[发明专利]细胞的电转芯片、电转装置及电转系统

说明书

本发明提供细胞的电转芯片、电转装置及电转系统。所述电转芯片包括：通过电转液进口、电转液出口和增压气口与外界连通的密闭本体，所述密闭本体内部具有电转液进口缓冲区、电转液出口缓冲区、增压气口缓冲区和电转液腔，其中，所述电转液腔连通电转液进口缓冲区、电转液出口缓冲区和增压气口缓冲区，电转液进口缓冲区和电转液出口缓冲区设置于电转液腔同一侧，增压气口缓冲区位于电转液腔的另一侧；平行置于电转液腔相对的两个平面上的电极板；和从电极板的背离电转液腔的一侧表面凸出的导电极。本发明具有空间体积小、可连续电转、电转电场稳定、可自动化控制、芯片空间封闭、生物安全性高等优点。

技术领域

本发明属于生物细胞样品电转技术领域，具体涉及一种可用于多种类细胞(包括免疫细胞、干细胞、细胞株等)的电转芯片、电转装置及其电转系统。

背景技术

细胞电转(或称电穿孔)是当前细胞转染领域中常见的一种技术，其原理是采用短脉冲高压电场施加在细胞上，在短暂时间内可使其细胞膜上产生允许膜外分子进入的通道。细胞通常是人或动物的一些细胞；分子通常是质粒、DNA、RNA等。细胞电转应用于细胞实验或者免疫基因研究或免疫细胞治疗等领域。

细胞电转效果与细胞的类型，电场的条件，电转的容器三者有关。不同类型的细胞所需要高压电场的条件并不相同；电场条件包括脉冲宽度、电压幅值、脉冲数量等；电转容器是细胞发生电转的场所，是最核心的部件。对于面向应用于临床治疗研究的免疫细胞或干细胞，细胞电转还需要严格地保证样品的无菌。而现有细胞电转装置大多是实验室的科研级别设备，大多只适用于科研探索使用，电转容器在进行细胞电转时重复开放式的加样或混合，很难保证样品的无菌性。

常规的电转容器是一次性的电转杯，其包括两个平行的电极板。电极板均连接至外部强电场，而电极板之间可放置待电转的细胞液。现有技术下，一方面，电转时溶液中的水易在电极端发生电解产生气泡，气泡会进一步影响电转的电场环境。另一方面，电极在短频高压电场中随着电转的进行，电极及电转溶液还会逐渐产生升温，温度过高会对细胞产生损伤，影响后续细胞的状态。

CN1965079B涉及一种纤维式的电穿孔装置，包括脉冲发生器、长中空样本填充件、压力装置、贮存器和贮存夹持装置。贮存器分别布置在脉冲发生器的两端，电极分别放置各端的贮存器中；长中空样本填充件为一根中空的纤维丝，内部可用于填充待电转的混合液，纤维丝的两端分别放置在两个贮存器内；贮存器中填充有电转液。电转时，气泡产生在两端的贮存器中，而不会影响纤维丝中细胞的电转。压力装置用于保持适当的压力，以实现样本在内部完全填充。但该装置的电转电场不均匀，对中空纤维内的细胞电转效果不一致。

CN104357323B涉及一种细胞电转仪，包括机壳、电源模块、电击管和微控制装置。细胞电转仪内部设置有固定座，固定座上设有用于固定电击管的插孔，机壳内还设有与电源模块相连接的电极一和电极二，其电极一和电极二分别用于抵靠在电击管的两个电极上施加电转电场，微控制装置对电源模块实现控制。该装置通过弹簧压紧电击管的两个电极，增强电击管的密封性，在一定程度上压缩电化学可能产生的气泡。但该装置可提供的密封压力有限，并不能完全阻止电解气泡的产生。

CN102268425A涉及一种大体积细胞液电转的流式电穿孔室的相关方法和装置，包括歧管调节样品流动的电穿孔室。该电穿孔室包括一个循环的液体流路，可改变条件使其中的样品在一个完全无菌密封的系统内以独立组分或独立体积的形式受到均一的处理。该装置可循环电解大体积的样品，但对于电转时的气泡和温控并未提及。

发明内容