[發(fā)明專利]一種聲表面波液滴激發(fā)裝置及定點釋放腫瘤單細(xì)胞的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910351768.6
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110093245B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 國世上;陳柯坷;魏小云
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/42;C03C17/28;C12N5/09;C12N13/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 李煒

1.一種聲表面波液滴激發(fā)裝置，特征在于：

包括聲表面波液滴激發(fā)芯片、XYZ三維移動平臺（8）、微粒捕獲基底板（4）、信號發(fā)生器和功率放大器；

所述聲表面波液滴激發(fā)芯片通過信號發(fā)生器和功率放大器驅(qū)動，固定于XYZ三維移動平臺（8）上；微粒捕獲基底板（4）置于聲表面波液滴激發(fā)芯片下方；

所述的聲表面波液滴激發(fā)裝置進(jìn)行聲表面波液滴激發(fā)及定點釋放腫瘤單細(xì)胞的方法，包括以下步驟：

1）制備微粒捕獲基底板（4），捕獲住腫瘤細(xì)胞；

2）將聲表面波液滴激發(fā)芯片固定在XYZ三維移動平臺（8）上；

3）將基質(zhì)金屬蛋白酶溶液加入至聲表面波液滴激發(fā)芯片中的環(huán)形水槽（7）里；

4）將圓弧形叉指電極（6）的幾何中心通過顯微鏡觀察和XYZ三維移動平臺（8）移動，準(zhǔn)確定點于目標(biāo)腫瘤細(xì)胞；

5）將脈沖信號接入功率放大器，功率放大器又接入聲表面波液滴激發(fā)芯片，通過產(chǎn)生的聲學(xué)力激發(fā)出基質(zhì)金屬蛋白酶微液滴（9），并落于目標(biāo)腫瘤細(xì)胞之上；

6）利用基質(zhì)金屬蛋白酶微液滴（9）對明膠的酶促降解作用，溶解微液滴覆蓋下的明膠顆粒納米層，釋放腫瘤單細(xì)胞；

所述微粒捕獲基底板的制備方法如下：

制備前驅(qū)液：采用嗎啉乙磺酸溶液充分洗滌明膠納米顆粒，然后將明膠納米顆粒置于EDC/NHS溶液中反應(yīng)得到NHS-基團(tuán)修飾的明膠納米顆粒；再用去離子水分散該NHS-修飾的納米顆粒制備成前驅(qū)液；

將玻片（1）置于3-氨基丙基三乙氧基硅烷溶液中浸泡制備氨基化的玻片（1）；

將氨基化的玻片浸泡在前驅(qū)液中反應(yīng)以形成明膠納米顆粒涂層的納米基底（2）；

將納米基底（2）先浸沒在鏈霉親和素溶液中，在4℃條件下過夜反應(yīng)，之后再加入生物素修飾的特異性抗體（3），室溫下反應(yīng)2小時，得到用于捕獲腫瘤細(xì)胞的微粒捕獲基底板（4）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：

所述聲表面波液滴激發(fā)芯片由壓電材料襯底（5）、圓弧形叉指電極（6）和環(huán)形水槽（7）構(gòu)成；

所述環(huán)形水槽（7）設(shè)置在壓電材料襯底（5）上；圓弧形叉指電極（6）設(shè)置在環(huán)形水槽（7）中，兩者的幾何中心重合。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于：所述壓電材料襯底為128°Y-X鈮酸鋰單晶。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于：所述圓弧形叉指電極（6）圓弧角為40°，波長100μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于：所述環(huán)形水槽（7）為環(huán)形凹槽，通過在壓電材料襯底（5）上軟光刻制得；水槽高度為200μm，直徑為2mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：所述XYZ三維移動平臺（8）由支架和光學(xué)三維精密微調(diào)滑臺移動手動位移平臺組成，前者用于固定聲表面波液滴激發(fā)芯片，后者用于控制支架的移動，移動精度為10μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：所述聲表面波液滴激發(fā)及定點釋放腫瘤單細(xì)胞的方法中步驟3）中基質(zhì)金屬蛋白酶溶液體積為1.5-2.5μL。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：所述聲表面波液滴激發(fā)及定點釋放腫瘤單細(xì)胞的方法中步驟5）中微液滴直徑為30μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：所述聲表面波液滴激發(fā)及定點釋放腫瘤單細(xì)胞的方法中步驟6）中明膠納米顆粒涂層基底被基質(zhì)金屬蛋白酶微液滴溶解的面積直徑為200-400μm。

10.權(quán)利要求1-9任一項所述的聲表面波液滴激發(fā)裝置在捕獲-釋放罕有細(xì)胞中的應(yīng)用。