[實(shí)用新型]一種基于納米-微米組合通道交流介電泳的高通量細(xì)胞分離裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821661622.9
• 申請(qǐng)日: 2018-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209034379U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李保;宋永欣;劉沁鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00;G01N27/30;G01N27/447
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

本實(shí)用新型提供一種基于納米?微米組合通道交流介電泳的高通量細(xì)胞分離裝置包括：ITO導(dǎo)電玻璃底片、聚二甲基硅氧烷PDMS微流控芯片以及信號(hào)采集系統(tǒng)；等離子清洗后的所述PDMS微流控芯片設(shè)有通道的一面及所述ITO導(dǎo)電玻璃底片的氧化錫二者鍵合起來(lái)，夠成微通道的細(xì)胞分離芯片。本實(shí)用新型在進(jìn)行細(xì)胞分離時(shí)，在ITO導(dǎo)電玻璃上的導(dǎo)電電路層產(chǎn)生電場(chǎng)施加在納米?微米通道組合內(nèi),用以提高電場(chǎng)強(qiáng)度平方的梯度，很大程度上減少了所需電壓的值，防止了電壓過(guò)大造成噪音信號(hào)太大引起信噪比降低。同時(shí)，本實(shí)用新型操作方便，納米?微米組合通道可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的高通量分離。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及細(xì)胞分離技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，尤其涉及一種基于納米-微米組合通道交流介電泳的高通量細(xì)胞分離裝置。

背景技術(shù)

目前，對(duì)含有多種不同種類細(xì)胞的檢測(cè)樣品進(jìn)行高通量細(xì)胞分離，并對(duì)分離后的細(xì)胞進(jìn)行處理在多個(gè)研究領(lǐng)域都具有極其重大的意義；例如，在海洋水況檢測(cè)、基因擴(kuò)增和測(cè)序研究等眾多領(lǐng)域，對(duì)檢測(cè)樣品中的不同種類的細(xì)胞進(jìn)行特定細(xì)胞的分離的便攜式裝置和方法的設(shè)計(jì)研究，一直都是行業(yè)研究的熱點(diǎn)，對(duì)此有著迫切的需求。

在微流控研究領(lǐng)域?qū)z測(cè)樣品進(jìn)行DEP細(xì)胞分離有交流介電泳和直流介電泳兩種方式。

在直流介電泳中，電場(chǎng)會(huì)以焦耳熱的形式產(chǎn)生功率損耗，相應(yīng)的溫度變化可能會(huì)對(duì)細(xì)胞生理狀態(tài)產(chǎn)生負(fù)面影響。目前己知較高的溫度(高于細(xì)胞生理溫度4℃以上)將導(dǎo)致細(xì)胞迅速死亡。而在細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞動(dòng)力學(xué)過(guò)程和溫度呈指數(shù)關(guān)系，所以很小的溫度漂移也可能對(duì)細(xì)胞生理狀態(tài)造成影響。而交流電在降低功率損耗方面具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，這就使得交流介電泳在分離研究中較直流介電泳具有更廣闊的應(yīng)用。

另外，因直流介電泳分離需要很高的電壓，甚至達(dá)到上百伏或上千伏，而當(dāng)電壓很高時(shí)，檢測(cè)信號(hào)的信噪比也會(huì)隨之增大，也就會(huì)給細(xì)胞分離檢測(cè)帶來(lái)諸多不便，降低檢測(cè)效果。

對(duì)于庫(kù)爾特檢測(cè)原理來(lái)說(shuō)，進(jìn)行傳統(tǒng)的RPS檢測(cè)時(shí)，只有當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入檢測(cè)門時(shí)，才能產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)幅值，但是進(jìn)行細(xì)胞分離檢測(cè)時(shí)細(xì)胞的數(shù)量特別多，這就存在細(xì)胞將檢測(cè)門堵住的情況發(fā)生，進(jìn)而就會(huì)大大降低信號(hào)檢測(cè)的精度。

基于微流控芯片裝置對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分離時(shí)，因微量的細(xì)胞混合液中就可能具有不計(jì)其數(shù)的檢測(cè)細(xì)胞，這也就給細(xì)胞的順序分離帶來(lái)大大的不便，使得高通量的細(xì)胞分離變得十分重要。

目前常用的細(xì)胞分離的方法包括以下幾種：

1)差速離心：它是指在密度均一的介質(zhì)中由低速到高速逐級(jí)離心，用于分離不同大小的細(xì)胞。但由于各種細(xì)胞在大小和密度上相互重疊，而且某些慢沉降細(xì)胞常常被快沉降細(xì)胞裹到沉淀塊中，就會(huì)使得檢測(cè)效果大大降低。并且，它只用于初步分離大小懸殊的細(xì)胞，對(duì)于尺寸相近的細(xì)胞也難以進(jìn)行高效分離。

2)密度梯度離心法：它是用一定的介質(zhì)在離心管內(nèi)形成一連續(xù)或不連續(xù)的密度梯度，將細(xì)胞混懸液置于介質(zhì)的頂部，通過(guò)重力或離心力場(chǎng)的作用使細(xì)胞分層、分離。此方法是基于不同細(xì)胞的密度和尺寸的不同進(jìn)行分離，但在超速離心的環(huán)境下，有的細(xì)胞也會(huì)被物理破壞。

3)過(guò)濾分離法：它是目前分離混合物最常用的方法，借助多孔構(gòu)成的阻隔膜結(jié)構(gòu)對(duì)不同尺寸的細(xì)胞進(jìn)行分離。此方法操作簡(jiǎn)單，但是由于細(xì)胞的尺寸特別小，利用此方法進(jìn)行細(xì)胞分離時(shí)就需要加工精度很高的多孔介質(zhì)(如濾膜、濾網(wǎng))，而這在物理加工上是具有精度限制的，這就使得此方法的過(guò)濾精度具有一定的局限性。另外，它也不能分離兩種體積相近的細(xì)胞。

4)磁性分離法：它是一種借助外力磁場(chǎng)的作用對(duì)細(xì)胞進(jìn)行有效分離的方法，這種方法處理效率高，運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低，但是有時(shí)為了提高磁場(chǎng)梯度，必須選擇高磁飽和度的聚磁介質(zhì)，對(duì)聚磁介質(zhì)的選擇具有一定的技術(shù)困難，且增加運(yùn)行的費(fèi)用。