[发明专利]可控剂量显微注射装置及其操作方法

说明书

本发明公开了一种可控剂量显微注射装置及其操作方法，所述显微注射装置的内部设置有显微注射微流道，显微注射微流道的一端固定有显微注射针，显微注射微流道上安装有第一电极，显微注射微流道的另一端部安装有第二电极。本发明还提供了一种可控剂量显微注射装置的操作方法，包括以下步骤：在第一电极上施加交流电并调节交流电频率，使细胞被显微注射针刺入；将第一电极上的交流电转换成直流电，将第二电极接地，使待注射外源物质溶液在电渗流的作用下通过显微注射针注入细胞内。本发明的显微注射针固定，通过电渗技术对细胞进行相对精确的定剂量注射，避免了传统方法中通过压力驱动显微注射针内外源物质溶液移动而带来的注射剂量难以精确控制问题。

技术领域

本发明涉及一种可控剂量显微注射装置及其操作方法，属于细胞生物学研究技术领域。

背景技术

显微注射技术是在显微镜视野内将被注射细胞调整固定后，利用玻璃微注射针将外源物质注入细胞内的一种技术，是现代细胞工程的重要技术手段之一，尤其是转基因、克隆和试管婴儿等细胞工程领域，此外在药物筛选测试等领域也有重要应用。与其他技术相比，显微注射的优点是注射效率稳定、注射基因大小不受限制、无需载体以及操作对象物特殊要求等，在濒危动物保护、生殖与健康、物种改良和细胞内核质研究中得到广泛应用。现有的显微注射装置是通过位移分辨率较高的机电装置上连接的持针器固定细胞，再用另外一套同样的装置上连接的显微注射针对细胞进行显微注射；其中固定细胞的持针器是端口尺寸比细胞尺寸略大的拉制玻璃管，通过玻璃管内产生负压来吸持固定细胞，而显微注射针也是玻璃管拉制而成，但其尺寸远比细胞小，通过压力驱动显微注射针内外源物质移动来完成细胞的显微注射操作。这种装置虽然可以明显提高准确率，减少注射针对细胞膜的损伤，但是其也存在设备复杂，操作难度程度大，成本较高，效率和自动化程度低等问题，尤其是通过压力驱动注射针内外源物质移动时，其注射剂量难以精确控制且显微注射针会震动，降低细胞注射后的成活率。定剂量注射对注射不同尺寸的细胞具有重要意义。针对以上问题有必要提出解决方案。

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，提供一种可控剂量显微注射装置及其操作方法，以解决注射剂量难以精确控制的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种可控剂量显微注射装置，所述可控剂量显微注射装置的内部设置有显微注射微流道，显微注射微流道的一端固定有显微注射针，显微注射针的针头朝向显微注射微流道的另一端，显微注射微流道上固定有显微注射针的端部安装有第一电极，显微注射微流道的另一端部安装有第二电极，以通过第一电极与第二电极的配合对细胞的移动进行控制，以及对待注射外源物质注入细胞的剂量进行控制。

进一步为了密封显微注射微流道，所述的可控剂量显微注射装置包括用于密封显微注射微流道的石英基片，且所述电极安装在该石英基片上。

进一步为了便于输送待注射外源物质，所述的可控剂量显微注射装置还包括用于输送待注射外源物质的外源物质溶液输送流道，外源物质溶液输送流道与所述显微注射微流道相交且连通，所述的显微注射针与上述相交且连通的区域相连通，以使外源物质通过显微注射针注入细胞内。

进一步为了便于输送待注射细胞，所述可控剂量显微注射装置还包括用于输送细胞的细胞输送微流道，显微注射针针头所在处的显微注射微流道区域为注射区域，所述细胞输送微流道与显微注射微流道相交且连通，并且该连通位置位于注射区域上方。

进一步为了细胞一个一个依次通过微流道而不产生“并排”移动，所述细胞输送微流道的深度为H1，d<H1<2d，细胞输送微流道的宽度为D1，D1<2d，d为细胞直径。

进一步，所述的可控剂量显微注射装置分为上层基板和下层基板，所述的显微注射微流道、外源物质溶液输送流道和细胞输送微流道均嵌在上层基板与下层基板内部，上、下层基板相互键合在一起，以使上、下层基板内部的各微流道密封。