[发明专利]单细胞操纵系统及方法、单克隆细胞系构建方法、单细胞液滴生成系统及方法

权利要求书

1.一种基于声流体镊的单细胞操纵系统，其特征在于，包括：

样品缓存装置，用于进行样品的固定及存储；

超高频体声波谐振器，其与样品缓存装置通过液态介质连接，用于作用于所述样品缓存装置中的样品，以对样品中的单细胞进行操纵；其中，超高频体声波谐振器产生的频率为GHZ；所述超高频体声波谐振器，包括：至少一个体声波产生部件，包括由下往上依次设置的底电极、压电层及顶电极；与体声波产生部件的一面接触设置的声波反射部；所述底电极、压电层、顶电极及声波反射部相重叠区域构成体声波产生区域；用于支撑所述体声波产生部件的底衬层；其中，所述样品缓存装置中的液体覆盖了至少一个体声波产生区域的声波作用区域；

多自由度移动装置，其与超高频体声波谐振器机械连接，控制所述超高频体声波谐振器多个自由度移动；

PLC控制器，用于通过控制多自由度移动装置调节超高频体声波谐振器与细胞的空间位置，以及控制施加于超高频体声波谐振器的功率和频率，以实现贴壁单细胞剥离以及悬浮单细胞捕捉；以及控制多自由度运动装置实现细胞随超高频体声波谐振器的移动而移动；以及通过控制施加于超高频体声波谐振器的功率的开关，以控制被捕捉的细胞的释放。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PLC控制器，还用于：通过控制施加于超高频体声波谐振器的功率的时间以捕捉不同状态的单细胞；当细胞数量累积至目标数量时，通过控制施加于超高频体声波谐振器的功率及施加功率的时间使得捕捉后的细胞聚集以进行细胞团聚物的组装；以及当确认该细胞团聚物组装成功之后，通过控制施加于超高频体声波谐振器的功率的开关，以控制组装后的细胞团聚物的释放。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PLC控制器具体用于：

在实现贴壁单细胞剥离时，控制施加于所述超高频体声波谐振器的功率范围是10-2000mW；以及控制所述超高频体声波谐振器与目标单细胞的范围是0-5mm；

在实现悬浮细胞捕捉及移动时，控制施加于所述超高频体声波谐振器的功率范围是10-1000mW，控制所述超高频体声波谐振器与所述样品缓存装置底部壁面的距离的范围是3-5mm；

在实现细胞团聚物的组装时，控制施加于所述超高频体声波谐振器的功率范围是10-500mw；其中，控制施加于所述超高频体声波谐振器的功率至少保持1分钟不变。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述超高频体声波谐振器与样品缓存装置底部壁面平行设置；或者所述超高频体声波谐振器与样品缓存装置底部壁面夹角小于60°设置。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，PLC控制器还用于：在实现细胞的剥离时，当所述超高频体声波谐振器与目标单细胞的距离每提高100μm，控制施加于超高频体声波谐振器的功率比当前功率降低[0-1/3]倍；以及

在实现细胞的剥离时，当所述超高频体声波谐振器与所述样品缓存装置底部壁面的距离每降低100μm，控制施加于超高频体声波谐振器的功率比当前功率提高[0-1/3]倍。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多自由度移动装置在单一平移自由度的速度范围为0-10mm/s,在单一旋转自由度地角速度范围为0-0.5π/s。