[發明專利]基于近紅外響應水凝膠的單細胞提取方法及裝置

有效

• 申請號: 202110252107.5
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113029736B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 葛明鋒;董文飛;梅茜;李力;常智敏;從瑛哥;邢曉曼
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: G01N1/34
• 分類號: G01N1/34;G01N1/40;G01N1/44;G01N15/10;G01B11/14
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 張川

1.一種基于近紅外響應水凝膠的單細胞提取方法，該方法采用以下裝置進行單細胞提取，該裝置包括：載片、顯微成像系統、測距儀以及單細胞提取系統；

所述單細胞提取系統包括液路控制器、與所述液路控制器連接的用于吸取單細胞的微針以及用于實現所述微針的三維移動的三維運動平臺；

所述顯微成像系統包括近紅外激光光源、準直鏡、第一會聚鏡、明場光源、科勒鏡、二向色鏡、載物臺、顯微物鏡、反射鏡、第二會聚鏡以及成像探測器；

所述載物臺用于放置所述載片，且所述載物臺具備二維移動功能；

其特征在于，所述方法包括以下步驟：

Ⅰ、預先將所述近紅外響應水凝膠均勻平鋪在所述載片上，常溫下水凝膠變成固相后，將細胞樣本以單層形式平鋪到近紅外響應水凝膠上，然后將載片放置到載物臺上；

Ⅱ、打開所述明場光源，所述明場光源發出的照明光經過所述科勒鏡勻光后透射所述二向色鏡，照射到處于所述載物臺上的載片上，透光載片后的照明光由所述顯微物鏡收集后再經所述反射鏡反射后，被所述第二會聚鏡會聚至所述成像探測器上，實現全載片成像，根據獲得的全載片圖像識別出載片上的目標細胞；

Ⅲ、打開所述近紅外激光光源，所述近紅外激光光源發出的激光經過所述準直鏡準直、第一會聚鏡會聚后被所述二向色鏡反射至處于所述載物臺上的載片上，通過載物臺帶動載片進行二維移動使得目標細胞移動到激光照射區域，經激光照射后，目標細胞所處區域的近紅外響應水凝膠升溫而由固相轉換成液相，釋放出目標細胞；

Ⅳ、通過所述三維運動平臺將所述微針的針頭移動到目標細胞位置，通過液路控制器使微針的針頭產生吸力作用，從而利用微針提取出目標細胞。

2.根據權利要求1所述的基于近紅外響應水凝膠的單細胞提取方法，其特征在于，所述近紅外響應水凝膠包括光熱材料和溫敏水凝膠，通過光熱材料將近紅外激光的光照轉換為熱量，達到溫敏水凝膠的相轉變溫度后，近紅外響應水凝膠會由固相轉換成液相。

3.根據權利要求1所述的基于近紅外響應水凝膠的單細胞提取方法，其特征在于，所述步驟Ⅰ中，獲得全載片圖像后，通過目標細胞的幾何形狀、尺寸、細胞核位置的信息進行目標細胞識別。

4.根據權利要求1所述的基于近紅外響應水凝膠的單細胞提取方法，其特征在于，所述步驟Ⅲ中，所述測距儀利用所述近紅外激光光源發出的激光通過激光三角測量法測量微針與目標細胞的垂直距離，通過顯微成像系統獲得的全載片圖像計算得到微針與目標細胞的水平距離；然后再根據垂直距離和水平距離的信息，通過所述三維運動平臺將所述微針的針頭移動到目標細胞位置。

5.根據權利要求1所述的基于近紅外響應水凝膠的單細胞提取方法，其特征在于，所述近紅外激光光源發出的激光的波長在所述近紅外響應水凝膠的響應波長的范圍內。

6.根據權利要求1所述的基于近紅外響應水凝膠的單細胞提取方法，其特征在于，平鋪在所述載片上的所述近紅外響應水凝膠的厚度為200μm。