[發明專利]電融合微電極和使用其操縱細胞和/或細胞組分的方法

無效

• 申請號: 200680048161.1
• 申請日: 2006-11-14
• 公開（公告）號: CN101506346A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: G·D·帕萊爾莫
• 申請（專利權）人: 康乃爾研究基金會有限公司
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 周 鐵;韋欣華

[0001]本申請要求2005年12月22日提交的申請序列號為No.11/315,475的美國專利申請的優先權，其在此全部引入作為參考。

發明領域

[0002]本發明涉及一種電融合微電極(electrofusion?microelectrode)和使用其操縱(manipulate)細胞和/或細胞組分(cellular?components)的方法。

發明背景

[0003]細胞的電融合和電穿孔包括對細胞施加電流。在許多情況下，希望在施加直流電之前對細胞進行排列。細胞的排列可以通過吸取或真空抽吸人工實施。細胞的排列還可以通過施加交流電進行。但是，當通過施加交流電進行排列時，細胞的存活率顯著降低。所以，希望有一種具備人工排列細胞和傳遞直流電雙重功能的工具。

[0004]細胞融合(cell?fusion)的過程包括可以通過施加一個或多個直流(DC)脈沖誘導的細胞膜的局部可逆滲透。眾所周知，當電融合細胞時，在給予DC脈沖之前為細胞排列施加介電泳(dielectrophoretic)交流電(AC)，會極大地提高細胞融合的速率。與介質的體積以及兩個電極之間的距離有關，AC的使用對于細胞的排列和定位是必要的。然而，也已知曉AC對細胞是有害的，并且高電壓和/或長的時間段甚至會導致細胞溶解(lysis)。而且，小室的典型構造設計成能使大量的細胞在同一時間融合。由于需要大體積的介質，特殊的低電導率溶液是必需的，其所含的抗氧化成分也會傷害細胞，或者在卵母細胞這種特殊情況下，甚至會誘導細胞激活。為了避免同時使用抗氧化劑和AC，針對現有小室的一個可替代方法是在解剖顯微鏡下人工完成單個細胞的排列。

[0005]總之，對于常規電融合方法的要求，可以將缺點概括為：i)需要顯然不是生理性的并且會削弱細胞的生存能力的非電解質溶液；ii)由于大的電極間距，AC脈沖的通過會導致熱傷害并隨后引起細胞窘迫(cell?distress)；iii)單個細胞排列耗費時間；和iv)由于反復使用，電小室可能會成為病原污染的來源。

[0006]本發明是為了克服本領域中的這些和其它不足。

發明概述

[0007]本發明一方面涉及一種由具有第一近端和第二遠端的管制成的電融合微電極。所述管在其外表面上具有從管的第一近端連續延伸到管的第二遠端的導電涂層。

[0008]本發明另一方面涉及一種電融合微電極裝置，其包含如上所述的電融合微電極和能夠在所述管的第二遠端接納電融合微電極的固定工具(holding?tool)。

[0009]本發明的還一方面涉及含有兩個或更多個如上所述的電融合微電極裝置的系統。

[0010]本發明再另一方面涉及一種操縱細胞和/或細胞組分的方法。該方法包括將細胞和/或細胞組分與如上所述的電融合微電極的管的第一近端接觸。這種接觸在有效操縱細胞和/或細胞組分的條件下進行。

[0011]本發明的還另一方面涉及一種操縱細胞和/或細胞組分的方法。該方法包括將細胞和/或細胞組分與兩個或更多個如上所述的電融合微電極接觸。在有效操縱細胞和/或細胞組分的條件下，在每一個微電極管的第一近端進行對細胞和/或細胞組分的接觸。

[0012]本發明提供了具備人工排列細胞和向細胞傳遞直流電雙重功能的工具。

[0013]哺乳動物的細胞核移植用于少數細胞，尤其是處理人類卵母細胞時。所以，獲得允許單個細胞排列的工具是理想的。在微操縱控制下，單獨的微電極的使用使得能夠精確定位將要融合的細胞的期望位置，并且由于電極-細胞的直接接觸，可避免使用交流電，以及使用小量的介質。交流電的省去和所需的小體積，使得能夠采用可以用油覆蓋的常規培養介質。此外，直接的細胞接觸甚至會減少將要使用的直流電量，降低對細胞熱傷害的可能性。最后，這種微電極低廉的價格使其可以一次性使用，從而杜絕了污染的可能性。

附圖簡述

[0014]圖1A-B是本發明的電融合微電極的兩個不同的實施方案的平面圖。圖1A-B的電融合微電極由具有第一近端和一個第二遠端的管制成，所述管在外表面上具有從管的第一近端連續延伸到管的第二遠端的導電涂層。在圖1A中，微電極管具有固定吸量管結構，其中第一近端是直的。在圖1B中，微電極管具有固定吸量管結構，其中第一近端是彎曲的。圖1C是圖1A的電融合微電極的剖視圖，示出了導電涂層怎樣環繞微電極管沿圓周延伸。