[发明专利]一种用于单细胞分离的微流体等分芯片在审

专利信息
申请号: 201680079951.X 申请日: 2016-12-27
公开(公告)号: CN108779425A 公开(公告)日: 2018-11-09
发明(设计)人: 秦立东;张凯 申请(专利权)人: 秦立东;张凯
主分类号: C12M1/20 分类号: C12M1/20;B01L3/00;C12Q1/02
代理公司: 北京同恒源知识产权代理有限公司 11275 代理人: 赵荣之
地址: 美国德*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 微流体 芯片 侧孔 单个细胞 培养皿 单细胞分离 单细胞克隆 单细胞悬液 细胞回收率 细胞悬浮液 细胞 分离血液 快速分离 细胞活力 微通道 正压力 中心孔 测序 富集 装配 驱动 出口 保证
【说明书】:

在本发明中,通常用于装配在培养皿中的微流体等分芯片具有通过多个微通道连接到多个侧孔(出口)的中心孔(入口),可以将具有多个细胞的相对大的(例如120μL)细胞悬浮液注入微流体等分芯片的入口,单个细胞可以通过正压力驱动流大致同时且均匀地分布到若干个侧孔中,侧孔可在1分钟内收集到单个细胞;微流体等分芯片具有高效的细胞回收率。由于其具有快速分离和易于鉴定单细胞的优点,同时可以保证高细胞活力,高富集效率,便于微量单细胞悬液的转移,微流体等分芯片可以用于分离血液中的CTC细胞,进行单细胞克隆,PCR和测序等用途。

技术领域

在本发明的一些实施例中,本发明广泛涉及单细胞分离的方法和装置领域,具体地,涉及一种使用微流体技术分离单细胞的技术,具体地,涉及一种用于单细胞分离的微流体等分芯片。

背景技术

微流体是一个跨多学科领域的工程技术,涉及物理、化学、生物化学、纳米技术和生物技术等多种领域,将系统设计进行实际应用,处理少量流体以实现多路复用,自动化和高通量筛选。微流体技术的进步正在彻底改变用于酶分析(例如,葡萄糖和乳酸测定),DNA分析(例如,聚合酶链反应和高通量测序)和蛋白质组学的分子生物学程序,微流体生物芯片的基本思想是在一个芯片上集成检测操作,如检测,以及样品预处理和样品制备。

有越来越多的证据表明细胞群中的表型和基因型异质性广泛存在。来自个体稀有细胞的关键信息可能会被大量细胞的分析结果掩盖。因此,单细胞分析,尤其是DNA和RNA的测序,对于克隆突变,肿瘤进化,胚胎发育和免疫干预变得非常重要。

这种下游单细胞遗传分析的初始和关键步骤是有效地将感兴趣的活细胞从异质细胞群分离到亚微量培养基体积中,然后进行PCR(聚合酶链式反应)分析。(PCR是一种分子生物学技术,用于将DNA的单复制体或多个复制体扩增几个数量级,产生数千至数百万个的特定DNA序列。)

除了主要用于从福尔马林固定的石蜡包埋组织中分离单细胞的激光捕获显微切割外,目前主要有四种用于从细胞悬浮液中分离单细胞的方法。

作为最常用的方法,连续稀释已广泛应用于集落形成,但不适用于PCR分析,其中单个细胞应被分离成亚微量悬浮液以进行更好的扩增反应。即便如此,仍然需要这些集落进行进一步分析,以判断它们是否来源于接种到96孔板后非常难以准确计数的单细胞。

显微操作主要用于分离单个细胞为基因组/转录组进行测序,然而,耗时的过程和低吞吐量特性使其难以满足快速准备数十甚至数百个单细胞10的需求。此外,当使用研究人员的口部来吸附单细胞时,该技术似乎非常依赖于研究人员的个人技能。

流式细胞术是一种成熟的方法,特别适用于基于预设荧光门控策略的特定细胞的高通量分选,但维持高单细胞活力具有挑战性,且其在细胞数量有限的情况下不起作用,如只有珍贵的临床样本可用时,该种方法不适用。

由于微通道和细胞的尺寸相当,最近开发的微流体技术为单细胞操作提供了重要途径;然而,其潜在的缺点,例如需要额外的微流体操作技能,与现有实验平台的不良兼容性,以及无法/难以从微芯片中选择性地检索分离的单细胞用于进一步分析,极大地限制了它们在普通实验室中的应用。

通过引用并入本文的US 6632656(2003-10-14;Thomas等人)公开了用于在液体培养基中进行细胞生长和基于细胞的测定的装置和方法。该装置包括支撑多个微通道元件的基板,每个微通道元件包括细胞生长室,用于向其供应液体样品的入口通道和用于从其中移除液体样品的出口通道,位于其上方的盖板底板用于限定腔室和连接通道,盖板上设有孔以提供通道的通道。将平均值掺入细胞生长室中,用于细胞附着和细胞生长。更具体地,如其中所示和所述:

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