[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

说明书

本发明公开了一种基于声流体镊的单细胞操纵系统及方法、单克隆细胞系的构建方法、单细胞液滴的生成方法。包括：样品缓存装置，用于不同类型样品的固定及存储；超高频体声波谐振器，与样品缓存装置通液态介质连接，作用于样品缓存装置中的目标细胞；多自由度运动装置，与超高频体声波谐振器机械连接，控制其移动；PLC控制器，通过控制多自由度移动装置来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以及频率，以实现稳定的贴壁单细胞的剥离以及悬浮细胞的捕捉；以及控制多自由度移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，以控制被捕捉的单细胞的释放。

技术领域

本发明涉及生命科学与医学领域，并且特别地，涉及一种基于声流体镊的单细胞操纵系统及方法、单克隆细胞系的构建方法、单细胞液滴的生成方法。

背景技术

生物颗粒物的微尺度操作是一项最基本的生物技术，同时也是前沿研究的基石技术。随着人类认知的不断拓展，单细胞研究不断引导人们理解细胞物理和功能的异质性，是生物医学研究和临床诊断的重要途径。精准的单细胞操纵技术单细胞操控为细胞分析提供了基础，并在后续的各种处理过程中起着举足轻重的作用。随着干细胞、肿瘤细胞的发展，基于单细胞水平的研究越来越受到重视并成为一种研究趋势。如何得到符合要求的目标的单细胞是研究的关键。

目前，能够实现单细胞操纵可以通过机械接触的方法，也可以通过外加力场的方式实现(光镊，磁镊，电泳等)。但是机械接触的方法的缺点是对操作人员的熟练度要求较高，设备复杂。光镊容易对细胞造成不可逆的伤害，从而影响后续的遗传物质的扩增。磁镊需要对细胞进行标记，这个过程也可能带来污染，电泳等方法的缺点是对操纵的介质有特殊的要求。

因此，目前亟需一种用于单细胞操纵的系统及方法。以解决或者部分解决上述技术问题，以实现有效地分离获取得到目标单细胞并进行各种形式的操纵。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于声流体镊的选择性单细胞操纵的系统及方法。以实现有效地剥离、捕捉、移动以及释放目标单细胞。

本申请提供一种基于声流体镊的选择性单细胞操纵的系统，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；其中包括：用于将包含有单细胞的样品接种培养于所述样品缓存装置；

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；

多自由度移动装置，其与超高频体声波谐振器机械连接，控制其多个自由度移动；

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，以控制被捕捉的单细胞的释放。

由上，本申请通过超高频体声波谐振器产生的声波作用于所述样品缓存装置中的样品，可以在液态环境下产生涡旋，从而使得样品中的单细胞被捕捉，并且，当样品中存在贴壁细胞，可以通过声波作用产生的旋涡使得所述贴壁细胞剥离，并进一步地通过控制超高频体声波谐振器与样品缓存装置底部壁面的距离，以及控制施加于超高频体声波谐振器的功率(具体地，对于捕捉不同类型以及生长条件的细胞会进行不同功率的调整)以控制涡旋的作用范围，以捕捉贴壁生长的细胞；以及当捕捉至指定数目的单细胞时，通过控制高频体声波谐振器与样品缓存装置底部壁面的距离以及施加于超高频体声波谐振器的功率，以控制作用于被捕捉的单细胞的涡旋强度，以使得剥离的单细胞稳定捕捉并移动。