本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種去除細(xì)胞懸浮液中低溫保護(hù)劑、清除細(xì)胞毒素或分離血漿的裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

利用低溫冷凍保存細(xì)胞是一種常見(jiàn)的方法，尤其對(duì)保存珍貴的細(xì)胞具有重大的意義。為減少冷凍過(guò)程中對(duì)細(xì)胞造成的低溫?fù)p傷，常需要在保存的細(xì)胞懸浮液中加入一定濃度的低溫保護(hù)劑。但低溫保護(hù)劑的負(fù)效應(yīng)(滲透壓損傷和細(xì)胞毒性)，會(huì)對(duì)臨床治療以及基礎(chǔ)研究的結(jié)果造成影響。因此，去除復(fù)溫后細(xì)胞懸浮液中的低溫保護(hù)劑非常重要?，F(xiàn)有的去除低溫保護(hù)劑的方法(比如傳統(tǒng)的一步或多步離心法、透析法和分離-過(guò)濾法)主要用于大體積樣品的清除，但是不適合處理少量樣品。近年來(lái)，微流控技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于處理小體積的生物樣品，而且已有研究者利用此技術(shù)研究低溫保護(hù)劑的添加過(guò)程，但是清除過(guò)程仍需進(jìn)一步探索。

相比于添加低溫保護(hù)劑的過(guò)程，清除過(guò)程更加容易導(dǎo)致細(xì)胞的損傷由于膜內(nèi)外滲透壓的變化。為了減少低溫保護(hù)劑的清除過(guò)程中細(xì)胞損傷，基于擴(kuò)散原理和膜透析法的微裝置已經(jīng)被建立，但是這些裝置的清除效率不高，且細(xì)胞回收較低。除此之外，基于“稀釋-分離”方法的宏觀循環(huán)系統(tǒng)也已被用于研究去除的過(guò)程，此方法利用過(guò)濾作用理論上可以實(shí)現(xiàn)高效地去除低溫保護(hù)劑，這種閉合的系統(tǒng)可減少去除過(guò)程中細(xì)胞污染，但是細(xì)胞會(huì)受到連續(xù)的疲勞損傷，進(jìn)而造成細(xì)胞損失過(guò)大。同時(shí)，此宏觀系統(tǒng)適合大體積細(xì)胞懸浮液中低溫保護(hù)劑的去除，并不能用于臨床和基礎(chǔ)研究中的小體積樣本(干細(xì)胞懸液、精子/卵子細(xì)胞懸液等)，便利性較差，需要向微型化方向發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于稀釋-過(guò)濾法連續(xù)性去除細(xì)胞懸浮液中低溫保護(hù)劑的微裝置及方法，本發(fā)明提供的微裝置能夠安全高效地去除低溫保護(hù)劑，減少細(xì)胞的機(jī)械損傷和滲透壓損傷，提高清除率和細(xì)胞的存活率，該裝置還可以用于清除細(xì)胞毒素或分離血漿。

本發(fā)明提供了一種去除細(xì)胞低溫保護(hù)劑的微裝置，所述微裝置包括：

帶有第一通道的上層芯片，所述第一通道的深度小于上層芯片的厚度，所述第一通道位于上層芯片的下表面；

所述上層芯片包括一個(gè)稀釋液產(chǎn)生區(qū)、一個(gè)過(guò)濾液收集區(qū)和四個(gè)過(guò)濾單元，其中所述稀釋液產(chǎn)生區(qū)設(shè)置有四個(gè)混合器和四個(gè)稀釋點(diǎn)；

帶有第二通道的下層芯片，所述第二通道的深度小于下層芯片的厚度，所述第二通道位于下層芯片的上表面；

所述下層芯片包括一個(gè)稀釋-過(guò)濾執(zhí)行區(qū)和四個(gè)稀釋點(diǎn)，其中所述稀釋-過(guò)濾執(zhí)行區(qū)設(shè)置有四個(gè)混合器和四個(gè)過(guò)濾單元；所述上層芯片和下層芯片從上到下依次排列；

設(shè)置在所述上、下層芯片過(guò)濾單元間的多孔膜一面覆蓋所述上層芯片的過(guò)濾單元，另一面覆蓋所述下層芯片的過(guò)濾單元；

所述上層芯片的入口和出口與下層芯片的入口和出口相互之間獨(dú)立。

優(yōu)選的，所述上層芯片和下層芯片的材質(zhì)獨(dú)立地選自有機(jī)玻璃或者聚二甲基硅氧烷。

優(yōu)選的，所述上層芯片和下層芯片的面積獨(dú)立地在145平方厘米～300平方厘米的范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，所述上層芯片和下層芯片的厚度獨(dú)立地在5毫米～10毫米的范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，所述第一通道和第二通道的設(shè)計(jì)方式獨(dú)立地選自級(jí)聯(lián)式網(wǎng)絡(luò)。

所述上、下層芯片混合點(diǎn)與所述第一通道和第二通道的方向垂直。

優(yōu)選的，所述第一通道和第二通道的形狀獨(dú)立地為矩形凹槽，所述凹槽的深度可變，寬度可變，裝置尺寸可變。

優(yōu)選的，所述第一通道和第二通道上的所述混合器獨(dú)立地為改進(jìn)的特斯拉混合器。

優(yōu)選的，所述過(guò)濾單元的形狀獨(dú)立地選自中心有四個(gè)微型柱的矩形凹槽，所述微型柱支撐多孔膜，所述凹槽的寬度大于凹槽的深度，微型柱的深度與凹槽的深度相同。

優(yōu)選的，所述多孔膜選自聚偏氟乙烯的微孔過(guò)濾膜。

優(yōu)選的，所述去除過(guò)程是有限的級(jí)數(shù)。

本發(fā)明提供的用于分離的微裝置可以用于去除細(xì)胞低溫保護(hù)劑、清除細(xì)胞毒素或分離血漿。

以去除低溫保護(hù)劑為例，在本發(fā)明提供地利用稀釋-過(guò)濾去除低溫保護(hù)劑的方法中，所述上層芯片的稀釋液產(chǎn)生區(qū)中形成變化濃度的稀釋溶液，與所述下層芯片的細(xì)胞懸浮液在所述下層芯片的混合器中實(shí)現(xiàn)物質(zhì)跨膜傳輸，進(jìn)而使細(xì)胞內(nèi)的低溫保護(hù)劑擴(kuò)散到細(xì)胞外，之后通過(guò)覆蓋在所述過(guò)濾執(zhí)行單元的多孔膜的過(guò)濾作用實(shí)現(xiàn)高效地去除低溫保護(hù)劑的目的。在多級(jí)去除低溫保護(hù)劑的過(guò)程中，稀釋液和細(xì)胞懸浮液之間的滲透壓逐級(jí)變化，有效地降低了細(xì)胞的機(jī)械損傷和滲透壓損傷，提高了細(xì)胞的回收率。此外，使這種去除細(xì)胞懸浮液中低溫保護(hù)劑工作平臺(tái)還具有清除細(xì)胞毒素、細(xì)胞稀釋和濃縮等多種功能，具有較好的便利性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中提供的微裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中A為上板，B為下板，C為多孔膜，即過(guò)濾膜；1為第一通道低滲稀釋溶液的入口，2為第一通道高滲稀釋溶液的入口，3為位于第一通道細(xì)胞懸浮液的入口，4為第一通道細(xì)胞懸浮液的出口，5為第一通道過(guò)濾液的出口，6為第二通道細(xì)胞懸浮液的入口(與3重合)，7為細(xì)胞懸浮液的出口(與4重合)；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中提供的微裝置中上層芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中提供的微裝置中下層芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中提供的微裝置中過(guò)濾單元的結(jié)構(gòu)示意圖，其中D是過(guò)濾單元的放大圖，E是其主視剖面圖并且F是其左視剖面圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中提供的微裝置中上層芯片各區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中G是上板稀釋液產(chǎn)生區(qū)的示意圖(包括a是混合器，b是稀釋點(diǎn))，c是過(guò)濾單元，H是上板過(guò)濾液收集區(qū)。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中提供的微裝置中下層芯片各區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中d是下板的混合器，b是下板稀釋點(diǎn)，c是下板的過(guò)濾單元，分別與所述上板的b和c完全重合。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，以去除細(xì)胞低溫保護(hù)劑為例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種去除細(xì)胞低溫保護(hù)劑的微裝置，包括：

帶有第一通道的上層芯片，所述第一通道的深度小于上層芯片的厚度，所述第一通道位于上層芯片的下表面；

帶有第二通道的下層芯片，所述第二通道的深度小于下層芯片的厚度，所述第二通道位于下層芯片的上表面；

所述上層芯片和下層芯片從上到下依次排列；

設(shè)置在所述上、下層芯片的過(guò)濾單元間的多孔膜一面覆蓋所述上層芯片的過(guò)濾單元，另一面覆蓋所述下層芯片的過(guò)濾單元；

所述上層芯片的入口和出口與下層芯片的入口和出口相互之間獨(dú)立。

本發(fā)明提供的微裝置包括帶有第一通道的上層芯片，所述第一通道的深度小于上層芯片的厚度，所述第一通道位于上層芯片的下表面。如圖1、圖2和圖3所示，圖1為本發(fā)明實(shí)施例中提供的工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例中提供的工作平臺(tái)中上層芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明實(shí)施例中提供的工作平臺(tái)中下層芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明對(duì)所述上層芯片的形狀沒(méi)有特殊的限制，滿足實(shí)際操作條件即可。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述上層芯片的形狀可以為方形或圓形；所述上層芯片的面積可以為145平方厘米～300平方厘米；所述上層芯片的厚度可以為5毫米～10毫米。本發(fā)明采用面積較小的上、下層芯片能夠降低去除低溫保護(hù)劑工作平臺(tái)的整體大小，使本發(fā)明提供的去除低溫保護(hù)劑的微裝置具有較好的便攜性。本發(fā)明的實(shí)施例中，所述上層芯片為方形，所述上層芯片的長(zhǎng)可以為14厘米～20厘米，寬可以為9厘米～15厘米?？赏ㄟ^(guò)改變通道深度調(diào)節(jié)芯片的尺寸。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述上層芯片的材質(zhì)可以為有機(jī)玻璃(PMMA)大小為160mm×90mm×6mm；在其他的實(shí)施例中，所述上層芯片的材質(zhì)可以為PDMS。本發(fā)明對(duì)所述有機(jī)玻璃和PDMS的種類(lèi)和來(lái)源沒(méi)有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的有機(jī)玻璃和PDMS即可，可由市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)獲得；如在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以采用蘇州汶顥芯片科技有限公司提供的有機(jī)玻璃。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖2和圖5所示，所述上層芯片的下表面帶有第一通道，所述第一通道的深度小于上層芯片的厚度；所述第一通道包括一個(gè)稀釋液產(chǎn)生區(qū)、四個(gè)過(guò)濾執(zhí)行單元和一個(gè)過(guò)濾液收集區(qū)，其中所述稀釋液產(chǎn)生區(qū)中設(shè)置有四個(gè)混合器和四個(gè)稀釋點(diǎn)。所述第一通道的稀釋液產(chǎn)生區(qū)按照級(jí)聯(lián)式網(wǎng)絡(luò)分布，第一級(jí)的低滲溶液形成兩股支流，其中一個(gè)支流與高滲溶液經(jīng)所述混合器混合后再形成兩個(gè)支干道稀釋液：一個(gè)支干道稀釋液與第二通道的細(xì)胞懸浮液混合，另一支干道稀釋液與第一級(jí)低滲溶液另一股流體分流后的其中一股流體經(jīng)混合器混合流入第二級(jí)。所述稀釋液產(chǎn)生區(qū)以此分布方式逐級(jí)地產(chǎn)生變化濃度的稀釋液。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖5和圖6所示，所述上、下層芯片的混合器均采用改進(jìn)的特斯拉混合器，其長(zhǎng)度均為70mm，深度為0.5㎜，相較于其他形式的混合器，如S-型混合器和正弦式混合器，改進(jìn)的特斯拉混合器能夠使流體更加快速地均勻的混合，確保低滲和高滲溶液能夠充分的混合，進(jìn)而能均勻的分配到稀釋液產(chǎn)生區(qū)下一級(jí)和細(xì)胞懸液中，最終獲得期望的稀釋溶液比，從而使本發(fā)明提供的工作平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)變化的稀釋液濃度。所述特斯拉混合器設(shè)計(jì)了特殊形狀的通道，每級(jí)一個(gè)，共四個(gè)，根據(jù)不同的實(shí)施目的可以改變混合器的類(lèi)型。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述上層的過(guò)濾單元與所述下層的過(guò)濾單元完全重合，其形狀是中心有四個(gè)獨(dú)立微型柱的矩形凹槽，尺寸為15mm×5mm×0.5mm，其中微型柱直徑是1mm，兩個(gè)柱的中心距離是2mm，微型柱的高度和凹槽的深度相同如圖4所示；所述上層芯片的過(guò)濾單元和過(guò)濾液收集區(qū)區(qū)獨(dú)立于上述通道的稀釋液產(chǎn)生區(qū)的級(jí)聯(lián)式通道，所述過(guò)濾單元的出口與所述上層芯片的過(guò)濾液收集區(qū)聯(lián)通，如圖5所示。所述上、下層芯片的過(guò)濾單元間會(huì)附上一層所述多孔膜，其尺寸略大于過(guò)濾單元的尺寸。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述第一通道的形狀為矩形凹槽，所述凹槽的寬度大于凹槽的深度。在本發(fā)明中，當(dāng)所述凹槽的寬度大于凹槽的深度時(shí)，會(huì)增強(qiáng)傳輸物質(zhì)流動(dòng)的對(duì)流效果，提高傳輸物質(zhì)的流動(dòng)速度；而且所述凹槽的寬度較大還能夠減少傳輸物質(zhì)流動(dòng)的阻力，從而減少傳輸物質(zhì)流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，使本發(fā)明提供的去除細(xì)胞懸浮液中低溫保護(hù)劑的工作平臺(tái)動(dòng)力損耗小。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述矩形凹槽通道的寬度可以為1mm，深度可以為0.5mm；在其他的實(shí)施例中，所述通道的寬度可以為0.3mm～1.8mm，深度可以為0.1mm～0.5mm。本發(fā)明采用尺寸較小通道能夠有利于自驅(qū)動(dòng)傳質(zhì)，利用膜內(nèi)外的壓力差作為驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)物質(zhì)進(jìn)行流動(dòng)，有利于細(xì)胞內(nèi)低溫保護(hù)劑的去除。

所述第二通道的深度小于下層芯片的厚度，所述第二通道位于下層芯片的上表面。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖6所示，所述第二通道包括稀釋-過(guò)濾執(zhí)行區(qū)(四個(gè)混合器；四個(gè)過(guò)濾單元)和四個(gè)稀釋點(diǎn)；所述縱向分布的混合器和過(guò)濾單元是為了減少通道占用空間。所述上層芯片產(chǎn)生的變化濃度的稀釋液將在所述下層芯片的稀釋點(diǎn)處與細(xì)胞懸浮液逐混合，隨后混合液流向所述下層芯片的混合器，所述混合器是改進(jìn)的特斯拉混合器，其長(zhǎng)度是90mm，深度是0.5mm，與所述過(guò)濾單元連通。

在本發(fā)明中，所述下層芯片的材質(zhì)種類(lèi)與上述技術(shù)方案所述的上層芯片的材質(zhì)種類(lèi)一致，在此不再贅述。在本發(fā)明中，所述下層芯片的尺寸與上述技術(shù)方案所述的上層芯片的尺寸一致，在此不再贅述；所述下層芯片的過(guò)濾單元和所述上層芯片的過(guò)濾單元尺寸和大小一致，在此不再贅述，且能夠完全重合。

本發(fā)明提供的微裝置包括設(shè)置在所述上、下層芯片的過(guò)濾單元間的多孔膜，所述下層芯片在所述上層芯片的下方。在本發(fā)明中，所述多孔膜至少四片，如圖1所示，其數(shù)量取決于過(guò)濾單元的數(shù)量，所述多孔膜的一面覆蓋所述上層芯片的過(guò)濾單元，另一面覆蓋所述下層芯片的過(guò)濾單元。在本發(fā)明中，所述第二通道中的細(xì)胞懸浮液與所述第一通道變化濃度的稀釋液在所述上、下層芯片的稀釋點(diǎn)處匯合，再進(jìn)入所述第二通道混合器，此過(guò)程中細(xì)胞中的高濃度低溫保護(hù)劑擴(kuò)散至細(xì)胞外溶液中，之后進(jìn)入所述過(guò)濾單元，并通過(guò)膜過(guò)濾去除細(xì)胞外大量的低溫保護(hù)劑，達(dá)到安全高效地去除低溫保護(hù)劑的效果。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述多孔膜可以為聚醚砜膜(PES)或者聚偏氟乙烯(PVDF)的過(guò)濾膜；其中聚偏氟乙烯的微孔濾膜，分疏水或親水性濾膜，具有系列的孔徑，機(jī)械強(qiáng)度與堅(jiān)韌度高，高耐磨性，高耐滲透性和耐PH值范圍廣，是良好氣體、有機(jī)液體過(guò)濾的微孔濾膜。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述多孔膜可以為親水性的PVDF膜，這種膜具有良好的親水性和通量，具有很好的溫度穩(wěn)定性能，并能夠保持良好的抗收縮性能，避免在濾器中發(fā)生膜的撕裂、流速的降低和整個(gè)過(guò)濾量的減少。其主要的用途可以清除大分子、細(xì)菌等物質(zhì)。

此種膜的孔徑一般為0.2微米、0.45微米、0.8微米、1.2微米和2.0微米等，同時(shí)也可以根據(jù)要求定制。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述多孔膜選擇0.8微米的孔徑；本發(fā)明對(duì)所述有親水性的聚偏氟乙烯的種類(lèi)和來(lái)源沒(méi)有特殊的限制，采用具有親水性的膜即可，可由市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)獲得；如在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以采用上海海寧市中立過(guò)濾設(shè)備有限公司提供的。

在本發(fā)明中，所述第一通道的入口和第二通道的入口是互相獨(dú)立的，所述第一通道中包括低滲稀釋液的入口和高滲稀釋液的入口，所述第二通道包括所述細(xì)胞懸浮液的入口，稀釋溶液分別從第一通道的高滲稀釋液通道入口和低滲稀釋溶液入口流入，混合后分流經(jīng)所述第一通道的稀釋點(diǎn)進(jìn)入所述第二通道的稀釋點(diǎn)，之后與第二通道的細(xì)胞懸浮液匯合，在下板混合器中完成溶質(zhì)跨膜傳輸，經(jīng)過(guò)濾執(zhí)行單元間的多孔膜實(shí)現(xiàn)去除的目的，在所述上層芯片的過(guò)濾液收集區(qū)實(shí)現(xiàn)過(guò)濾液的收集。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述稀釋點(diǎn)是第一通道變化濃度的稀釋液流入第二通道的連接點(diǎn)，流動(dòng)方向是垂直于所述第二通道的流動(dòng)方向，形成了對(duì)流，提高了流體的充分混合，以及確保細(xì)胞內(nèi)低溫保護(hù)劑充分地?cái)U(kuò)散到細(xì)胞外。所述第一通道的過(guò)濾單元和所述第二通道的過(guò)濾單元的位置是完全匹配的，并與混合器形成連續(xù)地稀釋-過(guò)濾，進(jìn)而增強(qiáng)了去除的效率。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖1所示，其中1為第一通道低滲稀釋溶液的入口，2為第一通道高滲稀釋溶液的入口；1和2處為通孔，通過(guò)這些通孔向第一通道的橫向通道內(nèi)分別注入低滲和高滲稀釋液，兩股流體混合后流入第一通道的特斯拉混合器中，隨后分成兩股流體，一股流經(jīng)所述第一通道的稀釋點(diǎn)進(jìn)入所述第二通道的稀釋點(diǎn)，與第二通道的細(xì)胞懸浮液匯合；另一股流體流入所述下一級(jí)的級(jí)聯(lián)式網(wǎng)絡(luò)通道。圖1所示，3為第二通道細(xì)胞懸浮液的入口(與所述下層芯片的非通孔6重合)，細(xì)胞懸浮液從3處流入，流經(jīng)所述第二通道的稀釋點(diǎn)，與所述第一通道的稀釋液匯合進(jìn)入所述混合器和過(guò)濾單元，在過(guò)濾單元處由于膜過(guò)濾作用產(chǎn)生部分過(guò)濾溶液，其流向所述上層芯片的過(guò)濾液收集區(qū)，并最終在出口5處(通孔)回收過(guò)濾液；由此同時(shí)，所述下層芯片的細(xì)胞懸浮液繼續(xù)流向下一級(jí)再次完成上述的過(guò)程，并最終在出口4(通孔，與所述下層芯片的非通孔7重合)流出去除細(xì)胞懸浮液中低溫保護(hù)劑的工作平臺(tái)。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述去除細(xì)胞低溫保護(hù)劑的微裝置的制備方法可以為：

將上層芯片、多孔膜和下層芯片從上到下依次排列，所述上層芯片的下表面設(shè)置有第一通道；所述下層芯片的上表面設(shè)置有第二通道，多孔膜覆蓋在過(guò)濾單元的上表面；

在本發(fā)明中，所述上層芯片、多孔膜、下層芯片、第一通道、過(guò)濾單元和第二通道與上述技術(shù)方案所述的上層芯片、多孔膜、下層芯片、第一通道、過(guò)濾單元和第二通道一致，在此不再贅述。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以通過(guò)螺絲釘將所述上層芯片和下層芯片緊固連接。

以下實(shí)施例均以去除低溫保護(hù)劑為例進(jìn)行描述。

實(shí)施例1

具有圖1所示的去除低溫保護(hù)劑的工作平臺(tái)，包括：

長(zhǎng)度為16.0cm、寬度為9.0cm的方形上、下層芯片，所述上層和下層芯片的材質(zhì)為有機(jī)玻璃；

設(shè)置在所述上層芯片下表面的第一通道。所述第一通道的稀釋液產(chǎn)生區(qū)按照級(jí)聯(lián)式網(wǎng)絡(luò)的方式流動(dòng)，低滲溶液和高滲溶液經(jīng)過(guò)混合器混合后在級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通道中形成變化濃度的稀釋液，之后分別流經(jīng)各級(jí)稀釋點(diǎn)進(jìn)入所述下層的第二通道，與第二通道中的細(xì)胞懸浮液匯合。所述第一通道的過(guò)濾單元是由相互獨(dú)立的四個(gè)微型柱組成的長(zhǎng)為12mm、深度為0.5mm的矩形凹槽，微型柱的直徑為1mm、深度為0.5mm，中心間隔是2毫米；其出口與所述過(guò)濾液收集區(qū)的通道連通，5處為過(guò)濾液收集區(qū)的出口，孔1、2、3、4和5在上層芯片均是通孔；所述第一通道是深度為0.5mm，寬度變化的凹槽；

設(shè)置在所述上、下層芯片過(guò)濾單元的多孔膜，所述多孔膜的孔徑為0.8μm，尺寸和所述過(guò)濾單元的尺寸一致，所述多孔膜的一面完全覆蓋所述第一通道的過(guò)濾單元，另一面完全覆蓋所述第二通道的過(guò)濾單元，所述上層芯片的過(guò)濾單元與所述下層芯片的過(guò)濾單元完全重合，利用過(guò)濾實(shí)現(xiàn)快速高效地去除低溫保護(hù)劑的目的；

設(shè)置在所述下層芯片上表面的第二通道，所述第二通道包括細(xì)胞懸浮液主干道，細(xì)胞懸浮液在稀釋點(diǎn)處與所述上層芯片的稀釋液混合，流入混合器，之后流入過(guò)濾單元，所述過(guò)濾單元和所述第一通道過(guò)濾單元的尺寸、深度和形狀一致；細(xì)胞懸浮液從所述上層芯片入口3(通孔，與所述下層芯片的非通孔6重合)流入，在所述稀釋點(diǎn)與所述上層芯片的稀釋液匯合，并最終在非通孔7(與所述上層芯片的通孔4重合)流出微裝置；所述第二通道為寬度1mm、深度為0.5mm的凹槽；

所述上層芯片和下層芯片通過(guò)螺絲釘緊固。

實(shí)施例2

采用實(shí)施例1提供的一種去除細(xì)胞低溫保護(hù)劑的微裝置進(jìn)行甘油的去除，具體過(guò)程為：

收集紅細(xì)胞，將紅細(xì)胞懸浮液與質(zhì)量濃度為57％w/v的復(fù)方甘油溶液按體積比1:2逐滴滴入紅細(xì)胞懸浮液中，快速地混合均勻，得到含有40％w/v甘油的細(xì)胞懸浮液，其壓積比為6±5％～35±5％；實(shí)驗(yàn)中使用的條件為：甘油濃度10％～40％；壓積比3％～24％；多孔膜的孔徑0.45μm、0.8μm和1.2μm；

將所述細(xì)胞懸浮液從實(shí)施例1提供的去除細(xì)胞懸浮液中低溫保護(hù)劑工作平臺(tái)的所述第二通道入口3處灌入，細(xì)胞懸浮液沿著第二通道逐次流入四級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)；

將去離子水溶液從所述第一通道的橫向低滲通道入口1處泵入，同時(shí)將質(zhì)量濃度為20％的NaCl溶液從所述第一通道的高滲通道入口2處泵入，去離子水和NaCl溶液到達(dá)混合器時(shí)匯合，實(shí)現(xiàn)均勻的混合，并沿著稀釋液產(chǎn)生區(qū)級(jí)聯(lián)式通道流動(dòng)，和形成變化濃度的稀釋溶液，并最終流入所述第二通道的稀釋點(diǎn)處，與細(xì)胞懸浮液匯合；變化濃度的稀釋液減少細(xì)胞的機(jī)械損傷，確保細(xì)胞體積在安全的范圍內(nèi)變化，為細(xì)胞存活和低溫保護(hù)劑的去除提供了安全的微環(huán)境；

流至橫向通道的末端4處的細(xì)胞懸浮液和5處的過(guò)濾液溶液通過(guò)醫(yī)用橡膠軟管經(jīng)過(guò)通孔4和通孔5流出去除低溫保護(hù)劑的工作平臺(tái)。

將細(xì)胞懸浮液在本發(fā)明實(shí)施例1提供的去除低溫保護(hù)劑工作平臺(tái)中運(yùn)行穩(wěn)定后，在出口4處用EP管取出樣品，用全自動(dòng)生化分析儀分析血紅蛋白和甘油的濃度，分別測(cè)試紅細(xì)胞的存活率和去除甘油的效率；測(cè)試結(jié)果為，采用本發(fā)明實(shí)施例1提供的去除低溫保護(hù)劑的微裝置進(jìn)行細(xì)胞懸浮液中低溫保護(hù)劑的去除，細(xì)胞存活率為95％以上和去除甘油的效率為90％以上。

由以上實(shí)施例可知，本發(fā)明提供了一種去除細(xì)胞低溫保護(hù)劑的微裝置，包括：帶有第一通道的上層芯片，所述第一通道的深度小于上層芯片的厚度，所述第一通道位于上層芯片的下表面，包括一個(gè)稀釋液產(chǎn)生區(qū)、一個(gè)過(guò)濾液收集區(qū)和四個(gè)過(guò)濾單元，其中所述稀釋液產(chǎn)生區(qū)中設(shè)置有四個(gè)混合器和四個(gè)稀釋點(diǎn)；帶有第二通道的下層芯片，所述第二通道的深度小于上層芯片的厚度，所述第二通道位于下層芯片的上表面，包括一個(gè)稀釋-過(guò)濾執(zhí)行單元和四個(gè)稀釋點(diǎn)，所述稀釋-過(guò)濾執(zhí)行區(qū)設(shè)置有四個(gè)混合器和四個(gè)過(guò)濾單元；設(shè)置在所述上層芯片的四個(gè)過(guò)濾單元和下層芯片的四個(gè)過(guò)濾單元之間的多孔膜。所述混合器，可以使得流體更加快速地均勻的混合，確保流體能夠充分混合，同時(shí)使得細(xì)胞內(nèi)的低溫保護(hù)劑擴(kuò)散到細(xì)胞外；最后通過(guò)所述過(guò)濾單元的多孔膜使細(xì)胞外含有低溫保護(hù)劑的溶液流入所述過(guò)濾液收集區(qū)；從而確保本發(fā)明提供的微裝置可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高效、和安全地清除低溫保護(hù)劑。

本發(fā)明提供的一種去除細(xì)胞低溫保護(hù)劑的微裝置，在所述第一通道的上層芯片中通過(guò)稀釋液產(chǎn)生區(qū)形成變化濃度的稀釋液，之后和所述第二通道細(xì)胞懸浮液混合，經(jīng)過(guò)所述過(guò)濾執(zhí)行單元實(shí)現(xiàn)高效安全地去除低溫保護(hù)劑的目的，采用這種逐級(jí)變化濃度的稀釋液洗滌細(xì)胞懸浮液能夠更有效地去除低溫保護(hù)劑，減少細(xì)胞的機(jī)械損傷和滲透壓損傷，提高細(xì)胞的存活率和回收率。使這種去除細(xì)胞低溫保護(hù)劑的微裝置也具有去除細(xì)胞毒素和分離血漿等多種功能，具有較好的便利性。