[發明專利]通過用電磁輻射改變真核細胞來選擇運輸通道中的真核細胞的設備和方法

在審

• 申請號: 201580050770.X
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN106796171A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: L·里埃吉奧斯;E·庫爾塔德;H·達瑪特;J·皮瑟;Q·瑟門;A·崔澤布爾
• 申請（專利權）人: 基因擴散公司
• 主分類號: G01N15/14
• 分類號: G01N15/14;C12N5/071
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 郭思宇

技術領域

本發明涉及使用電磁輻射體外選擇真核細胞，特別是但不限于精子，特別是動物精子的領域。

背景技術

精子是單倍體類型的真核細胞，其一般僅含有每個染色體的一個樣本，例如X或Y染色體，其運動性由鞭毛來保證。

在動物繁殖領域，迄今已經開發出不同的性別選擇溶液，使得能夠基于它們的X或Y染色體自動地選擇和分選精子，并且其基于流式血細胞計數。

一般來說，所有這些通過流式血細胞計數的性別選擇技術方案都是基于X精子含有比Y精子多大約4％的DNA的事實。因此，在這些性別選擇技術方案中：

(a)用熒光DNA插入(intercalant)(一般稱為熒光染料)來標記精子；假定含有較大量DNA的X精子比Y精子吸收更大量的熒光染料；

(b)將含有標記的精子的溶液注入運輸通道，并且如果必要的話，使其接受流體動力學聚焦，以便將它們排齊并使它們在這個運輸通道中流通；

(c)用適當的輻射激發標記的精子，使得它們通過熒光發射光輻射；

(d)檢測由熒光發射的光輻射的強度(熒光強度)，及

(e)根據這個檢測到的熒光強度自動地選擇每個X或Y精子。

第一種已知的分選方法(上面提到的步驟(e))在于使用壓電換能器對含有標記的精子的溶液進行振動，以形成微滴，盡可能最大程度地每個微滴僅含有一個精子，然后根據檢測到的熒光強度對每個液滴充電，最后在電場中使帶電的微滴相繼地通過，使得能夠將含有X精子的帶電液滴與包含Y精子的帶電液滴分離。

這種分選方法例如在以下國際專利申請中描述：WO2004/104178、WO2004/017041、WO2009/014643、WO2009/151624。

這種通過形成微滴的分選方法具有若干缺點。微滴形成步驟是精細的，并且難以確保一個微滴僅含有一個精子。微滴形成是分選率的限制因素。在這種方法中，精子經受相當大的機械應力，這會不可逆地并不可控制地損傷它們。

在國際專利申請WO2010/001254中，提出了另一種解決方案，其中使用激光束類型的電磁輻射來進行精子選擇，電磁輻射被選擇以使得基于檢測到的熒光強度選擇性地改變在運輸通道中被相繼運輸并被標記的精子。這種解決方案有利地使得能夠避免微滴形成所固有的缺點。然而，使用激光器的這種選擇解決方案具有其它缺點。用于選擇性地改變精子的電磁輻射的能量主要被精子運輸流體和電磁輻射所穿過的運輸通道的壁吸收，這通常導致必須使用高功率激光器來改變精子。然而，使用高功率激光器是選擇率的限制因素，因為激光器的切換時間隨著激光器的功率而增加。此外，激光器及其聚焦光學器件相對于運輸通道的對準是精細且高度靈敏的，并且最輕微的光學未對準都可能顯著損害激光器的有效性。據申請人所知，這種技術解決方案目前尚未在商業上使用。

也已經提出了使用電磁輻射的分選解決方案，使得能夠根據檢測到的熒光強度選擇性地偏移運輸通道中被標記和排齊的精子的軌跡，這使得能夠基于它們的X或Y染色體自動導向精子，而不改變精子并且不必形成微滴。這種類型的解決方案需要實施高功率電磁輻射，以選擇性地修改精子的軌跡，并且可以僅以精子的非常低的運輸速度和非常緩慢的分選節奏來實施。據申請人所知，這種技術解決方案目前尚未在商業上使用，并且這種類型的解決方案的技術可行性仍有待證明。

上面提到的技術解決方案也可以用于任何其它已知類型的真核細胞的體外選擇。

目前，需要找到一種用于選擇真核細胞特別是哺乳動物精子，特別是動物精子的有效的并且緩解現有技術的上面提到的缺點的技術解決方案。

發明內容

本發明旨在提出一種用于選擇真核細胞的新技術解決方案，其特別地抵消現有技術的上面提到的缺點。

因此，本發明的第一個目的是使得能夠選擇真核細胞(特別是精子)的設備，所述設備包括運輸通道，含有所述真核細胞的溶液可以在其中流通；通向所述運輸通道的第一貫通通路；電磁輻射源，其耦合到第一光纖的第一端，第一光纖的另一個發射端插入到所述第一貫通通路中，而不突出到運輸通道中。該設備還包括電子控制裝置，其使得能夠自動地控制所述電磁輻射源，以便通過由電磁輻射源發射的交變電磁輻射選擇性地改變在運輸通道中流通的真核細胞。