[發(fā)明專利]一種集成式電化學微柱平臺及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110961770.2
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113832030A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許太林;宋永超;張學記
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/34;C12M1/36;G01N27/26;G01N27/48
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 張良

本申請屬于生物檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集成式云端電化學微柱平臺及其應(yīng)用，集成式云端電化學微柱平臺包括細胞微柱培養(yǎng)單元、微量液滴檢測單元、集成式云端電化學工作單元和數(shù)據(jù)接收分析單元，細胞微柱培養(yǎng)單元包括若干個微柱；微量液滴檢測單元具有若干監(jiān)測件，每一微柱設(shè)置有監(jiān)測件；集成式云端電化學工作單元用以收集微量液滴檢測單元的目標電化學信號，并傳輸至數(shù)據(jù)接收分析單元；數(shù)據(jù)接收分析單元用于接受集成式云端電化學工作單元傳遞的信息并進行分析判斷。采用上述的集成式云端電化學微柱平臺進行細胞分析、藥物篩選、疾病多標志物檢測，具有平行化、高通量、靈敏度高、準確性好的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于生物檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集成式電化學微柱平臺及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

細胞實時培養(yǎng)監(jiān)控能更深入了解細胞增殖，信息交互機理，也有助于疾病起源與藥物篩選等更深入研究。目前有部分公司進行對細胞實時培養(yǎng)監(jiān)控設(shè)備的研制與開發(fā)：愛測智能有限公司研發(fā)的CytoSMART系統(tǒng)用于活細胞成像及觀察，利用迷你顯微鏡對培養(yǎng)皿中細胞觀察，由于顯微鏡視野與放大倍數(shù)限制，每次只可以觀察一批細胞生長且僅放大十倍，不利于細胞深層次觀察研究； Aquila Biolabs生產(chǎn)的CGQ系統(tǒng)是一種在線實時監(jiān)測搖瓶中生物量監(jiān)測設(shè)備，測量時不需要將搖瓶從搖床中取出，也無需停止搖床運作，這種設(shè)備可以實現(xiàn)批量化信號讀取，但讀取的信號僅限于燒瓶內(nèi)細胞濃度來分析微生物生長動力學；ImageXpress Pico系統(tǒng)結(jié)合CellReporterXpress成像采集和分析軟件進行細胞檢測，該成像設(shè)備系統(tǒng)配備了一個環(huán)境控制室控制和監(jiān)控溫度、CO₂和O₂濃度以及濕度，同時系統(tǒng)提供五個熒光通道以及比色成像，利用侵入式熒光染料監(jiān)測細胞增殖、分化、化合物毒性和各種其他基于細胞的檢測；Essen公司的IncuCyte ZOOM是長時間、實時動態(tài)、非傷害式的活細胞成像分析平臺，儀器分為顯微成像器和控制器兩部分，顯微成像器可放置于培養(yǎng)箱中，中間放置多種規(guī)格尺寸的標準耗材，在其下方有顯微照相設(shè)備，通過自動對焦、自動拍攝，對培養(yǎng)細胞進行連續(xù)的監(jiān)測，并通過聯(lián)網(wǎng)的電腦生成基于細胞覆蓋度和細胞個數(shù)的動態(tài)生長曲線。這些設(shè)備主要存在如下幾個問題：1)不能高通量細胞檢測；2)監(jiān)控成本高；3)侵入式細胞信號讀取；4)信號靈敏度不夠；5) 監(jiān)控設(shè)備與培養(yǎng)設(shè)備分離，不能徹底實現(xiàn)實時培養(yǎng)監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于提供一種集成式電化學微柱平臺及其應(yīng)用，旨在一定程度上解決細胞培養(yǎng)成本、高效率低，以及細胞監(jiān)測靈敏度低、準確性差的問題。

為實現(xiàn)上述申請目的，本申請采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本申請?zhí)峁┮环N集成式云端電化學微柱平臺，包括細胞微柱培養(yǎng)單元、微量液滴檢測單元、集成式云端電化學工作單元和數(shù)據(jù)接收分析單元，

細胞微柱培養(yǎng)單元包括若干個微柱，用于負載微量液滴；

微量液滴檢測單元具有若干監(jiān)測件，每一微柱設(shè)置有監(jiān)測件，用于監(jiān)測微量液滴中目標電化學信號的變化；

集成式云端電化學工作單元用以收集微量液滴檢測單元的目標電化學信號，并傳輸至數(shù)據(jù)接收分析單元；

數(shù)據(jù)接收分析單元用于接受集成式云端電化學工作單元傳遞的信息并進行分析判斷。

進一步地，微柱表面還修飾有疏水疏有機層，疏水疏有機層的成分包括表面活性劑和/或粘合劑。

進一步地，表面活性劑包括全氟癸基三氯硅烷，全氟丁酸、氟氯戊酸、含氟烷基磺酸鈉、全氟氧雜酰胺基季銨鹽中的一種或多種。

進一步地，粘合劑包括氰基丙烯酸鹽、丙烯醛基粘合劑、酚醛樹脂膠粘劑、聚氨酯膠粘劑中的一種或多種。

進一步地，監(jiān)測件采用三電極體系。

進一步地，三電極體系的電極材料選用導(dǎo)電聚合物、碳材料纖維、金屬線、納米復(fù)合材料中的一種或多種；和/或