[发明专利]细胞转染系统及方法

说明书

本发明公开了一种细胞转染系统及方法，该系统包括：集成有大面阵纳米针阵列结构的底部盖板、由并行流道的PDMS组成的顶部盖板；底部盖板和顶部盖板通过键合方式形成微流控系统，转染试剂与待转染细胞以特定通量经并行流道通过大面阵纳米针阵列区域；电源模块与振动模块和控制模块连接，用于为细胞转染系统供电；控制模块与振动模块和微流控系统连接，用于发出控制指令和控制转染试剂与待转染细胞的流体速度；振动模块与微流控系统连接，用于根据控制指令进行振动，带动微流控系统振动，使得待转染细胞与大面阵纳米针阵列接触，转染试剂进入待转染细胞。该系统可以实现高通量转染，具有较高的转染效率和稳定性，且成本低，易于控制。

技术领域

本发明涉及细胞转染技术领域，特别涉及一种细胞转染系统及方法。

背景技术

定向基因编辑技术CRISPR由于其特异性、高效、多目标同时编辑等优势，已经成为最主要的基因编辑方法，近些年来广泛用于各种生物研究和临床应用的探索中并在解决癌症免疫治疗中发挥重要作用。安全高效的细胞转染手段在定向基因编辑中起到尤为重要的作用。传统的细胞内转染技术包括利用脂质体或聚合物纳米颗粒诱导细胞膜穿孔以及内吞作用，多肽介导细胞膜渗透完成给药等。这些方法一定程度上受限于细胞类型和目标分子的结构，并且转染效率较低。病毒转染(例如逆转录病毒转染等)需要特异性结合，无法实现细胞转染的通用性，并且存在化学成分残留等问题，存在安全隐患。电穿孔技术通过电流破膜可以实现高效的目标转染，然而其对细胞存在不可逆损伤，因而限制了其应用。显微注射转染技术效率较低，无法实现批量细胞的高通量转染。因此，研究一种具有广泛通用性、高效率，低损伤、低化学成分残留的高通量细胞转染方法具有重要意义。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种细胞转染系统，该系统可以实现高通量转染，具有较高的转染效率和稳定性，且成本低，易于控制。

本发明的另一个目的在于提出一种细胞转染方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种细胞转染系统，包括：集成有大面阵纳米针阵列结构的底部盖板、由并行流道的PDMS组成的顶部盖板、电源模块、控制模块和振动模块；

所述底部盖板和所述顶部盖板通过键合方式形成微流控系统，转染试剂与待转染细胞以特定通量经所述并行流道通过所述大面阵纳米针阵列区域；

所述电源模块与所述振动模块和所述控制模块连接，用于为所述控制模块和所述振动模块供电；

所述控制模块与所述振动模块和所述微流控系统连接，用于发出控制指令和控制所述转染试剂与所述待转染细胞的流体速度，所述控制指令包括振动频率和振动幅度；

所述振动模块与所述微流控系统连接，用于根据所述控制指令进行振动，带动所述微流控系统振动，通过所述微流控系统的振动使得所述待转染细胞与所述大面阵纳米针阵列接触，所述转染试剂进入所述待转染细胞。

另外，根据本发明上述实施例的细胞转染系统还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，所述纳米针为底部直径大于顶端直径的针尖形状，底部直径为100nm-900nm，高度为100nm-3000nm。

进一步地，所述大面阵纳米针阵列结构的面积为10x10mm²到100x100mm²。

进一步地，所述顶部盖板的并行流道为多条单行流道组成的长方体流道，在流道入口和流道出口包括多条流道用于进行分流。

进一步地，所述并行流道的流道高度为10-100μm，长度为10m-100mm，单一流道宽度为10-500μm，并行流道数量为2-200条。

进一步地，所述振动幅度为1微米-1毫米，所述振动频率为10赫兹-500赫兹。