[發明專利]一種單細胞全自動連續捕獲與收集裝置及方法

有效

• 申請號: 201710109395.2
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106769338B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 王琪;宋永欣;周侗
• 申請（專利權）人: 大連海事大學;大連醫科大學附屬第二醫院
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 王丹;李洪福

1.一種單細胞全自動連續捕獲與收集裝置，其包括玻璃底片、PDMS微流控芯片、電磁鐵和永磁鐵偶件、信號放大電路以及信號采集控制系統，所述PDMS微流控芯片凹刻有微通道的一側與所述玻璃底片封裝為一體，以形成供樣品流通的微通道，其特征在于，所述微通道包括：

位于微流控芯片中心位置、一端設置有進樣孔且另一端封閉的主通道；

所述主通道兩側向主通道外側方向均勻凹刻有N個與主通道連通的細胞捕獲孔，N≥2；

任意所述細胞捕獲孔上方沿垂直于所述主通道方向均延伸有一定長度的細胞檢測門通道，且所述細胞檢測門通道末端連接細胞捕獲通道；

所述細胞捕獲通道末端設置有細胞收集孔，且所述細胞收集孔連有溢流槽；

同時所述電磁鐵安裝于玻璃底片下方；所述永磁鐵安裝在PDMS微流控芯片正上方；

所述主通道進樣孔和所有細胞收集孔內均插有鉑電極，任意所述細胞收集孔內的鉑電極通過一參考電阻與直流電源的負極連接，所述主通道進樣孔內的鉑電極與上述直流電源的正極連接；

所述參考電阻的兩端均通過導線與所述信號放大電路的輸入端連接，所述信號放大電路的輸出端與所述信號采集控制系統連接；

所述細胞捕獲孔包括兩個直徑長度為待捕獲目標細胞直徑長度的半圓區域以及一個與檢測門通道等寬的矩形區域；

待捕獲目標細胞直徑與細胞檢測門通道的寬度的差值等于待捕獲目標細胞直徑的10％，且細胞檢測門通道的長度等于待捕獲目標細胞直徑；

所述捕獲通道下端兩側向中心方向漸縮直至其寬度與細胞檢測門通道相同，并與細胞檢測門通道相連接；

所述電磁鐵的安裝于所有細胞捕獲通道漸縮的起始位置所對應的玻璃底片下方，所述永磁鐵安裝在細胞檢測門通道位置所對應的PDMS芯片正上方。

2.一種根據權利要求1所述的單細胞全自動連續捕獲與收集裝置進行細胞捕獲與收集的方法，其特征在于，包括如下步驟：

樣品滴加：首先向所述主通道進樣孔中滴加一定量的PBS緩沖液，再向各細胞收集孔內滴加等量PBS緩沖液，接通電磁鐵電源，然后將一定量的樣品細胞滴入到所述主通道進樣孔中；

樣品輸運：接通所述直流電源，使得所述主通道進樣孔中的樣品在壓力作用下流向各個細胞捕獲孔；

細胞捕獲：當有細胞進入細胞捕獲孔時，由于電磁鐵和永磁鐵偶件的配合作用，細胞會卡在檢測門通道入口，主通道進樣孔內鉑電極與相應的細胞采集孔內鉑電極之間的參考電阻兩端產生一個脈沖信號，該脈沖信號被信號采集控制系統檢測到，并在顯示器上顯示相應通道有細胞被捕獲，當信號采集控制系統顯示所有細胞捕獲孔內都有細胞時，系統向開關繼電器發送電磁鐵斷電信號，電磁鐵與永磁鐵偶件分離，各細胞檢測門通道釋放細胞進入到相應的細胞收集孔內；

細胞收集：系統延時一定時間后，電磁鐵繼續通電，阻斷細胞捕獲通道與主通道的連通，此時可以使用移液器從各個細胞采集孔中取出單個細胞進一步處理。

3.根據權利要求2所述的細胞捕獲與收集方法，其特征在于：在細胞捕獲與收集過程中，當電磁鐵處于通電狀態時，其與永磁鐵配合使得檢測門通道高度小于待捕獲目標細胞的直徑。