[發明專利]一種細胞裂解裝置及基于細胞裂解裝置的細胞純化和/或細胞裂解的方法

在審

• 申請號: 202110646975.1
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113322181A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 劉娜;袁惠宇;張丹;岳濤;劉媛媛;蘭偉霞;彭艷;蒲華燕;謝少榮;羅均
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42;C12M1/33;C12M1/34;C12M1/36;C12M1/00;C12N5/079
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張夢澤

本發明提供了一種細胞裂解裝置及基于細胞裂解裝置的細胞純化和/或細胞裂解的方法，屬于細胞裂解純化技術領域；所述細胞裂解裝置包括脈沖電源(1)和與脈沖電源(1)電連接的微細管電極(12)，所述微細管電極(12)包括電極管(1?1)；所述電極管(1?1)的內壁附著有液態金屬薄膜。本發明通過控制脈沖電源(1)釋放電壓通過電極管(1?1)在雜質細胞的上方形成非均勻的電場。雜質細胞因為周圍電壓遠高于自身跨膜電位，因此快速裂解，達到裂解雜質細胞的目的。

技術領域

本發明涉及細胞裂解純化技術領域，尤其涉及一種細胞裂解裝置及基于細胞裂解裝置的細胞純化和/或細胞裂解的方法。

背景技術

單細胞的選擇性裂解是血液或活檢等復雜生物樣品中稀有細胞或目標群體分析的關鍵步驟，它通過破壞完整和復雜的膜結構來收集細胞成分，并有助于分析細胞內成分，如DNA、RNA和蛋白質。

當前用于細胞裂解的手段主要有化學裂解、聲波裂解、電裂解、光學裂解。化學裂解過程中需要使用到去污劑、離液鹽、酶和堿等裂解試劑，會對后續的細胞液分子分析造成影響。光學裂解是利用激光微脈沖聚焦在目標細胞附近，圍繞聚焦的激光脈沖形成空化氣泡，氣泡會在幾十毫秒之內迅速膨脹至炸裂，氣泡炸裂的瞬間會產生巨大的沖擊力將細胞膜震碎，但是氣泡破裂的沖擊力并不容易控制，容易破壞雜質細胞周圍的其他細胞。超聲波裂解細胞在效率上有很大劣勢，在不對細胞進行特殊處理情況下，采用超聲波裂解單個細胞往往需要數十秒，此過程中會產生大量的焦耳熱，導致細胞內蛋白質變性。相比之下，電裂解通過微細管電極在細胞周圍施加遠超過細胞跨膜電位的高壓電場裂解細胞，具有裂解效率快、對細胞性質影響小、易于操作等優點。但是現有的利用微細管電極對細胞裂解都需要在細胞培養基底上制作微陣列電極。然而微陣列電極制作難度大，且細胞生長并非規則排布，無法保證正好生長在微陣列電極上，未在微陣列電極正上方的雜質細胞將無法裂解，裂解精度較低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種細胞裂解裝置及基于細胞裂解裝置的細胞純化和/或細胞裂解的方法，本發明的細胞裂解裝置能夠對雜質細胞準確定位，裂解精度高。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種細胞裂解裝置，包括脈沖電源1和與脈沖電源1電連接的微細管電極12，所述微細管電極12包括電極管1-1和附著在所述電極管1-1的內壁上的液態金屬薄膜；所述電極管1-1的尖端的內徑為4～20μm。本發明的電極管1-1內徑小，僅為4～20μm。通過控制脈沖電源1釋放電壓通過電極管1-1在雜質細胞的上方形成非均勻的高壓電場，施加電壓后，雜質細胞因為周圍電壓遠高于自身跨膜電位極限值，因此快速裂解，達到裂解雜質細胞的目的。采用本發明的裝置進行細胞裂解的方法對比基于微流控芯片的細胞裂解方法，對雜質細胞的定位更準確，不會造成樣本細胞的損失，避免了傳統裂解手段以及基于微流控技術提純過程中樣本細胞大量損失的固有缺陷；相較于其他裂解手段，采用本發明的細胞裂解裝置能夠對雜質細胞進行指定性裂解，雜質細胞遺漏率低，提純率高，進行多次提純，提純率甚至可達100％。并且，本發明的細胞裂解裝置電裂解速度快、效率高，可1s左右完成單個細胞裂解。此外，本發明的微細管電極12制作簡單、成本低廉、操作簡便，避免了傳統電裂解中復雜的微陣列電機的制作。

附圖說明

圖1為實施例1所述裝置的結構示意圖，其中1為脈沖電源、2為壓強傳感器、3為注射泵、4為步進電機、5為數據采集卡、6為數據處理終端、7為銅線、8為微細管通道、9為機械臂、10為微細管架、11為倒置顯微鏡、12為微細管電極、13為培養皿(細胞樣本)、14為移動載物臺、15為攝像頭；

圖2為尋找雜質細胞示意圖；

圖3為雜質細胞裂解模塊；

圖4為細胞裂解液收集模塊；

圖2～圖4中，1-1為電極管，1-2為收集管。

具體實施方式