[发明专利]一种基于微流道的机器人化体细胞核移植操作方法

说明书

一种基于微流道的机器人化体细胞核移植操作方法。该方法的特点是引入的微流道用于存储细胞，引入了平行的双针分别用于细胞去核以及注核。该方法包括以下关键步骤：细胞的微流道存储，细胞的定位，细胞吸持，细胞去核，去核针与注核针的转换，细胞注核，最后释放已操作的细胞。实验结果表明该流程较传统体细胞核移植流程节约了41.7％的时间，并与手动体细胞核移植的存活率、成功率一致，有效的提升了体细胞核移植的效率与可重复性。

技术领域

本发明属于细胞级别的显微操作技术领域。

背景技术

体细胞核移植技术是克隆技术的关键步骤，主要包括卵母细胞的定位、吸持、拨动、刺入、去核以及体细胞注核、重构胚释放等操作。通过学习，我们了解到当前的体细胞核移植主要通过人工操作完成。因为长时间、高强度的手工操作，操作员的操作效率以及操作成功率等均会大幅度下降。一些已有的机器人化体细胞核移植的操作流程，与手工操作流程一致，在此操作过程中，机器人系统需要在不同的操作区域间进行多次转换，还需要进行4次的物镜转换与重聚焦。此外，在该操作流程中，细胞去核与注核共用一个微针，大大降低了操作效率。因此，设计一个机器人化的体细胞核移植流程，来减小甚至消除区域转换次数以及物镜转换与重聚焦的次数，以提高操作效率是十分必要的。

发明内容

本发明目的是解决现有体细胞核移植操作方法需要时间较长效率较低的问题，提供一种基于微流道的机器人化体细胞核移植操作方法，以便优化体细胞核移植流程，提高机器人化体细胞核移植效率。

本发明的技术方案

一种基于微流道的机器人化体细胞核移植操作方法，所述方法仅用于非诊断和非治疗目的，具体包括以下步骤：

第1步、细胞的微流道存储，该步骤将细胞放入微流道中；

第2步、细胞的定位，在移动操作平台的过程中，自动化定位微流道中的待操作细胞；通过计算待操作细胞的半径周长比来定位细胞位置；

第3步、细胞吸持，计算出可以正好吸持住当前位置的细胞，而又不影响其他待操作和已操作细胞的最小压强，对当前位置的细胞进行吸持。最小压强由以下公式给出：

其中，ρ_fliud为流体密度，ξ_D为损失因子，d₁、d₂分别为针尖和气液交界面的直径，v₁为针尖处的速度，σ为流体的表面张力系数，β为液体与空气的接触角。

第4步、细胞去核，利用去核针进行去核；

第5步、去核针与注核针的转换，在低倍镜下进行去核针与注核针之间的距离标定，在高倍镜下将平行的去核针与注核针同时移动所标定的距离，使去核针移出显微视野，注核针移入显微视野；

第6步、细胞注核，利用注核针进行细胞注核；

第7步、释放已操作的细胞，进行下一个细胞操作。

本发明的优点和积极效果：

本发明实现了一种基于微流道的机器人化体细胞核移植操作方法。本发明引入微流道用于存储细胞，减小了待操作细胞的寻找时间；引入了平行的双针分别用于细胞去核以及注核，省去了物镜转换以及对焦的时间。实验结果表明，该方法较以往的体细胞核移植流程相比，在操作成功率以及细胞存活率基本不变的情况下，将操作速度提升了41.7％，有效的提升了体细胞核移植的效率与可重复性。其中，利用该机器人化方法进行体细胞核移植20个，成功操作19个，存活19个，成功率为95％，存活率为100％，平均操作时间为70s；利用专业实验人员手工进行体细胞核移植20个，成功19个，存活19个，成功率为95％，存活率为100％，平均操作时间为120s。

附图说明

图1为实验操作方法流程框图。