[实用新型]一种基于超声的流式细胞磁标记微装置

说明书

本实用新型公开了一种基于超声的流式细胞磁标记微装置，包括微流体芯片和超声装置，微流体芯片内部设有第一通道、第二通道、混合通道和标记通道，第一通道用于注入细胞悬浮液，第二通道用于注入磁性纳米颗粒溶液，第一通道和第二通道分别在微流体芯片的表面开设有注入口，第一通道和第二通道均连接于混合通道的流入端，混合通道的流出端连接于标记通道的流入端，标记通道的流出端在微流体芯片的表面开设有混合液出口，混合通道的通流面积小于标记通道的通流面积；超声装置包括容器以及设置于容器底部的超声换能器，超声换能器连接有匹配电路。本方案可以连续、快速、安全地连续批量地对细胞进行足量的磁标记，减少对细胞的活性和增殖功能影响。

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于超声的流式细胞磁标记微装置。

背景技术

细胞疗法是精准治疗肿瘤的一种有前途的策略，但由于输注细胞的体内分布、迁移和靶向机制尚不清楚，并且输注细胞的有效性和安全性难以直接验证，因此在临床应用中仍然面临困难。为了解决上述问题，研究人员提出了磁性纳米颗粒(MNs)标记细胞的方法，以便使用磁共振成像(MRI)追踪磁标记的细胞。因此，细胞磁标记技术是用于细胞治疗和细胞示踪等领域的重要技术。但是，由于细胞膜对磁性纳米颗粒的非渗透性，将磁性纳米颗粒快速、安全和高效地加载到细胞中仍然是一个重大挑战。

目前细胞磁标记的方法可分为三种：孵化法、电穿孔法和声穿孔法。其中，孵化法是装载磁性纳米颗粒的常规策略，将细胞与磁性纳米颗粒一起孵育，同时需要添加带正电的转染剂以促进磁性纳米颗粒跨细胞膜的转运。孵育方法很简单易行，但是非常耗时。此外，所使用的转染剂通常对细胞有毒因而不被建议使用。电穿孔法是一种施加高电场以瞬时增加细胞膜通透性，然后增加磁性纳米颗粒跨细胞膜进入细胞的方法。与孵育方法相比，电穿孔法的标记速度更快，因此可以在更短的时间内获得更好的磁性标记结果。声穿孔法是一种基于超声空化效应的方法，可以短暂、可逆地增加细胞膜的通透性，从而提高细胞对基因、药物和磁性纳米颗粒的摄取效率。与电穿孔法相比，声穿孔法不仅同样具有细胞标记时间短和细胞标记效率高的优点，而且对细胞损伤和死亡的范围通常小于电穿孔。因此，声穿孔可以实现相对更高的细胞活性。

在目前的声穿孔法中，大多是将超声直接应用于试管中细胞与磁性纳米颗粒的混合物。因此，细胞不能被连续、批量地标记。近年来，微流体技术得到了快速发展，不仅可以通过精确地操作微细胞样品实现将物质装载到细胞中，而且可以连续、快速和高效地处理细胞样品。虽然基于超声的微流体技术在药物释放方面得到很大发展，但由于磁性纳米颗粒相对较大的尺寸和潜在的毒性，到目前为止，尚未有报道微流体技术应用于细胞磁标记的技术。

因此，如何能够连续、快速、安全地将磁性纳米颗粒装载进细胞，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于超声的流式细胞磁标记微装置，可用于连续、快速、安全和高效地进行细胞磁标记，也可拓展用于细胞与药物或基因的装载用途。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种基于超声的流式细胞磁标记微装置，包括：

微流体芯片，所述微流体芯片内部设有流体通道，所述流体通道包括第一通道、第二通道、混合通道和标记通道，所述第一通道用于注入细胞悬浮液，所述第二通道用于注入磁性纳米颗粒溶液，所述第一通道在所述微流体芯片的表面开设有细胞悬浮液注入口，所述第二通道在所述微流体芯片的表面开设有磁性纳米颗粒溶液注入口，所述第一通道的流出端和所述第二通道的流出端均连接于所述混合通道的流入端，所述混合通道的流出端连接于所述标记通道的流入端，所述标记通道的流出端在所述微流体芯片的表面开设有混合液出口，所述混合通道的通流面积小于所述标记通道的通流面积；

超声装置，所述超声装置包括用于容纳所述微流体芯片和连接耦合剂的容器以及设置于所述容器底部的超声换能器，所述超声换能器连接有匹配电路。