[發明專利]一種用于法醫復雜樣本精子快速分離的方法及其分離裝置

有效

• 申請號: 202010625219.6
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111876327B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 王晗;孫凱;劉鵬;劉冉
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42;C12M1/00;C12N5/076;C12N13/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

本發明涉及生物測試技術領域，尤其涉及一種用于法醫復雜樣本精子快速分離的方法及其裝置。本發明裝置通過壓電陶瓷片和外圍驅動電路，將超聲場力作用于精子快速分離微流控芯片，在不破壞法醫樣本中各類細胞完整性的前提下，實現對法醫復雜混合樣本中精子的高純度分離。本發明方法具有快速、便捷等優勢，可以從法醫復雜混合樣本中在不破壞細胞完整型的前提下，實現對精子的高純度分離，同時去除混合樣本中的其他懸浮雜質。可廣泛用于性侵案件中，從混合斑中快速、可靠、準確的獲得犯罪嫌疑人的精子樣本，用于后續實驗從而獲取犯罪嫌疑人的生物信息。

技術領域

本發明涉及生物測試技術領域，尤其涉及一種用于法醫復雜樣本精子快速分離的方法及其裝置。

背景技術

性侵案件中的法醫樣本常因混入受害者的組織細胞及游離核酸而受污染，實驗室常用差分提取法依次裂解陰道上皮細胞與精子細胞，進而分析施暴者的遺傳特征。然而這種方法操作復雜，難以自動化操作，且所得樣本中難以完全去除女性上皮細胞所含核酸物質。美國弗吉尼亞大學James Landers實驗室開發了基于超聲的差分提取法，通過超聲諧振場將精子細胞捕獲從而洗脫已裂解的上皮細胞，然而仍需裂解細胞等復雜樣本預處理步驟。但微流控技術為法醫樣本的自動化預處理提供了可能。

發明內容

本發明的目的是提出一種用于法醫復雜樣本精子快速分離的方法及其分離裝置，通過壓電陶瓷片和外圍驅動電路，將超聲場力作用于精子快速分離微流控芯片，在不破壞法醫樣本中各類細胞完整性的前提下，實現對法醫復雜混合樣本中精子的高純度分離。

本發明提出的用于法醫復雜樣本精子快速分離的裝置，包括硅片、玻璃片、引流管、壓電陶瓷片、信號放大電路和信號生成模塊；所述的硅片的上表面加工有多條凹槽，加工有凹槽的硅片與玻璃片相對固定后，硅片上的凹槽與玻璃片形成液體流道，引流管通過倒錐壓環與相應的液體流道相連通；所述的壓電陶瓷片與硅片的下表面相對固定；所述的信號生成模塊和信號放大電路通過信號線與壓電陶瓷片相連。

上述用于法醫復雜樣本精子快速分離的裝置中，所述的液體流道包括前腔室、中間通道、后腔室、第一緩沖液入口流道、樣本入口流道、第一廢液出口流道、第二廢液出口流道、第二緩沖液入口流道、上皮細胞出口流道和精子細胞出口流道；所述的前腔室通過中間通道與后腔室相互連通，所述的第一緩沖液入口流道、樣本入口流道、第一廢液出口流道和第二廢液出口流道分別與前腔室相互連通，所述的第二緩沖液入口流道、上皮細胞出口流道和精子細胞出口流道分別與后腔室相互連通。

本發明提出的用于法醫復雜樣本精子快速分離的方法，包括以下步驟：

(1)搭建一個用于法醫復雜樣本精子快速分離的裝置，包括硅片、玻璃片、引流管、壓電陶瓷片、信號放大電路和信號生成模塊；所述的硅片的上表面加工有多條凹槽，加工有凹槽的硅片與玻璃片相對固定后，硅片上的凹槽與玻璃片形成液體流道，引流管通過倒錐壓環與相應的液體流道相連通；所述的壓電陶瓷片與硅片的上表面相對固定；所述的信號生成模塊和信號放大電路通過信號線與壓電陶瓷片相連；所述的液體流道包括前腔室、中間通道、后腔室、第一緩沖液入口流道、樣本入口流道、第一廢液出口流道、第二廢液出口流道、第二緩沖液入口流道、上皮細胞出口流道和精子細胞出口流道；所述的前腔室通過中間通道與后腔室相互連通，所述的第一緩沖液入口流道、樣本入口流道、第一廢液出口流道和第二廢液出口流道分別與前腔室相互連通，所述的第二緩沖液入口流道、上皮細胞出口流道和精子細胞出口流道分別與后腔室相互連通；

(2)通過引流管向第一緩沖液入口流道中通入第一磷酸緩沖鹽溶液，向樣本入口流道中通入混合樣本，向第二緩沖液入口流道通入第二磷酸緩沖鹽溶液,第一磷酸緩沖鹽溶液、混合樣本和第二磷酸緩沖鹽溶液的流速比為5:1:4；

(3)開啟信號生成模塊和信號放大電路的電源；

(4)通過引流管從第一廢液出口流道和第二廢液出口流道收集廢液，從上皮細胞出口流道收集除精子外的上皮細胞，從精子細胞出口流道收集分離出來的高純度精子。