[发明专利]一种可循环的中空悬臂探针前端加载和清洁方法

说明书

本发明公开了一种可循环的中空悬臂探针前端加载和清洁方法，解决中空悬臂探针在操作液体成本高和用量低的应用场景下液体利用率低、清洗步骤繁琐的问题。所述前端加载方法包括如下步骤：将待操作液体进行过滤和脱气处理；将液滴转移到透明衬底上；将校准后探针和液滴完成接触；通过压力控制器施加负压力脉冲完成液体的前端加载；本发明还提供了所述前端加载后的清洁方法：将完成试验后探针浸入清洗液中片刻，并用超纯水洗净完成外部清洗，之后将探针依次浸入次氯酸钠溶液，乙醇水溶液，期间交替施加正压和负压实现对微通道的内部清洗，最后将清洗干净后的探针在湿润、密封和冷藏的环境保存，以便中空悬臂探针下一次快速连续的使用。

技术领域

本发明涉及微纳操作技术领域，具体涉及一种可循环的中空悬臂探针前端加载和清洁方法。

背景技术

单细胞水平的生理学研究是进一步了解复杂组织和器官中细胞过程的基础。其中，细胞对外源性刺激的反应能提供更多的细节和原理，而流体力显微镜(Fluidic ForceMicroscopy,FluidFM)通过力反馈和压力控制的中空悬臂探针实现对细胞局部神经递质和药物的释放，为单细胞水平研究提供了有力手段。

在2009年Meister团队将中空探针和商业AFM结合诞生了FluidFM，并迅速拓展了生物医疗的研究领域(Meister A,Gabi M,Behr P,et al.FluidFM:Combining AtomicForce Microscopy and Nanofluidics in a Universal Liquid Delivery System forSingle Cell Applications and Beyond[J].Nano Letters,2009,9(6):2501-2507)。目前，FluidFM中空悬臂探针的加载过程是采用移液管将特定液体注入后端储液区，借由压力控制器施加特定压力将液体通过微通道挤压至中空悬臂探针尖端开口。在这种情况下，相较于微通道横截面大小来说，液体输送距离长，液体利用率较低。同时探针尖端开口小导致液体的体积流量非常低，需要较长时间才能完成液体交换，后续的清洗过程也非常耗时。

当使用成本高或可用量低的目标物质时，如何在特定的表面修饰和对活细胞的局部操作等应用场景提供一个方便快捷的FluidFM中空悬臂探针处理方法，实现快速、多功能和成本效益高的前加载和清洗程序是亟需解决的问题。

发明内容

针对上述FluidFM中空悬臂探针在操作液体成本高和用量低的应用场景下液体利用率低、清洗步骤繁琐的问题，本发明提供了一种可循环的中空悬臂探针前端加载和清洁方法，通过将处理后的操作液体从探针的前端加载，降低了液体的输送距离以及和微通道的接触面积，有效的提高了液体的利用率和探针的清洁效率，为细胞局部神经递质和药物的释放提供一种快速、成本效益高的处理方法。

本发明至少通过如下技术方案之一实现。

一种可循环的中空悬臂探针前端加载和清洁方法，包括以下步骤：

将经过过滤和脱气处理待操作液体转移到透明衬底上，将校准后的中空悬臂探针尖端浸没待操作液体后，通过压力控制器施加负压力脉冲完成液体的前端加载；

完成试验后，压力控制器施加压力脉冲去中空悬臂探针中残余的待操作液体，将中空悬臂探针浸入清洗液中浸泡后用超纯水清洗中空悬臂探针表面，再将中空悬臂探针依次浸入次氯酸钠溶液，乙醇水溶液，浸入期间交替进行加载和释放操作完成对探针微通道的内部清洗，最后将清洗干净后的中空悬臂探针在湿润、密封和冷藏的环境保存。

优选地，所述中空悬臂探针包括悬臂梁探针和内部微通道；所述悬臂梁探针前端开口，后端接压力控制器；所述内部微通道道尺度为微米级。

优选地，所述过滤采用低于0.2μm注射器过滤器，去除待操作液体中得固体颗粒,防止固体颗粒对探针微通道造成堵塞；

优选地，所述脱气采用真空脱气法，去除溶解在待操作液体中的气体，降低气体对后续实验中的影响。