[實用新型]單細胞定位微孔膜和單細胞自動化獲取裝置

有效

• 申請號: 201521103903.9
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN205368351U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 閻灼輝
• 申請（專利權）人: 蘇州浚惠生物科技有限公司
• 主分類號: C12M1/12
• 分類號: C12M1/12;C12M1/00;B01D69/02;B01D71/02
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 張佩璇

技術領域

本實用新型屬于稀有細胞檢測領域，具體涉及一種從細胞懸液中獲取單個細胞的微孔膜，還涉及一種單細胞自動化獲取裝置。

背景技術

單細胞分析已成為生物醫學研究的熱點領域，它能夠揭示異質性較大細胞群體的分子特征，特別是一些數量極其稀少，卻具有重要生物學功能或臨床檢測意義的細胞，如人外周血中的循環腫瘤細胞、循環內皮細胞、被病毒感染的細胞，孕婦外周血中來自胎兒的有核紅細胞，以及少量實體腫瘤樣本中的腫瘤干細胞等，對其的捕獲和檢測分析意義就更為重大了。但是如何可靠獲取單個細胞進行分析，尤其針對數目極少的稀有細胞，無疑是目前技術上的瓶頸。

這些稀有細胞在進一步分析之前往往需要加以富集，但即使在富集之后，這些稀有細胞的數目仍然極少且存在一定量其他的干擾細胞，需要一種可靠且自動化程度較高方法能夠將這些珍貴的細胞一一取出并進行分析。

對單個細胞的操縱是屬于對單細胞分析前的樣本準備過程，要求將目標細胞從背景樣本中分離出來然后運送至指定位置或處于指定環境中以便于下一步的單細胞分析。一個典型的應用場景是經過富集的循環腫瘤細胞樣本中含有80個循環腫瘤細胞，500個白細胞，其中循環腫瘤細胞與白細胞可以通過針對細胞膜表面蛋白的免疫熒光染色來區分，為了從單細胞尺度上研究循環腫瘤細胞的分子特征，需要將80個循環腫瘤細胞一一取出并分別進行細胞裂解、基因組擴增以及靶基因的測序。

目前已有多種單細胞操縱的方法，常見的是通過顯微操作儀、激光顯微切割或光鑷來獲取靶細胞，能夠對少量細胞樣本進行處理，但自動化程度低、操作時間長，需要訓練有素的操作人員且操作過程中細胞存在一定的損失率。流式細胞儀是另一種常見的細胞分選設備，能夠將細胞逐個分到比如96孔板中的各個孔內，但這一技術的不足之處是其無法處理較少數目的細胞，難以對只含有幾百甚至幾十個細胞的樣本進行可靠的分選。

微流控芯片是一種操控微量液體流動的芯片技術，非常適用于微量液體生物樣本、少量細胞的操作與分析，且易于自動化并能夠實現多項功能或模塊的整合。比如Fluidigm公司的C1^TM單細胞自動前處理系統(Single-CellAutoPrepSystem)，通過微流控芯片上設計精巧的幾何結構將單個細胞滯留在指定位置從而實現單細胞的捕獲。每塊芯片有96個捕獲單元，當單個細胞被捕獲后可以隨即進行芯片上的細胞裂解，核酸擴增等步驟，完成整個單細胞操縱與處理過程，所獲得的來自單細胞的核酸可轉移至該公司的另一款設備進行分析以實現單細胞的基因分析。但是，這一系統仍然不太適合極少數目細胞的操縱，原因在于其操縱準確率低，從而靶細胞損失率較高，且無法處理混有除靶細胞以外其他細胞的樣本，同時用于分選單個細胞的微流控芯片價格昂貴。另一種對單個細胞進行操縱的方式是在芯片外施加不均一的電場，從而將不同細胞移動至特定位置，比如SiliconBiosystems公司的DEPArray^TM系統可以操縱可移動的介電泳阱從細胞群體取出特定的單個細胞，雖然操縱準確，細胞損失率低，但其操作時間較長，通量很低，且該系統價格極其昂貴，難以裝備一般實驗室，更加無法應用于臨床，普及性差。

綜述所述，現有技術中用于單細胞操縱裝置的優缺點匯總于表1。

表1

實用新型內容

本實用新型提供了一種從細胞懸液中獲取單個細胞的微孔膜，用以解決傳統稀有細胞檢測中的單細胞提取準確度低，損失率高，周期長的問題。

本實用新型還提供了一種單細胞自動化獲取裝置，用以解決目前獲取裝置自動化程度低或設備成本過高，不利于普及的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：所述單細胞定位微孔膜，包括開設有若干通孔的多孔膜和覆蓋所述通孔的濾膜，所述通孔內濾膜上設有至少一個微孔，所述微孔直徑為3-8μm，優選5μm，所述濾膜的厚度為0.5-2μm，優選1μm。5微米的孔徑小于絕大部分的稀有細胞，如血液中的循環腫瘤細胞、循環內皮細胞，孕婦血液中的胎兒有核紅細胞，以及胸腔積液、腦脊液等體液中的游離腫瘤細胞，因此5微米的微孔可以截留細胞懸液中以上這些稀有細胞，另外0.5-2μm厚度的濾膜一方面可以保證成功截留，另一方面在定位回收時可以較容易戳破。

優選的是，所述多孔膜的材質為硅，所述濾膜的材質為氮化硅。氮化硅材質較脆，既能保證細胞的承載，又容易被利器打破。