述PDMS盖片层上设置有流体通道，流体通
道中间位置开设有方形开口区域，荧光染料在所述流体通道内均匀分布且未布满整个流体
通道，所述方形开口区域用于实现细胞的荧光染色工作，使细胞表面部分区域具有荧光标
记，其余区域未被荧光标记。

[0008] 进一步地，所述流体通道两端分别开设有相同大小的圆形入口腔和圆形出口腔。

[0009] 进一步地，所述荧光染料从方形开口区域的开口滴入；所述荧光染料的溶液高度远低于细胞直径的大小。

[0010] 进一步地，所述流体通道宽度为D1，长度为D2，深度为D3；所述方形开口区域为正方形开口，其开口的长度和宽度均为D6。

[0011] 进一步地，所述圆形入口腔直径为D4；所述圆形出口腔直径为D5。

[0012] 本发明还提供了一种基于微流控的颗粒表面部分区域荧光标记方法，包括如下步骤：

[0013] 步骤S1：使用移液枪取少量荧光染料溶液，将其滴入到方形开口区域；

[0014] 步骤S2：缓慢推动移液枪，直至荧光染料均匀分布在整个流体通道的底部，形成极浅的一层荧光液面；

[0015] 步骤S3：制备细胞溶液；使用移液枪取包含一粒细胞的溶液，将其滴入到方形开口区域；并通过移液枪缓缓放置到流体通道内；

[0016] 步骤S4：静止一段时间，使颗粒的接触面被荧光染料标记，得到局部被荧光标记的细胞。

[0017] 较现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0018] 1、本发明提供的标记装置及方法，相较于现有的颗粒表面整体都涂覆荧光染料的标记方式，其克服了对颗粒运动观察的后期标记的时间投入，更便于直接的观察与操作。

[0019] 2、传统方式下，通过显微镜难以分辨细胞的运动情况，难以及时针对颗粒的各种情况做出相应的操作。而通过本发明方式，颗粒的运动将及时反馈给实验人员，实验人员通
过观察可以立即修改实验操作。

[0020] 基于上述理由本发明可在微流控监测等领域广泛推广。

附图说明

[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发
明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。

[0022] 图1为本发明装置的结构示意图。

[0023] 图2为本发明装置的PDMS盖片层示意图。

[0024] 图中：1、平玻璃基底层；2、PDMS盖片层；3、流体通道；4、圆形入口腔；5、圆形出口腔；6、方形开口区域。

具体实施方式

[0025] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0026] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅
仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实
际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实
施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属
于本发明保护的范围。

[0027] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式
也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包
括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0028] 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部
分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方
法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的
一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是
作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字
母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中
不需要对其进行进一步讨论。

[0029] 在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关
系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示
和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理
解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

[0030] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特
征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位
之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器
件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下
方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和
“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并
且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

[0031] 此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本
发明保护范围的限制。

[0032] 实施例1

[0033] 如图1所示，本发明提供了一种基于微流控的颗粒表面部分区域荧光标记装置，包括：平玻璃基底层和PDMS盖片层；PDMS盖片层与平玻璃基底层键合；PDMS盖片层上设置有流
体通道，流体通道中间位置开设有方形开口区域，流体通道宽度为D1，长度为D2，深度为D3；
方形开口区域为正方形开口，其开口的长度和宽度均为D6；荧光染料在流体通道内均匀分
布且未布满整个流体通道，方形开口区域用于实现细胞的荧光染色工作，使细胞表面部分
区域具有荧光标记，其余区域未被荧光标记。如图2所示，流体通道两端分别开设有相同大
小的圆形入口腔和圆形出口腔，圆形入口腔直径为D4；圆形出口腔直径为D5。

[0034] 荧光染料从方形开口区域的开口滴入；由于扩散原理和斯托克斯阻力的作用，荧光染料溶液以层流形式向通道两边流动，均匀的分布在整个流体通道的底部且未布满整个
流体通道，形成极浅的一层荧光液面，荧光染料溶液高度远低于细胞直径的大小，本实施例
中整个荧光染料溶液只有5um的高度。再用移液枪吸取单个细胞，将其从方形开口区域的开
口滴入到流体通道，细胞进入通道后与流体通道底部的荧光染料直接接触，因细胞高度大
于荧光染料溶液高度，细胞在流体通道内先处于一种漂浮的状态，后逐渐下沉，但由于表面
张力的存在，球体不会在通道内沉底。细胞部分区域处于荧光染料溶液内，其余区域裸露在
流体通道内，由此得到的细胞表面一部分被荧光标记，一部分未被荧光标记，即一种细胞具
有两种状态。

[0035] 实施例2

[0036] 在实施例1的基础上，本发明还提供了一种基于微流控的颗粒表面部分区域荧光标记方法，包括如下步骤：

[0037] 步骤S1：使用移液枪取少量荧光染料溶液，将其滴入到方形开口区域；

[0038] 步骤S2：缓慢推动移液枪，直至荧光染料均匀分布在整个流体通道的底部，形成极浅的一层荧光液面；

[0039] 步骤S3：制备细胞溶液；使用移液枪取包含一粒细胞的溶液，将其滴入到方形开口区域；并通过移液枪缓缓放置到流体通道内；

[0040] 步骤S4：静止一段时间，使颗粒的接触面被荧光染料标记，得到局部被荧光标记的细胞，可以后续用于细胞运动情况的观察。

[0041] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。