[发明专利]一种定量检测单细胞内目标蛋白质的系统

说明书

本发明提供了一种定量检测单细胞内目标蛋白质的系统，此系统包括：电源模块、微流控芯片模块、单细胞处理及蛋白质分离模块和荧光检测模块。利用微流控芯片将单个细胞引入单细胞处理及蛋白质分离模块，该模块用于实现单细胞在线破膜、目标蛋白质捕集和蛋白质分离；荧光检测模块用于检测目标蛋白的荧光信号，最后，利用数据采集器与数据处理器计算目标蛋白的浓度。本系统采用纳流液相色谱分离目标蛋白，克服了传统毛细管电泳方法柱容量低的缺点；提高了定性和定量的准确性；装置结构简单，易于在实验室推广使用。

技术领域

本发明涉及生物检测技术领域，更具体地说，涉及一种定量检测单细胞内目标蛋白质的系统。

背景技术

一切生理活动都需要蛋白质的参与，如生长、繁殖、细胞分化、机体防御和生理机能调节等各个方面都离不开蛋白质。若蛋白质的表达水平发生变化，会极大地影响到相关的生理过程，甚至导致疾病。因此，发展测定细胞中蛋白质含量的技术和方法十分必要。

在蛋白质的检测技术中，传统的方法为测定大量细胞(约为10⁶个细胞数量级)的平均值，如酶联免疫法(ELISA)和比色法等技术。在这种情况下，无法得知细胞与细胞之间的差异性，并且由于检测灵敏度受限，也会使检测结果失真。因此，要不断的提高检测灵敏度和发展相关的单细胞蛋白质检测方法。

近年来，一些具有高灵敏度的检测技术已经用于单细胞蛋白质检测，如荧光流式细胞术、质谱流式细胞术、微流控芯片技术和毛细管电泳激光诱导荧光检测(CapillaryElectrophoresis-Laser-Induced Fluorescence)等。然而，荧光流式细胞术因为缺乏定量方法，只能定量检测细胞膜蛋白，而无法对细胞内的蛋白进行定量检测。大多数的微流控芯片技术只能实现单细胞蛋白质的半定量检测，无法实现绝对定量，而且很多芯片技术由于抗体的选择性有限，可能产生假阳性结果。采用毛细管电泳或纳流液相色谱对蛋白质进行分离，可以提高检测的准确性，减小假阳性结果发生的概率，且针对不同的蛋白质和细胞，可以选择不同的分离模式，但毛细管电泳的最佳上样量仅为pL数量级，虽然与哺乳动物细胞的体积(5～500pL)相当，但在单细胞样品前处理过程中的稀释效应会使单细胞样品体积增大，上样时很容易导致样品过载，引起电泳分离效率大大降低。

发明内容

本发明提供了一种定量检测单细胞内目标蛋白质的系统，此系统包括：电源模块、微流控芯片模块、单细胞处理及蛋白质分离模块和荧光检测模块。其中，微流控芯片模块中的微型通道直径与细胞直径相当，使得细胞在进样时，保证每次只有一个细胞进入系统，并且微流控芯片与十通阀相连，可将单细胞引入高压液相系统中；单细胞处理及蛋白质分离模块用于实现单细胞捕获、单细胞破膜、蛋白质捕获和蛋白质分离；荧光检测模块包括荧光检测器、数据采集器和数据处理器，荧光检测器中的光源将目标蛋白激发，产生荧光后被荧光检测器接收；最后，利用数据采集器与数据处理器计算目标蛋白的浓度。

本发明的技术方案是：

一种定量检测单细胞内蛋白质的系统，包括：

(1)电源模块，用于为系统供电；

(2)微流控芯片模块，用于单细胞操控，包括芯片基底、芯片上盖、细胞入口管、细胞出口管和微型通道，将芯片上盖盖在已刻蚀有微型通道的芯片基底上形成微型通道；其中，微型通道的直径与细胞直径相当(相当即微型通道直径与细胞直径相同至小于2倍的细胞直径)，使细胞在所述微型通道内分散的流动且细胞之间无连结；采用石英毛细管作为细胞入口管和细胞出口管，细胞入口管的一端与芯片微型通道的入口端相连，另一端插入装有细胞悬浮液的试管中，细胞出口管一端与芯片微型通道的出口端相连，另一端与单细胞处理及蛋白质分离模块中十通阀的10号位相连，石英毛细管内径为10～30μm；