[发明专利]一种单液滴单细胞培养和细胞代谢产物实时检测装置

说明书

本发明提供了一种单液滴单细胞培养和细胞代谢产物实时检测装置，包括：毛细管电渗流组件，以在毛细管尖端形成含有单细胞的单液滴；观察组件，设置于所述毛细管尖端的相对两侧，用于对所述液滴中的细胞状态进行观察；检测组件，设置于所述毛细管尖端的另外两侧，用于对所述液滴中的细胞代谢产物进行实时检测。本发明装置可实现在荧光成像和分子水平上同时在线连续监控细胞的代谢，能够更好地了解细胞的生长及代谢的全过程。

技术领域

本发明涉及细胞研究技术领域，尤其涉及一种基于单液滴单细胞培养和细胞代谢产物实时检测装置。

背景技术

近年来，由于世界人口增加使得生活、食品、服装、医疗保健等的成本不断增加。资源的限制，使得我们必须在各个方面节约成本，从而诞生了新型细胞研究平台——微流控技术。毛细管电泳作为一种微流控技术，相对于传统的细胞研究平台，具有高通量、低试剂消耗量、易集成、易操作等优势而受到广泛关注，且具有广泛的应用前景。时下，液滴分析法是一种非常流行的单细胞分析方法。这种方法在分析单细胞中的溶解产物具有独特的优势，并且由于液滴可以在分析体系中作为一个独立的化学反应容器，因此在单细胞分析中具有重要的意义。毛细管电泳是一种在微流体下通过带电泳进行微量物质分离的分析手段，利用其中的电渗流现象可以精确可控地分离毛细管中的单细胞样品，成为单细胞分析中的一个重要工具手段。目前单细胞分析研究领域中，如何能建立一个能够在线、快速、高效并且过程简单的分析装置和方法用于细胞的代谢分析非常重要，成为一个目前很大的挑战。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术问题，提供一种基于毛细管电渗流驱动的单液滴单细胞培养和细胞代谢产物实时检测装置，本发明装置通过毛细管电渗流组件形成含有单细胞的单液滴，通过观察组件对包裹在液滴中的细胞进行实时在线观察，通过检测组件对细胞代谢产物进行在线检测，可实现在荧光成像和分子水平上同时在线连续监控细胞的代谢，能够更好地了解细胞的生长及代谢的全过程。

为达到本发明的目的，本发明提供了一种单液滴单细胞培养和细胞代谢产物实时检测装置，包括：

在毛细管尖端形成含有单细胞的单液滴的毛细管电渗流组件；

对所述液滴中的细胞状态进行观察的观察组件，设置于所述毛细管尖端的相对两侧；

对所述液滴中的细胞代谢产物进行实时检测的检测组件，设置于所述毛细管尖端的另外两侧。

根据本发明的一些实施方式，所述毛细管电渗流组件包括：

样品池，其内盛有细胞样品；

毛细管，其入口与所述样品池连通，出口端为毛细管尖端；

位于所述样品池上方的电极；

以及与所述电极连接并向其供电的电源。

在一些具体的实施例中，所述毛细管的出口端经过打磨后再进行硅烷化处理，获得表面平滑具有疏水性质的锥形表面，进而可以稳定在毛细管尖端产生液滴。

根据本发明的优选实施例，所述电极为高压直流电极，可连接高压直流电源，可通过调节电压输出的范围控制在毛细管尖端形成的液滴大小。

根据本发明的优选实施方式，所述毛细管内装有溶液，通过所述电极驱动毛细管内的溶液，在毛细管尖端形成单液滴。

在一些具体的实施例中，所述毛细管的内径为50-200μm。在此范围内，不同种类的细胞可以在毛细管中顺畅流动，并在一定程度上可以提升检测灵敏度。

根据本发明的一些实施例，所述样品池内的细胞通过电渗流作用进入所述微液滴，形成含有单细胞的单液滴。

根据本发明的优选实施例，所述观察组件位于所述毛细管尖端周围，其包括：

位于所述毛细管尖端一侧的激光发射装置；