[发明专利]一种可选择性高通量电穿孔装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可选择性高通量电穿孔装置，属于电穿孔领域。

背景技术

电穿孔是借助外部脉冲电场使细胞膜产生跨膜电压，当细胞跨膜电压超过一定阈值后，细胞膜发生可逆穿孔将外源物质导入细胞的一项细胞转染或细菌转化的技术。电穿孔具有无细胞毒性、成本低、转染效率较高等优点。目前电穿孔技术已经广泛应用于生物学研究。现有的几类电穿孔方法，如将细胞放置在相距几毫米平行电极之间（例如，美国专利U.S.Pat.5389069），或使得细胞在平行电极之间流过（例如，美国专利U.S.Pat.6773669；中国专利申请，公开号：CN1195997A），都存在使用较为麻烦且难以并行处理多个样本等不足。高通量电穿孔允许对多个样本进行同步或自动连续的电穿孔，这类技术适用于高通量基因功能研究和治疗靶点筛选等许多过程。

现有高通量电穿孔装置都是基于多孔板式结构，电穿孔体系被加到多孔板式结构中，而这种孔板结构每个孔都包含一对电脉冲发生的电极，按一定程序施加电脉冲就可以使每个孔中的细胞发生电穿孔（例如专利：国际专利申请PCT公开：WO2004/050866A1；中国专利：CN101384697B）。这类装置虽然解决了高通量电穿孔的问题，但样品准备、转移和装置清洗过程比较繁琐，而且其每个反应所消耗的细胞和被转染物质比较多，这提高了高通量筛选的成本。

2008年美国Stanford大学的G.Emmanuel等在nature methods杂志上报到了一种悬滴电穿孔装置。该装置由两块插指状的金属片组成，形成对应于96孔板的96对金属电极。10到20微升的细胞悬液被加到金属电极之间会因表面张力而粘附在电极的空隙处。在两个电极之间施加电脉冲即可将粘附在电极对之间的细胞电穿孔，穿孔后的细胞可被大量的细胞培养基冲刷到电极下方的多孔板中。该装置的样品操作过程非常简单，与常规多孔板兼容且可与液体工作站联用。但是，不同细胞和转染对象的组合之间的最优的电穿孔条件存在差异，而该装置只有两个电极，所以无法同步对不同样品进行选择性电穿孔，而且加工成本较高，这限制了其应用。因此如何实现低成本、可选择性的高通量电穿孔成为大规模筛选中一个非常重要的问题。印刷电路板（PCB）是一类应用于电子电路制作的成熟工艺，可批量生产，加工成本较低，目前已有一些将PCB技术应用于细胞操作的报道。例如，利用PCB技术可生成直径在100微米左右的通孔，这类通孔集成基于介电力的细胞捕获（2010年意大利博洛尼亚大学的L.Marta等曾在Lab on a Chip杂志上报道过利用PCB中的通孔捕获单细胞的研究）和电阻抗测量（2012年意大利博洛尼亚大学的F.Andrea等在Lab on a Chip杂志上报道使用PCB上的通孔测细胞阻抗）等功能，有应用于单细胞操作与分析的潜力。同样，PCB技术也有应用于细胞电穿孔的潜力。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用便捷的可选择性高通量电穿孔装置。

本发明提供的一种可选择性高通量电穿孔装置，它包括一基板；

所述基板上设有若干个通孔；每个所述通孔处设有1对电极，所述电极与设于所述基板上的导线相连接；

所述电极可单点选通。

本发明中所述的“单点选通”是指：所述基板上的每对电极之间为并联连接，从而可单独控制，实现选择性控制。

上述的电穿孔装置中，所述基板可由绝缘材料制成，如采用玻璃或绝缘高分子聚合物。

上述的电穿孔装置中，所述通孔可为圆形、椭圆形、方形或矩形等。

上述的电穿孔装置中，所述电极由金属或导电聚合物制成。

细胞在脉冲电场中，细胞膜会产生跨膜电压，当跨膜电压超过一定阈值后，细胞膜表面产生可恢复的微孔，从而将外源物质导入细胞。产生合适的电场是高效电穿孔的关键。脉冲信号导入含细胞和待转染物质的混合体系是通过与之接触的导电电极来完成的。因此，对于电穿孔装置来说，电极的设置会直接影响电穿孔效果，而合理的导线排布对减小装置的复杂程度和实现选择性控制尤为重要。根据上述的原则，本发明中，所述电极可设置在所述通孔的侧壁上；或者，所述电极可设置在所述基板的上下两侧，且所述电极的中部断面与所述通孔的内壁处于同一个竖直平面上。

上述的电穿孔装置中，所述电极的2个电极板之间距离为0.2～2mm。