[发明专利]微全分析芯片、芯片组件和单细胞样本制备方法

说明书

本发明提供一种微全分析芯片、芯片组件和单细胞样本制备方法。微全分析芯片用于制备单细胞样本，其包括至少两个流入口、一个流出口(14)以及连接所述流入口和所述流出口(14)的多个流道，所述流入口用于使细胞悬浮液、分子标签和细胞隔离介质进入所述多个流道，所述流出口(14)用于使所述单细胞样本流出所述流道，所述流入口位于所述芯片的上表面，所述流出口(14)位于所述芯片的下表面，所述单细胞样本能依靠重力作用而流出所述流出口(14)。根据本发明的微全分析芯片，其结构简单且能制备较高质量的单细胞样本。

技术领域

本发明涉及生物仪器设备领域，更具体地涉及用于制备单细胞样本的微全分析芯片、芯片组件和单细胞样本制备方法。

背景技术

单细胞转录组学是阐明复杂生物系统的有效方法，这种方法通过微观角度研究单个细胞的基因表达。单细胞RNA测序通过生成细胞群体的单细胞图谱，能够解析复杂样本中不同类型细胞之间的特定差异，此外单细胞基因表达谱分析也带来了疾病发展过程中有关细胞进程的重要见解。单细胞测序技术的进步让研究人员能够获取之前经常会被大量(Bulk)细胞的测序方法所掩盖的关键数据，如罕见或新的细胞类型，从而在单细胞水平上探索真正的基因表达多样性。

在单细胞测序技术中，制备合格的单细胞样本是该技术后续能够被成功应用的关键。

美国BD公司的Phapsody单细胞分析系统，采用平面阵列微孔用于细胞捕获并进行基于微球的3'RNAseq测定。在微孔中，一个细胞与一个条码标记微球匹配，之后裂解细胞将mRNA与微球上条码标记的捕获寡核苷酸杂交，通过磁力把微球回收并进行cNDA合成，之后进行测序和构建单细胞基因表达谱。这种方法对细胞的大小及形态要求较为严格，太大的细胞如卵细胞、神经细胞、心肌细胞很难加载到微孔之中，造成有效细胞捕获通量极低；其次，微孔之间容易交叉污染，从而增加了单细胞分析的系统噪声及准确度。

美国Fluidigm公司的C1单细胞分析系统，利用微阀阵列结构，把细胞捕获于隔离腔内。这种方法同样存在待分析细胞之间交叉污染问题，此外这种方法通量较低，每次只能捕获分析约800个细胞。

另一种捕获单细胞的技术是使用微全分析芯片(也称微流体)。例如中国专利CN104350374B公开了一种用于使用微流体的多个单细胞捕获和处理的方法、系统和设备。使用微全分析芯片能使细胞和细胞之间通过特定流体介质隔离，避免细胞之间的交叉污染；并且，细胞在微流道中连续运动，提高了制备通量。

然而，微全分析芯片制作成本较高，在实际使用过程中，也还存在所获得的细胞质量不高的现象。

发明内容

本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种能获得较高质量的单细胞样本的微全分析芯片、芯片组件和单细胞样本制备方法。

根据本发明的第一方面，提供一种微全分析芯片，其用于制备单细胞样本，其包括至少两个流入口、一个流出口以及连接所述流入口和所述流出口的多个流道，其中，

所述流入口用于使细胞悬浮液、分子标签和细胞隔离介质进入所述多个流道，所述流出口用于使所述单细胞样本流出所述流道，

所述流入口位于所述芯片的上表面，所述流出口位于所述芯片的下表面，所述单细胞样本能依靠重力作用而流出所述流出口。

在至少一个实施方式中，所述流入口包括细胞与标签口和隔离介质口，所述细胞与标签口用于加载细胞和分子标签载流液，所述隔离介质口用于加载细胞隔离介质，

所述多个流道包括标签细胞微流道、隔离介质微流道和单细胞微流道，

所述标签细胞微流道与所述细胞与标签口相连，所述隔离介质微流道与所述隔离介质口相连，所述标签细胞微流道与所述隔离介质微流道交汇于汇合口，所述单细胞微流道连接所述汇合口和所述流出口。