[发明专利]微囊泡的分离方法及设备

说明书

本发明公开了一种分离样本中的柔性颗粒例如细胞囊泡或生物大分子例如外泌体的微流控系统及方法。本发明的系统包括一个或多个超高频声波谐振器，所述超高频体声波谐振器可在流体通道产生传向所述流体通道的对侧的壁的频率为约0.5‑50GHz的体声波。通过调节产生的体声波的功率和/或条件溶液流经体声波区域的速度，使得指定范围的柔性颗粒在所述体声波区域被推送到流道顶部和停留，而不属于指定范围的柔性颗粒等则通过体声波区域进入下游而被收集。本发明的系统和方法可以对溶液中的柔性颗粒例如细胞囊泡或生物大分子特别是外泌体进行捕捉或释放。

本申请要求以下中国专利申请的优先权：2019年6月13日提交的、申请号为201910512713.9、发明名称为“微囊泡的分离方法及设备”，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及细胞研究方法学与医疗器械领域。具体的，本发明涉及一种对细胞微囊泡进行分离和分析的微流控系统和使用所述系统来分离和分析细胞微囊泡的方法。

背景技术

人体体液如血液和组织液中存在的细胞或亚细胞颗粒，以及核酸和蛋白质等生物大分子颗粒对生理健康和研究非常重要，因此存在将体液中的细胞或亚细胞颗粒或生物大分子颗粒进行分离的需求。在人体内，存在各种不同的细胞释放到细胞外环境中的细胞小囊泡，包括外泌体、微囊泡、囊泡、膜小泡、水泡、气泡、前列腺小体、微颗粒、管腔内囊泡、核内体样囊泡或胞吐囊泡等。这些包括外泌体在内的亚细胞颗粒是细胞间信息传递的重要媒介，在抗原呈递、细胞凋亡、炎症反应、肿瘤发生发展及转移过程中发挥了重要作用。亚细胞颗粒在体液中分布广泛，包括血液、唾液、尿液、乳汁和胸腹水等。外泌体包含DNA、RNA及蛋白质等多种内含物，可以作为肿瘤等多种疾病的无创诊断标志物。外泌体的量还可以用于确定治疗效力、疾病或状况的阶段、或者疾病或状况的进程。

对外泌体等亚细胞颗粒或核酸和蛋白质等生物大分子颗粒的分离是一项重要的生物技术。目前有很多种方法可以实现对亚细胞颗粒的分离和操控，其中包括电学方法、声学方法、光学方法、磁学方法、化学方法、流体操控方法等。但这些方法存在发生粘附，效率低，生物活性受影响，不利于下游实验，纯度和回收率低，杂蛋白较多等问题。

微流体技术，已经被用来微米粒子和细胞的分离、提取与操作。但还没有关于用于对纳米尺寸的活性微粒进行分离，特别是可控的精密分离的方法。

因此，目前亟需一种系统及方法，以实现对细胞微囊泡或核酸和蛋白质等生物大分子颗粒的分离方法，以方便对得到的细胞微囊泡或核酸和蛋白质等生物大分子颗粒的进一步的处理及分析。

发明内容

本发明首次发现利用超高频体声波能够在微流控系统中有效地操控和分离溶液中的柔性颗粒如细胞微囊泡或核酸和蛋白质等生物大分子颗粒等，由此提供了分离和纯化微囊泡或核酸和蛋白质等生物大分子颗粒的方法和系统。

具体的，本发明提供了一种分离柔性颗粒的方法，包括：

(1)使含有柔性颗粒的溶液样本流经一个微流控设备，所述设备包括；

流体通道；

一个或多个超高频体声波谐振器，其设置于所述流体通道的底部，所述超高频体声波谐振器可在所述流体通道产生传向所述流体通道的顶部的频率为约0.5-50GHz的体声波；

(2)所述超高频谐振器发射传向所述流体通道的顶部的体声波；

(3)通过调节体声波的功率(例如通过功率调节器)和/或调节所述溶液流经体声波影响区域的速度(例如通过流速调节装置)，使得指定的柔性颗粒在体声波影响区域被推送到流体通道顶部并停留。

在本方面的其中一个方面，上述方法还包括：