[发明专利]激光阵列编码和光诱导的细胞分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学领域的细胞分离技术，具体是一种基于激光阵列编码和光诱导微泡析出的细胞分离方法。

背景技术

现阶段对单细胞的原位可视化无损操作问题迫切需要科研人员从单细胞水平研究新颖的细胞微操作机理，细胞筛选作为现代生物学的重要组成部分，也是细胞研究中的关键步骤之一。通过高通量精准筛选能够获得大量的目标细胞，从而应用于细胞生物学、生物医学、组织工程学、药代动力学、组合化学和司法认定等方面的研究。这些病理或生理行为在很大程度上都受到细胞所处的微环境的调节，而细胞所处的微环境比较复杂，如细胞外基质的生化作用和机械作用、邻近细胞释放的蛋白、各种生化因子的浓度和浓度梯度、细胞所受到的应力，以及细胞与细胞的直接接触等都会对细胞的活性产生影响。活细胞内的实时检测必然要求在检测过程中不影响细胞生物生理功能，即维持细胞“活”的状态。因此，活细胞内的实时检测要求检测方法具有：实时、原位、高灵敏度、高时空分辨率、无损等特点。而传统电阻炉式的焦耳热诱导方式的迟滞和损害性迫切需要探索响应速度块、对细胞活性保护性强、利于自动化控制的细胞诱导方式。

发明内容

本发明为了解决目前在生物传感、人类功能基因组载体研究、稀有细胞筛选、性犯罪司法取证等领域快速分离和检测目标细胞所包含的丰富信息等问题，提供了一种基于激光阵列编码和光诱导微泡析出的方法。

本发明采取以下技术方案：一种激光阵列编码和光诱导的细胞分离装置，包括上位机、中继器、激光发生器、激光分束器、光开关、高速CCD成像系统、用于细胞操作的微流控芯片、冲洗液配送设备、废液处理设备和智能显微平台，所述的上位机、中继器、激光发生器，激光分束器、光开关依次相连，光开关上设有智能显微平台，智能显微平台上设置有微流控芯片；微流控芯片分别与冲洗液配送设备和废液处理设备连接，微流控芯片上侧设有高速CCD成像系统，高速CCD成像系统与上位机连接。

所述的微流控芯片包括集成在微流控芯片上的细胞捕获微孔阵列阱；其中细胞捕获微孔阵列阱分别与集成在微流控芯片上的样本入口、缓冲液入口I、缓冲液入口II、缓冲液入口                                                、缓冲液入口、样本出口I、样本出口II和废液出口连接。

所述的细胞捕获微孔阵列阱包括若干细胞捕获阱，细胞捕获阱底部设有激光基底加热区，激光基底加热区下侧设有激光开关。

所述的高速CCD成像系统包括显微荧光成像系统以及与其连接的液晶屏显示器。

所述的智能显微平台包括三维微动载物平台和显微放大成像平台，智能显微平台内置有PC机，PC机中设有显微平台控制模块、图像获取模块和图像分析模块，其中显微平台控制模块用于控制三维微动载物平台和显微放大成像平台，图像获取模块用于从高速CCD成像系统种获取图像，图像分析模块用于分析细胞图像数据。

所述的微流控芯片由高聚物材料聚二甲基硅氧烷制成，集成在微流控芯片上的各个部件由微流通道连接。

具体操作步骤如下：1）利用目标细胞的不同特性，对部分靶细胞进行荧光标记。

2）利用微流控芯片上的细胞捕获阱将细胞捕获，混合细胞样品从微流控芯片中的样本入口进入，混合细胞流经细胞捕获阱上方时陷落进入细胞捕获阱，进样结束后，将缓冲液入口、缓冲液入口II、缓冲液入口和缓冲液入口同时进缓冲液，将未被捕获的细胞经样本出口收集。

3）目标图像获取，运用高速CCD成像系统，使用激光发生器对细胞进行照射，调节使用三维微动载物平台和显微放大成像平台调节至摄到细胞捕获微型阵列阱区域及荧光显示的细胞图片。

4）随后进行目标图像处理，将用于微型阵列阱中目标细胞的检测与识别。

5）激光阵列编码和光诱导的细胞分离，每个细胞捕获阱的下面均连有激光基底加热区，控制光开关，从而控制是否在光纤对应的阱中产生气泡，对应光纤的捕获阱产生气泡，细胞被顶起，然后将缓冲液入口、缓冲液入口II、缓冲液入口和缓冲液入口同时进缓冲液将目标细胞通过样本出口收集，之后将光开关全部打开，将死细胞顶起，通过样本出口收集。

所述的第三步中，激光发生器选用蓝色激发光，波长488nm。