[发明专利]一种用于单细胞拉曼测量和激光显微切割的一体化分选装置

说明书

本发明提供了一种单细胞拉曼测量与激光显微切割一体化的分选装置，包括细胞点样芯片、拉曼测量和激光显微切割薄膜以及细胞回收芯片；拉曼测量和激光显微切割薄膜用于固定细胞样品，并对其上单细胞进行拉曼测量和激光切割分选；细胞点样芯片贴合固定于拉曼测量和激光显微切割薄膜正面，通过细胞点样芯片上的微通孔进行细胞样品的点样；细胞回收芯片位于拉曼测量和激光显微切割薄膜背面正下方，通过芯片上的微柱结构粘附回收经切割分离的单细胞。本发明可实现对细胞的拉曼测量和激光切割分选；采用微柱粘附回收结构定向回收目标细胞，并在微井中直接实现细胞裂解及基因组扩增操作，实现了单细胞拉曼测量与激光显微切割分选的一体化耦合。

技术领域

本发明涉及单细胞分析及分选技术领域，具体涉及一种实现单细胞拉曼测量与激光显微切割相耦合的一体化分选装置。

背景技术

从非均匀细胞群体或异质性样本混合物，比如组织样本、血液、精液样本、环境取样微生物样本中，表征并分离特定的少量细胞甚至单个细胞具有十分重要的研究意义。据此目的发展的激光捕获显微切割技术正是这样一种样品制备技术。其原理为利用激光能量对样品及承载基质进行显微条件下的精细切割，从而从混合样品或异质样品中分离出纯的样品甚至单个细胞，从而在下游微基因组学应用(如新一代测序、Sanger测序、PCR和蛋白质组学)和基因表达分析中获得更加有效和准确的结果。而细胞可以采用荧光标记或原位杂交方法根据其形态、免疫组化表型甚至其基因型加以选择。然而上述表征手段在应用中仍存在诸多限制，例如并非所有样本都有相对应的标记特征，标记过程对细胞活性产生伤害及影响后续的分子操作等。而单细胞拉曼技术在一定程度上恰能解决这些问题。单细胞拉曼光谱技术能够提供细胞内化合物分子构成和结构的信息作为其“分子指纹”，包括核酸、蛋白、多糖及脂类等，这些信息可反映细胞的多种性状，如物种类型、环境响应、代谢活性以及其它表型。结合拉曼光谱对单细胞进行分选则能够实现对特定表型或功能的细胞进行无需标记的定向研究，建立从细胞表型层面或代谢特征到遗传信息和功能基因的直接联系，从而更为准确高效地对单个细胞进行解析。因此，如能将单细胞拉曼技术与激光显微切割手段相结合，则能够提供一种更为灵活和有力的分选工具，从而大大拓展两种技术目前的应用范围。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种耦合单细胞拉曼测量和激光显微切割的薄膜，所述拉曼测量和激光显微切割薄膜包含切割层和拉曼镀层，所述切割层为激光敏感高分子材料，包括PC(聚碳酸酯)、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)中的一种或多种，所述拉曼镀层材料为不透明金属材料，包括铝、银、金中的一种或多种，所述拉曼测量和激光显微切割薄膜用于单细胞拉曼测量和激光切割分选。

所述切割层厚度为5-50μm，优选地，为10μm。

所述拉曼镀层厚度为10-100nm，优选地，为30nm。

所述拉曼镀层厚度能够掩盖切割层拉曼信号。

所述不透明指透光性小于30％，优选地，小于20％，更优选地，小于10％。

所述单细胞拉曼测量采用连续激光波长为266nm-1064nm，优选为532nm，激光功率为1-50mW，优选地，为10mW，测量时间为1-60s，优选地，为10s。

所述激光切割分选所采用的脉冲激光波长为266nm-1064nm，优选地，为532nm，所述激光脉宽为1fs-1μs，优选地，为1ns，所述激光的能量范围为1μJ-100μJ，优选地，为10μJ，所述激光的脉冲频率为5-16.6kHz，优选地，为11.0-14.6kHz。

所述单细胞拉曼测量和激光切割分选的方法包括1)将组织切片或细胞悬液涂于前述拉曼测量和激光显微切割薄膜的拉曼镀层表面；2)收集单细胞拉曼散射信号，获得单细胞拉曼图谱，分析拉曼图谱识别单细胞；3)打开脉冲激光在识别的单细胞周围进行激光环绕切割，使环绕切割范围内的拉曼测量和激光显微切割薄膜连同识别的单细胞与环绕切割范围外的拉曼测量和激光显微切割薄膜分离。