[发明专利]基于微液滴压缩通道的单细胞蛋白高分辨率定量检测系统及方法

权利要求书

1.基于微液滴压缩通道的单细胞蛋白高分辨率定量检测系统，其特征在于，所述系统包括：

微液滴裂解与生成模块(1)，包括免疫荧光染色细胞(101)、细胞裂解液(102)、以及氟化油(103)和微液滴生成微通道；所述细胞裂解液(102)用于实现液滴内单细胞免疫染色抗体的掉落，从而保证荧光在微液滴内均匀分布，通过调节两水相和油相流速比和流速大小，实现稳定的单细胞微液滴包裹，在所述微液滴生成通道中生成均匀荧光分布的微液滴；所述的水相分别为免疫荧光染色细胞(101)和细胞裂解液(102)，所述的油相为氟化油(103)；

优选地，微液滴驱动模块(2)，包括手动压力泵(201)和微管；手动压力泵通过微管与微液滴石英压缩通道的上通孔相连，在微通道中形成均匀压力，保证微液滴能够匀速通过石英压缩微通道而不是发生破碎或者融合；

微液滴石英压缩通道检测模块(3)，包括石英压缩微通道(301)、石英基底(302)、铬窗(303)、光电倍增管(304)和正弦波控制的激光光源(305)；通过对进入所述石英压缩微通道(301)中的包含单个待检测细胞中的微液滴蛋白进行荧光激发，并用光电倍增管(304)接收荧光信号转成电压信号，再用正弦波控制的激光光源(305)进行荧光调制，所述正弦波控制的激光光源(305)将液滴中的单细胞蛋白荧光信号调制到高频实现低频电噪声的去除；微液滴荧光信号收集与处理模块(4)，包括信号发生器(401)、锁相放大器(402)、数据采集卡(403)和信号采集系统(404)，其中，所述信号发生器(401)用于调制所述激光光源(305)以产生交流正弦波信号作为参考信号输入到锁相放大器(402)的参考信号端，而调制后到高频的荧光电压信号输入到锁相放大器(402)的待测信号端，使用锁相放大器(402)解调并降噪为低频电压信号，将所述低频电压信号输入到数据采集卡(403)转换成数字信号，由信号采集系统(404)进行数据处理和分析，结合蛋白分子数与电压信号关系曲线，确定单个待检测细胞中蛋白分子数。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微液滴生成微通道为十字沟道；所述十字沟道具有彼此相反的第一端和第二端，以及彼此相反的第三端和第四端；十字沟道的第一端为免疫荧光染色细胞(101)和细胞裂解液(102)输入端；十字沟道的第二端为均匀荧光分布的微液滴流出端；十字沟道的第三端为氟化油(103)输入端；十字沟道的第四端容纳有氟化油(103)；

优选地，所述的细胞裂解液(102)，包括蛋白酶K、盐酸胍和尿素；所述细胞裂解液(102)中，蛋白酶K浓度为1mg/mL、盐酸胍浓度为3mol/L和尿素浓度为3mol/L。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微液滴驱动模块(2)包括手动压力泵和微管，首先在微液滴石英压缩通道检测模块(3)键合一层已经打孔的聚二甲基硅氧烷材料，手动压力泵通过微管连接这层打孔的聚二甲基硅氧烷材料，控制微液滴在微液滴石英压缩通道检测模块(3)中的流速大小。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微液滴裂解与生成模块(1)主要由微液滴生成芯片组成，微液滴生成微通道设置在微液滴生成芯片上；所述微液滴生成芯片的截面尺寸为20×20um²；

优选地，通过注射泵分别控制免疫荧光染色细胞(101)水相和细胞裂解液(102)水相流速大小均为2μL/min,氟化油(103)油相流速大小为4μL/min，其最终微液滴生成体积达到8pL。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，微液滴裂解与生成模块(1)中，由微液滴生成微通道的沟道生成的微液滴体积，其对应微液滴的拉伸长度通过下式表示：

其中，L_p为微液滴在微液滴生成微通道中的拉伸长度，w_c为微液滴生成微通道的宽度，Q_d和Q_c分别为水相和油相的体积流量，η_c为油相的黏度，γ_dc为油相的表面张力，h为微液滴生成微通道的高度。