[发明专利]用于细胞分析的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分析细胞、更具体地涉及分析在流体中悬浮的细胞的方法和设备。

背景技术

细胞分析可以以不同的方式进行。用于细胞分析的已知技术包括包含细胞的样品(例如，在两个显微镜玻璃片之间放置一滴血)的光学观察，细胞的机械变形，和基于激光的细胞计数(或者称为流式细胞测量术)。虽然这些方法常常非常精确，但在范围和通用性上存在局限。

对于称为电穿孔的细胞处理技术来说，进行细胞分析以研究细胞的参数是重要的。电穿孔是一种技术，其使用电场来在细胞膜中产生孔，以使分子(例如，药物或基因)能传送到细胞中。

电穿孔在基因疗法中是重要的，因为需要控制DNA到细胞中的传输。虽然已知病毒载体是把基因传输到细胞的非常有效方式，但是使用病毒载体是存在风险的(D.J.Well，Gene therapy 11，1363页，2004年)。非病毒的可替代方法(例如，电穿孔)由此具有特别的吸引力，因为他们可以避免需要另外的化学物质或材料来打开细胞膜。电穿孔还具有其可以减小细胞污染可能性的优点。

在通常用于电穿孔的装置中，一次电穿孔悬浮流体中的多个细胞。这种装置的例子是BTX分子传输系统的电穿孔发生器，或TritechResearch的Cloning Gun^TM电穿孔系统。然而，这些装置不理想，因为电场在装置布置内部变化。作为该缺点的结果，在电穿孔过程中通常90％的细胞不能存活。

目前，对电穿孔机构不是非常了解。然而，已经知道的是，选择适当的电波形可以优化过程(Huang en Rubinski，Sensors andActuators A 89，242页，2001年)。这样优化的电穿孔参数取决于细胞的类型。因此，对于每一个单细胞类型，不得不进行电穿孔参数的最优化。

使用包括上述那些方法的已知细胞分析技术，细胞特性的分析和最优化是劳动密集并且费时的过程。因此希望的是，创立用于所控制的细胞观察和/或分析的改进的细胞分析技术，以使得可以研究细胞的电穿孔特性。还希望的是，使用单个装置和/或程序使这样的分析能够进行。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于研究悬浮在流体中的细胞的电穿孔特性的细胞分析装置，该装置包括：

彼此间隔的第一和第二衬底；

第一电极阵列，其在第一衬底的表面上形成；

至少一个电极，其在面向第一电极阵列的第二衬底表面上形成，由此至少一个电极和第一电极阵列限定了用于接收流体的分析容积的上和下边界，分析容积包括容积部分的阵列；以及

电路，布置用于改变施加到至少第一电极阵列上的电压的振幅和持续时间，以在装置的一个或多个容积部分中产生和改变电场。

因而，提供一种用于分析细胞的电穿孔特性的设备，其中，所施加电场在单独细胞的基础上可以进行控制。并且，通过使用单个测量程序，设备可以用来寻找多个细胞的最优电穿孔参数。

根据本发明的另一方面，提供一种运行细胞分析装置以研究悬浮在流体中的细胞的电穿孔特性的方法，装置包括两个彼此间隔的衬底，而其之间限定有分析容积，且分析容积包括容积部分阵列，并且方法包括以下步骤：在其中放置有流体的装置的一个或多个容积部分中产生不同振幅或持续时间的电场。

根据本发明的另一方面，提供一种制造用于研究悬浮在流体中的细胞的电穿孔特性的细胞分析装置的方法，该方法包括以下步骤：

在第一衬底的表面上形成第一电极阵列；

在面向第一电极阵列的第二衬底表面上形成至少一个电极，将第一和第二衬底在表面彼此面对的情况下彼此间隔，至少一个电极和第一电极阵列由此限定用于接收流体的分析容积的上和下边界，分析容积包括容积部分阵列；以及

设置电路，以改变施加到至少第一电极阵列上的电压的振幅和持续时间，以使可以在装置的一个或多个容积部分中产生或改变电场。

根据本发明的另一方面，提供一种制造用于研究悬浮在流体中的细胞的电穿孔特性的细胞分析装置的方法，该方法包括以下步骤：

拆除液晶显示器；以及

去除液晶材料。

本发明由此为减少研究细胞的电穿孔参数所需要的时间和劳动作准备。并且，参数可以用来改进电穿孔过程的效率。

分析装置可以具有基于有源阵列的设计。装置还可以使用已知的介电泳(DEP)、电泳、电渗或者电流体力学的物理现象来实现细胞电传送和捕获。

附图说明

现在将参考附图详细描述本发明的示例，其中：