[發(fā)明專利]細(xì)胞或微囊泡的分離方法及設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010544209.X
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN112080385A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段學(xué)欣;楊洋
• 申請（專利權(quán)）人: 安行生物技術(shù)有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/42;C12M1/36;B01L3/00
• 代理公司: 北京展翅星辰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11693
• 代理人: 魏威

本發(fā)明公開了一種分離流體中的目標(biāo)細(xì)胞或囊泡的微流控系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的系統(tǒng)包括流體通道，其具有入口和出口；一個或多個超高頻聲波諧振器，所述超高頻體聲波諧振器可在所述流體通道產(chǎn)生頻率為約0.5?50GHz的體聲波；功率調(diào)節(jié)器，其調(diào)節(jié)所述超高頻諧振器產(chǎn)生體聲波的功率；流速調(diào)節(jié)裝置，其調(diào)節(jié)所述溶液流經(jīng)體聲波區(qū)域的速度。通過所述功率調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)產(chǎn)生的體聲波的功率和/或通過所述流速調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)所述溶液流經(jīng)體聲波區(qū)域的速度，使得細(xì)胞或囊泡在體聲波影響區(qū)域停留。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以對溶液中的細(xì)胞或囊泡進行捕捉和釋放，對得到的細(xì)胞或囊泡進行進一步的處理及分析。

本申請要求以下中國專利申請的優(yōu)先權(quán)：2019年6月13日提交的、申請?zhí)枮?01910512145.2、發(fā)明名稱為“細(xì)胞或微囊泡的分離方法及設(shè)備”，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在本申請中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及細(xì)胞研究方法學(xué)與醫(yī)療器械領(lǐng)域。具體的，本發(fā)明涉及一種對細(xì)胞或微囊泡進行分離和分析的微流控系統(tǒng)和使用所述系統(tǒng)來分離和分析細(xì)胞或微囊泡的方法。

背景技術(shù)

對生物顆粒物，特別是對細(xì)胞或微囊泡的操作是一項最基本的生物技術(shù)，同時也是前沿研究的基石技術(shù)。目前有很多種方法可以實現(xiàn)對生物顆粒物，例如細(xì)胞或微囊泡等物質(zhì)的操控，其中包括電學(xué)方法、聲學(xué)方法、光學(xué)方法、磁學(xué)方法、化學(xué)方法、流體操控方法等。每種方法的都有特定的應(yīng)用范圍，僅對特定的粒子屬性有效，如聲表面波和介電泳方式的操控是與粒子的半徑大小相關(guān)，因此對于微米尺寸的粒子操控效果較好，對于納米級的粒子區(qū)分度較差；電泳等方法只在粒子帶有電性的情況下才能工作，因此對不帶電性或著帶電量相似的不同物質(zhì)的區(qū)分度較差。光學(xué)操控方法精度高，但會在操控過程中產(chǎn)生較多的熱，這樣會對生物分子的活性有較大的影響，并且光學(xué)系統(tǒng)較復(fù)雜，難與微流體器件集成。每一種方法的單獨使用都有一定的局限性，因此多數(shù)情況下，通過不同方法的結(jié)合使用，會使得樣品的區(qū)分和操縱效果更好。

單細(xì)胞操控是近年來受到越來越多關(guān)注的領(lǐng)域。對單個細(xì)胞或微囊泡的操縱，對于例如單細(xì)胞分析，藥物開發(fā)，器官芯片和細(xì)胞間相互作用等研究非常重要。其中基于細(xì)胞間特異性的研究(例如對單個細(xì)胞的細(xì)胞形態(tài)學(xué)、表面粘附性、遷移速度、蛋白表達和基因表達的研究)極度依賴單細(xì)胞操控技術(shù)。但是，傳統(tǒng)提取單細(xì)胞的方式繁復(fù)、耗時、費力且效率不佳。

聲流體技術(shù)，例如表面聲波和基于為流體中駐波的聲泳技術(shù)都已經(jīng)被用來微米粒子和細(xì)胞的分離、提取與操作。但是現(xiàn)有的這些技術(shù)采用的器件均有體積大、難以小型化的特點。

因此，目前亟需一種系統(tǒng)及方法，以實現(xiàn)對細(xì)胞或微囊泡，特別是單個細(xì)胞或囊泡的捕捉，以方便對捕捉后的單細(xì)胞或囊泡的進一步的處理及分析。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)利用超高頻體聲波能夠在微流控系統(tǒng)中有效地操控和分離溶液中的細(xì)胞等柔性顆粒，由此提供了分離和“捕捉”目標(biāo)細(xì)胞的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)還可以用于精確控制捕捉到的細(xì)胞的種類和數(shù)量，特別適用于獲得單個或有限數(shù)量的細(xì)胞。

具體的，本發(fā)明提供了一種將柔性微粒如細(xì)胞或囊泡從溶液中分離的方法，包括以下步驟：

(1)使含有柔性微粒的溶液流經(jīng)一個微流控設(shè)備，所述設(shè)備包括；

流體通道，其具有入口和出口；

一個或多個超高頻體聲波諧振器，其設(shè)置于所述流體通道的一個壁上，所述超高頻體聲波諧振器可在所述流體通道產(chǎn)生傳向所述流體通道的對側(cè)的壁的頻率為約0.5-50GHz的體聲波；

(2)所述超高頻諧振器發(fā)射傳向所述流體通道的對側(cè)的壁的體聲波，在體聲波影響區(qū)域的溶液產(chǎn)生渦旋；

(3)調(diào)節(jié)體聲波的功率(例如通過功率調(diào)節(jié)器)和/或調(diào)節(jié)所述溶液流經(jīng)體聲波影響區(qū)域的速度(例如通過流速調(diào)節(jié)裝置)，使得柔性微粒在體聲波影響區(qū)域停留，即不發(fā)生相對流體通道向前的位移。