[發明專利]一種單細胞操控裝置

有效

• 申請號: 201910561024.7
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110220883B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 金永東;李海娟;王博;齊國華;王丹丹;周亞
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N21/64;G01N21/47
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張雪嬌

本申請公開了一種單細胞操控裝置，所述單細胞操控裝置的膜片鉗的第一控制端上嵌套了一納米孔電極，所述納米孔電極通過激光毛細管拉制法制備，以使納米孔電極尖端的直徑可以達到納米量級，從而可以在三軸顯微操縱器的控制下，實現刺入待測細胞的操作；另外所述膜片鉗還可以控制所述納米孔電極向所述待測細胞中注入目標液體，從而實現對單細胞水平的物質操控的目的。

技術領域

本申請涉及顯微注射技術領域，更具體地說，涉及一種單細胞操控裝置。

背景技術

單細胞技術越來越多的被用于關鍵生命過程的研究中，例如胚胎發育、細胞分化、疾病發生與發展等。科學家們此前基于大量細胞平均測量所獲得的結果無法全面反映復雜生物體系的真實信息。忽略細胞異質性的實驗結果，嚴重掩蓋了獨立個體樣本的行為以及生命現象中大量的隨機行為。單細胞水平的研究，有助于人們了解并認識復雜的生命現象本質。近期，單細胞測序技術被《自然-方法》選為2014年度最為重要的方法學進展之一。因此，單細胞技術的開發意義深遠。

雖然目前市面上已有一些單細胞研究工具，然而由于缺乏單細胞或單分子水平的可操控性，研究工作大都僅局限于細胞水平的定性與成像研究，很難開展深入細致的單細胞水平的物質操控和定量或半定量精確研究，這大大制約了細胞水平分析化學和其它相關學科(如：定量生物學)的學科發展。

因此，有必要提供一種單細胞操控裝置，實現單細胞水平的物質操控的目的。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請提供了一種單細胞操控裝置，以實現單細胞水平的物質操控的目的。

為實現上述技術目的，本申請實施例提供了如下技術方案：

一種單細胞操控裝置，基于顯微鏡實現，所述顯微鏡包括樣品臺和物鏡，所述樣品臺用于設置待測樣品，所述待測樣品包括待測細胞和培養基，所述單細胞操控裝置包括：光源、膜片鉗和三軸顯微操縱器；其中，

所述光源用于向所述樣品臺提供光線或作為激發光源，以通過所述物鏡觀察所述待測樣品；

所述膜片鉗包括第一控制端，以及嵌套于所述第一控制端上的納米孔電極，所述納米孔電極通過激光毛細管拉制法制備，用于在所述三軸顯微操縱器的控制下，刺入所述待測細胞中，和用于在所述膜片鉗的控制下向所述待測細胞中注入目標液體；

所述三軸顯微操縱器，用于控制所述納米孔電極的在三維方向上的移動。

可選的，所述膜片鉗還包括第二控制端，以及與所述第二控制端電連接的參比電極；

所述參比電極，用于使所述單細胞操控裝置構成電流回路，穩定基線電流；

所述膜片鉗還用于獲取所述納米孔電極探測的基線電流，并根據所述基線電流的變化分析所述納米孔電極的當前狀態。

可選的，所述膜片鉗根據所述基線電流的變化分析所述納米孔電極的當前狀態具體用于，將所述基線電流的變化量代入第一預設公式中計算電流比信號，并根據所述電流比信號分析所述納米孔電極的當前狀態；

所述第一預設公式為：其中，η表示所述電流比信號，I₀表示所述基線電流，I₁表示目標物質穿過所述納米孔電極時的基線電流。

可選的，還包括：光學探測裝置；

所述光學探測裝置，用于從所述物鏡中接收透過所述待測樣品的光線，并根據接收的光線進行拉曼光譜信號收集和/或熒光成像和熒光光譜和/或暗場散射成像和散射譜的收集。

可選的，所述光學探測裝置包括：分光鏡、雙波長拉曼檢測系統和兩種模式成像系統；其中，

所述分光鏡用于對接收的光線進行分光處理，以獲得所需要的激發光線；