[實用新型]一種流式電穿孔裝置

有效

• 申請號: 201721372451.3
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN208250334U
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 朱士英;楊昌陳;高騰森;汪瑩
• 申請（專利權）人: 蘇州壹達生物科技有限公司
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種流式電穿孔裝置，包括支架和限定流體流動通道的平面電極，兩片平面電極平行嵌入支架，所述平面電極包括設置與高壓脈沖電源有電聯系的裝置，從而使沿所述流體流動通道移動的流體經歷脈沖電場；通過優化流體驅動裝置的位置，使細胞?生物活性物質混懸液能夠均勻地進入電穿孔室，同時電擊處理后的細胞及電轉產生的其他物質也能夠順利地從電穿孔室排出。本實用新型所述的流式電穿孔裝置能夠用于超大體積細胞液處理，顯著提高電轉染效率的同時顯著提高細胞的存活率。

技術領域

本實用新型涉及電穿孔領域，特別是涉及流式電穿孔裝置，通過電場將流動的生物活性物質遞送進流動的活細胞的方法和裝置。

背景技術

電穿孔現象是20世紀70年代發現的，利用電場處理細胞，形成微孔，但是不對細胞造成永久性的損傷，微孔可自行復位。這項發現使生物活性物質進入細胞成為可能。已有的研究發現，有四個現象可能在電穿孔的過程中起作用。第一個現象是絕緣擊穿。絕緣擊穿指的是高電場在細胞膜上產生小的微孔或洞的能力。一旦產生微孔，細胞就可以荷載生物活性物質。第二個現象是絕緣聚束效應，它指的是在均勻的電場中通過泡囊的堆放產生相互自吸引。第三個現象是泡囊融合。泡囊融合指的是通過絕緣擊穿產生微孔的生物泡囊的膜在近距離內與其在絕緣擊穿位點處結合在一起的趨勢。第四個現象是在高頻電場存在下細胞沿著它們的一個軸排列成一條直線的趨勢。因此，為了荷載和卸下細胞泡囊，電穿孔涉及在泡囊旋轉預定位，泡囊穿孔和泡囊的介電常數中的應用。

在現有技術中可得到的電穿孔室大多被設計為僅在靜態使用，這些靜態的電穿孔室受體積的限制，不適于處理大量的樣品，也不能使用高壓或重復的充電。為了進行大體積處理細胞，發展出了流式電穿孔室。

流式電穿孔指的是這樣的過程，其包括：將細胞的懸浮液和外源的生物活性物質的混懸液轉移到由流體室或流體流道構成的設備中；所述流體室或流體流道由沿著流體室或流體流道的側面設置、并且被配置為、使所述流體室或流體流道內的混合液受到適合于電穿孔的電場作用的電極構成；以及將經過電穿孔的細胞懸浮液從設備中轉移出。該方法對于大規模體積的細胞特別有效。

一般來說，用于流式電穿孔的裝置包含兩個平面電極，要進行電穿孔的細胞懸液持續而穩定地流過兩個電極之間，直到整個細胞懸液都進行了電穿孔。流式電穿孔裝置包含帶電極和接口的電穿孔室，細胞懸液可通過接口注入。電極與能給電極提供高壓脈沖的電路相連。高壓脈沖由程序控制計算機控制。現在已開發出了流式電穿孔系統，該系統能夠對較大體積的細胞進行電穿孔，獲得導入目的分子的活細胞。但是，目前成功商業化的流式電穿孔儀卻極為少見，一方面與市場的需求有直接的關聯，另一方面是由于電穿孔的效率和產品的穩定性有關。

流式電穿孔的條件因細胞類型的不同而不同，還因期望導入到細胞內的分子的類型不同而不同。對于任何一個特定類型的細胞來說，都存在一個最佳的處理條件，其中包括最佳電壓、脈沖寬度，最佳時間間隔、脈沖次數進行脈沖。為了使施加到細胞上的電脈沖次數達到最佳，在使用本領域所描述的流式電穿孔裝置時，細胞懸液通過電穿孔室、在電極之間的流速以及脈沖的頻率都是可以選擇的，從而對一定體積的細胞懸液進行最佳次數的脈沖。例如，對于一個特定細胞來說，如果已知每個細胞上施加的最佳脈沖數是2，通過電穿孔室的體積是1ml，那么，流速就設定為每一單位時間1ml，每一單位時間內施加的脈沖次數為2。如果以這種方式進行電穿孔，在這個例子中每個細胞就會受到2次脈沖。但是，細胞懸液通過電穿孔室的水動力學流動會導致細胞以不同的速率通過室以及在電極之間流動。由于離室壁遠的地方比靠近室壁的地方流速高，因此，在電極之間向液流中心流動的細胞通過電極之間的區域所需要的時間會低于單位時間，其受到的脈沖次數可能會少于2次，而靠近室壁流動的細胞通過電極之間的區域所需要的時間會高于單位時間，其受到的脈沖次數可能高于2次。由于在這個例子中每個細胞受到的最佳脈沖次數為2次，但是，很明顯并不是每個細胞都受到了最佳次數的脈沖，因此，細胞懸液的整體電穿孔效果就不是最佳的。