[發(fā)明專利]一種細胞裂解系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710175299.8
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN107090403B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉雄英;王越;成一諾;王志遠;徐文曉
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/33;C12M1/00;B01L3/00;C12N1/06
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王慶龍

本發(fā)明實施例公開一種細胞裂解系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)包括：微流控芯片、驅(qū)動模塊、控制模塊、和電源模塊；微流控芯片包括基片層和柔性聚合物膜層，柔性聚合物膜層與基片層鍵合連接，基片層上設(shè)置有溝道，溝道上設(shè)置有樣品入口和裂解細胞出口，樣品入口和裂解細胞出口之間設(shè)置有細胞裂解區(qū)；柔性聚合物膜層上設(shè)置有與樣品入口和裂解細胞出口對應(yīng)通孔；驅(qū)動模塊包括入口控制閥、出口控制閥和帶有擠壓裝置的驅(qū)動機構(gòu)，其中，驅(qū)動機構(gòu)帶動擠壓裝置在柔性聚合物膜層上細胞裂解區(qū)對應(yīng)的位置處進行運動和擠壓；控制模塊與驅(qū)動模塊連接，電源模塊與控制模塊和驅(qū)動模塊分別連接。所述方法為上述系統(tǒng)的使用方法。本發(fā)明實施例提高了細胞裂解系統(tǒng)的小型化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及生物樣本預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種細胞裂解系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

細胞內(nèi)的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸等，由于含有生物體的遺傳和疾病等信息而在醫(yī)學(xué)臨床診斷、生命科學(xué)探索等研究中不可或缺。然而，細胞內(nèi)物質(zhì)與周圍環(huán)境被細胞膜(和細胞壁)隔開，這成為了阻礙胞內(nèi)物質(zhì)檢測的主要因素。細胞裂解，即通過破壞細胞膜(和細胞壁)從而使細胞內(nèi)物質(zhì)暴露于外部環(huán)境中，是獲取胞內(nèi)物質(zhì)的重要方法。細胞內(nèi)物質(zhì)是復(fù)雜的混合物，必須分離提純出生物大分子以便于進行生化反應(yīng)和生化分析，細胞裂解的效果會直接影響到后續(xù)檢測。

現(xiàn)有技術(shù)中，細胞裂解有多種方法，包括：化學(xué)裂解、機械裂解、電裂解、光學(xué)裂解和熱裂解等等。而不同生物或同一生物的不同組織細胞差異很大，其裂解的難易程度也不同，使用的方法也不盡相同。化學(xué)裂解法是最常用和最普遍的方法，其優(yōu)點是易于實施，只需要將裂解液與樣品進行混合攪拌，就可以使細胞裂解。然而，裂解液中的部分化學(xué)物質(zhì)可能會導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，也會在樣品中引入新雜質(zhì)，從而需要進一步的分離步驟以消除裂解液帶來的影響，這極大的提高了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。除化學(xué)裂解之外，其他方法一般需要體積較大或?qū)ｉT的儀器對細胞進行裂解，很難與后續(xù)分析儀器相結(jié)合。例如：近來微流控技術(shù)的發(fā)展使得細胞裂解裝置可以集成至一個芯片上，同時微流控芯片也可以提供一個相對封閉的環(huán)境以避免外部環(huán)境對細胞樣品的污染。但是，細胞裂解芯片多利用尖銳的微機械結(jié)構(gòu)和狹窄溝道內(nèi)的摩擦力將芯片內(nèi)的細胞裂解，而破碎的細胞上脫落的細胞碎片很容易堵塞微流控芯片內(nèi)的微結(jié)構(gòu)。另外，現(xiàn)有的細胞裂解芯片都需要外接注射泵、蠕動泵、真空泵等流體驅(qū)動源，這導(dǎo)致細胞裂解裝置的體積通常比較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。

因此，如何提出一種方案，能夠提高細胞裂解裝置的小型化，成為亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明實施例提供一種細胞裂解系統(tǒng)和方法。

一方面，本發(fā)明實施例提出一種細胞裂解系統(tǒng)，包括：

微流控芯片、驅(qū)動模塊、控制模塊、和電源模塊；

所述微流控芯片包括基片層和柔性聚合物膜層，所述柔性聚合物膜層與所述基片層鍵合連接，所述基片層上設(shè)置有溝道，所述溝道的兩端設(shè)置有樣品入口和裂解細胞出口，所述樣品入口和所述裂解細胞出口之間設(shè)置有細胞裂解區(qū)；

所述柔性聚合物膜層上在所述樣品入口和所述裂解細胞出口對應(yīng)的位置處設(shè)置有通孔，用于液體從所述通孔流入或流出所述細胞裂解區(qū)；

所述驅(qū)動模塊包括入口控制閥、出口控制閥和帶有擠壓裝置的驅(qū)動機構(gòu)，其中，所述驅(qū)動機構(gòu)帶動所述擠壓裝置在所述柔性聚合物膜層上所述細胞裂解區(qū)對應(yīng)的位置處進行運動和擠壓；

所述控制模塊與所述驅(qū)動模塊連接，用于控制所述驅(qū)動模塊運動，所述電源模塊與所述控制模塊和所述驅(qū)動模塊分別連接，用于為所述控制模塊和所述驅(qū)動模塊提供電能。

另一方面，本發(fā)明實施例提供一種細胞裂解方法，包括：

打開入口控制閥和出口控制閥，通過驅(qū)動機構(gòu)帶動擠壓裝置擠壓微流控芯片上細胞裂解區(qū)的溝道，從樣品入口吸入待裂解的細胞樣液；