[发明专利]一种分选细胞的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分选细胞的装置及方法，具体地说是一种使用微流芯片作为分选细胞容器，在微流芯片中使用飞秒光镊对细胞进行分选。

技术背景

细胞是生命活动的基本单位，一切生命问题的答案最终都可以在细胞中找到。细胞生物学的发展在很大程度上依赖于对单个活细胞的操作。在遗传工程中，将含有特殊基因片段的细菌用荧光基因标记，在荧光标记过程中并非所有细菌都会标记成功，因此需要将成功标记的细菌分选出来单独培养；另外在标记后的细菌增殖后为检测基因片段在细菌传代后是否能够稳定表达，仍然需要将含有荧光基因并能稳定遗传的细菌分选出来进行培养。在细胞或细菌分选时，所使用的传统手段一般为手工操作或机械手操作的接触式分选，这往往对细胞会造成机械损伤，对细胞的损伤程度只有通过细胞增殖后才能确定。另外在整个操作过程中必须要在无菌条件下进行，否则会造成细胞培养液污染，对实验操作环境要求很高。而且要在培养的细胞中选择出变异个体或有标记的个体时，使用传统机械方法往往导致细胞死亡或者操作过程中被外来细菌污染，选择成功率很难保证。

近年来发展起来的使用金磁性微粒对一类细胞进行筛选，如专利200610104760.2利用抗体与抗原一对一结合的原理实现对一类具有表面抗原的细胞进行分选，该方法首先将抗体与金磁性微粒结合，然后加入细胞培养液，通过抗原抗体特异结合反应将细胞结合到金磁性微粒上，再使用磁性分离器将磁性微粒分离出来并将细胞从磁性微粒表面洗脱下来。该方法整个分选过程操作复杂，当待分选细胞表面不含有抗原或待分选细胞为变异个体或待分选细胞为细菌时，该方法则无法实现细胞分选功能。

自激光光镊被发明以来，由于其具有非接触、无损伤地操纵微纳尺度粒子的特性，被认为是最理想的单分子、单细胞、微粒、微纳器件操作技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种组成合理，加工简单，具有良好的光学加工性能，化学稳定性好，可对细胞进行无损伤捕捉和移动，分离效果好的分选细胞的装置及方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种分选细胞的装置，其特征在于：其设有一微流芯片，微流芯片中设有一储存混合细胞的细胞分选室和若干个细胞收集室，细胞分选室和各细胞收集室分别通过中间微流通道连接；细胞分选室侧面设有一条通向芯片外部的侧微流通道，并通过毛细管与培养液抽注器连接；细胞分选室后部设有一后微流通道，并通过毛细管与混合细胞抽注器连接；每个细胞收集室设有一条通向芯片外部的前微流通道，并分别通过毛细管与分选细胞抽注器连接。

本发明所述中间微流通道与细胞分选室的连接口位于细胞分选室前侧，后微流通道与细胞分选室的连接口位于所述细胞分选室前侧相对的后侧。

本发明所述侧微流通道与细胞分选室的连接口位于细胞分选室侧面前1/3-1/4处，侧微流通道入口方向向前倾斜。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案还是：一种利用上述装置进行分选细胞的方法，其特征在于具体步骤是：

(1) 在无菌操作台上，通过培养液抽注器将无菌培养液注入微流芯片，使培养液充满整个微流芯片内部；

(2) 通过混合细胞抽注器将含有混合细胞的培养液从细胞分选室后侧缓慢注入到细胞分选室中，使混合细胞培养液距离细胞分选室侧微流通道入口1~2mm；

(3) 使用光镊在细胞分选室中捕捉细胞，然后将捕捉的细胞通过连接细胞分选室和细胞收集室的中间微流通道移动到相应的细胞收集室中，关闭光路中的快门，释放细胞；

(4) 通过混合细胞抽注器从细胞分选室中吸出混合细胞培养液，同时再次通过培养液抽注器向细胞分选室中缓慢注入无菌培养液，当细胞分选室中的混合细胞排除干净后混合细胞抽注器停止吸入，同时使用分选细胞抽注器将分选出的各细胞收集室中的细胞吸入到毛细管中，将毛细管从微流芯片上取下并密闭保存，实现分选细胞的目的。

本发明所述的光镊是由飞秒激光种子光经过计算全息图后形成飞秒涡旋光再经过显微物镜聚焦形成的涡旋光镊，或者直接将飞秒激光种子光由显微物镜聚焦形成的高斯光镊。

本发明所述的飞秒激光种子光聚焦形成的飞秒高斯光镊，重复频率为76MHz，波长为800nm。