[发明专利]一种集成式电化学微柱平台及其应用

说明书

本申请属于生物检测技术领域，尤其涉及一种集成式云端电化学微柱平台及其应用，集成式云端电化学微柱平台包括细胞微柱培养单元、微量液滴检测单元、集成式云端电化学工作单元和数据接收分析单元，细胞微柱培养单元包括若干个微柱；微量液滴检测单元具有若干监测件，每一微柱设置有监测件；集成式云端电化学工作单元用以收集微量液滴检测单元的目标电化学信号，并传输至数据接收分析单元；数据接收分析单元用于接受集成式云端电化学工作单元传递的信息并进行分析判断。采用上述的集成式云端电化学微柱平台进行细胞分析、药物筛选、疾病多标志物检测，具有平行化、高通量、灵敏度高、准确性好的优点。

技术领域

本申请属于生物检测技术领域，尤其涉及一种集成式电化学微柱平台及其应用。

背景技术

细胞实时培养监控能更深入了解细胞增殖，信息交互机理，也有助于疾病起源与药物筛选等更深入研究。目前有部分公司进行对细胞实时培养监控设备的研制与开发：爱测智能有限公司研发的CytoSMART系统用于活细胞成像及观察，利用迷你显微镜对培养皿中细胞观察，由于显微镜视野与放大倍数限制，每次只可以观察一批细胞生长且仅放大十倍，不利于细胞深层次观察研究； Aquila Biolabs生产的CGQ系统是一种在线实时监测摇瓶中生物量监测设备，测量时不需要将摇瓶从摇床中取出，也无需停止摇床运作，这种设备可以实现批量化信号读取，但读取的信号仅限于烧瓶内细胞浓度来分析微生物生长动力学；ImageXpress Pico系统结合CellReporterXpress成像采集和分析软件进行细胞检测，该成像设备系统配备了一个环境控制室控制和监控温度、CO₂和O₂浓度以及湿度，同时系统提供五个荧光通道以及比色成像，利用侵入式荧光染料监测细胞增殖、分化、化合物毒性和各种其他基于细胞的检测；Essen公司的IncuCyte ZOOM是长时间、实时动态、非伤害式的活细胞成像分析平台，仪器分为显微成像器和控制器两部分，显微成像器可放置于培养箱中，中间放置多种规格尺寸的标准耗材，在其下方有显微照相设备，通过自动对焦、自动拍摄，对培养细胞进行连续的监测，并通过联网的电脑生成基于细胞覆盖度和细胞个数的动态生长曲线。这些设备主要存在如下几个问题：1)不能高通量细胞检测；2)监控成本高；3)侵入式细胞信号读取；4)信号灵敏度不够；5) 监控设备与培养设备分离，不能彻底实现实时培养监控。

发明内容

本申请的目的在于提供一种集成式电化学微柱平台及其应用，旨在一定程度上解决细胞培养成本、高效率低，以及细胞监测灵敏度低、准确性差的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种集成式云端电化学微柱平台，包括细胞微柱培养单元、微量液滴检测单元、集成式云端电化学工作单元和数据接收分析单元，

细胞微柱培养单元包括若干个微柱，用于负载微量液滴；

微量液滴检测单元具有若干监测件，每一微柱设置有监测件，用于监测微量液滴中目标电化学信号的变化；

集成式云端电化学工作单元用以收集微量液滴检测单元的目标电化学信号，并传输至数据接收分析单元；

数据接收分析单元用于接受集成式云端电化学工作单元传递的信息并进行分析判断。

进一步地，微柱表面还修饰有疏水疏有机层，疏水疏有机层的成分包括表面活性剂和/或粘合剂。

进一步地，表面活性剂包括全氟癸基三氯硅烷，全氟丁酸、氟氯戊酸、含氟烷基磺酸钠、全氟氧杂酰胺基季铵盐中的一种或多种。

进一步地，粘合剂包括氰基丙烯酸盐、丙烯醛基粘合剂、酚醛树脂胶粘剂、聚氨酯胶粘剂中的一种或多种。

进一步地，监测件采用三电极体系。

进一步地，三电极体系的电极材料选用导电聚合物、碳材料纤维、金属线、纳米复合材料中的一种或多种；和/或