[发明专利]一种用于细胞融合的声微流控系统及其制备方法和应用

说明书

一种用于细胞融合的声微流控系统及其制备方法和应用，属于细胞融合技术领域。本发明声微流控系统包括信号发生器、功率放大器、PDMS腔道、微量注射泵、管道、EP管、细胞回收容器、体波换能器/声表面波换能器。所述PDMS腔道的侧壁/底部具有等同且交错排列的微孔结构。本发明还提供了该声微流控系统中PDMS腔道的制备方法和声微流控系统在细胞融合、类器官融合、3D培养细胞或体诱导细胞融合上的应用。本发明系统产热量极低且操作简单、重复性高、稳定性强，可适用于同源和非同源细胞的融合。不仅适用于两个细胞的融合，也适用于多个细胞的融合，同时可广泛应用到各种类型的细胞中。

技术领域

本发明属于细胞融合技术领域，具体涉及一种用于细胞融合的声微流控系统及其制备方法和应用。

背景技术

细胞融合是发育、组织修复和疾病发病过程中最基本的过程之一。细胞融合始于膜融合，其中两个或多个独立的脂质膜通过特定的生物相互作用合并成一个连续的双层，形成异质或同质细胞。由于融合细胞具有杂交优势，细胞融合技术已成为各种生物技术的有力工具，例如单克隆抗体的生产、改良育种。干细胞生产、功能细胞移植和癌症免疫治疗中。然而，现有的细胞融合技术存在成本高、操作复杂、细胞毒性大、融合效率低以及生物功能易失活等问题。因此，一种操作方便、高效、高活性、生物功能性完好的细胞融合技术的开发在基因定位、细胞抗肿瘤疫苗、单克隆抗体生产和动物育种、癌症治疗方面具有潜在应用价值。

目前，最常用的融合技术有聚乙二醇融合、病毒融合、电融合、磁融合、光融合。

聚乙二醇融合法：利用聚乙二醇负电特性，可与带正电的细胞表面基团结合，使相邻的细胞接触；聚乙二醇可改变细胞的生物膜结构，使细胞接触点处质膜的脂类分子发生疏散和重组，由于两细胞接口处双分子层质膜的相互亲和以及彼此的表面张力作用，从而使细胞发生融合，从而形成杂种细胞。该技术虽然不需要特殊设备，成本低廉，但是融合率低、对细胞毒性较大限制了其广泛应用。

灭活病毒融合法：利用病毒表面含有的糖蛋白和一些酶与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞相互凝聚，细胞膜上的蛋白质和脂质分子重新排布，进一步促进细胞打开，使细胞发生融合。尽管此方法适用于所有类型的动物细胞，但由于病毒制备困难、操作复杂、灭活病毒的效价差异大、实验重复性差、融合率很低的缺点，限制了该技术的应用。

电融合法：在直流电脉冲的诱导下，细胞膜表面小孔生成，使配对的细胞膜质进行重新排列，进而实现细胞融合。该技术操作简单、电参数容易精准地调节、无化学毒性、对细胞损伤较小、融合率高且适用多种细胞类型。但是，需要专用的高昂费用的电融合设备。因此，在很大程度上限制了此融合技术的应用。

光融合法：基于微束激光对细胞的作用而建立的细胞融合技术，利用激光的光镊对细胞进行远距离、非接触式捕获和控制，通过激光击穿接触区的质膜从而实现细胞融合。是一种非接触、单细胞操作、高效、适用各种细胞，也可用于芯片实验室的一种技术，但是其在研究细胞融合的过程中，对操作技术要求很高，且融合效率较低，不利于广泛应用。

磁融合法：通过磁性纳米颗粒或这纳米线与细胞共孵育特定时间，使细胞带有磁性，特定磁场的作用下，磁场力对细胞进行非接触性控制和捕获。通过磁力对细胞接触区质膜进行破坏，进而实现细胞融合。是一种非接触、需要磁性纳米颗粒或者纳米线给予细胞磁性，在磁力的作用下，实现配对细胞融合的一种技术。由于该技术操作复杂、磁性纳米颗粒与纳米线的引入增加对细胞的损伤、融合效率低，很大程度上限制了其广泛应用。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种用于细胞融合声微流控系统及其制备方法和应用。本发明系统产热量极低且操作简单、重复性高、稳定性强，可适用于同源和非同源细胞的融合。不仅适用于两个细胞的融合，也适用于多个细胞的融合，同时可广泛应用到各种类型的细胞中。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：