[发明专利]一种单细胞多参数在线表征系统

说明书

本发明提供一种单细胞多参数在线表征系统。本发明包括压力控制动力单元、细胞储液池、细胞多参数分析芯片组和电喷针电离源；细胞多参数分析芯片组包括细胞物理分析沉金石英芯片、刻有多重沟道的微流控芯片及细胞计数测量电路，所述细胞物理分析沉金石英芯片的上方连接所述微流控芯片，所述细胞物理分析沉金石英芯片包括第一段和第二段，分别用于完成单细胞的计数和单细胞阻抗信息的检测。本发明利用一个微流控芯片，将单细胞阻抗检测物理信息与单细胞化学电离相结合，同时在末端结合单细胞的电离实现细胞的在代谢物在线检测。本发明采用单细胞多功能表征，实现对细胞物理信息、化学信息的双重表征，具有较强的应用前景。

技术领域

本发明涉及单细胞代谢组学分析技术领域，尤其涉及一种单细胞多参数在线表征系统。

背景技术

公开号为CN110170343A的《一种油包水微液滴制造系统及制造方法》公开了一种油包水微液滴制造系统及制造方法，该装置利用物理信息对细胞进行观察，但是缺乏对油包水单细胞的功能表征。CN111558405A的《一种用于微流控芯片的驱动及加液装置》可以在线对单细胞进行驱动，但是缺乏对单细胞的化学信息在线表征。CN103226127A的《一种多通道微流控芯片-质谱联用装置》提供了一种对单细胞的化学检测手段，但是缺乏对细胞计数，同时无法对单细胞的物理信息进行测试。目前关于单细胞表征的方式主要局限于两个方面，一种是通过物理信息的细胞阻抗测量，另一种是关于质谱检测的细胞化学信息表征。目前单细胞的分析过程中缺乏利用物理信息与化学信息相互结合的多功能分析方法。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种单细胞多参数在线表征系统。本发明采用的技术手段如下：

一种单细胞多参数在线表征系统，包括压力控制动力单元、细胞储液池、细胞多参数分析芯片组和电喷针电离源；所述细胞多参数分析芯片组包括细胞物理分析沉金石英芯片、刻有多重沟道的微流控芯片及细胞计数测量电路，所述细胞物理分析沉金石英芯片的上方连接所述微流控芯片，所述细胞物理分析沉金石英芯片包括第一段和第二段，分别用于完成单细胞的计数和单细胞阻抗信息的检测，所述细胞物理分析沉金石英芯片通过细胞计数测量电路实现数据采集，所述压力控制单元的输出端通过细胞储液池与细胞计数微流控芯片相连，其用于提供细胞的前进动力；所述微流控芯片的输出端与电喷针电离源相连，当细胞流经微流控芯片的对应细胞物理分析沉金石英芯片第一段位置的第一狭缝后，通过细胞物理分析沉金石英芯片第一段的电极测量细胞流过后的信号变化，进而判断单位时间内细胞的数量，实现单细胞的计数；当细胞流经微流控芯片的对应细胞物理分析沉金石英芯片第二段位置处以及仅能通过单细胞的第二狭缝后，通过细胞物理分析沉金石英芯片的两对电极分别测量细胞在此过程中的信号变化，其中，输入信号利用信号发生器输入高频信号于两个中间电极，外侧的两个电极输出信号，基于输入信号和输出信号处理后获得能够获得单细胞阻抗信息的检测信号；所述电喷针电离源用于对微流控芯片输出的细胞进行离子化，并通过后端的质量分析器，测量单细胞内的代谢物成分。

进一步地，所述细胞储液池通过柔性的软管与压力控制动力单元相连，所述细胞储液池通过硬管与细胞计数芯片组相连，所述压力控制动力单元包括注射泵及压力控制器，压力控制器通过压力反馈调节器实时测量压力的变化，用以减少波动。

进一步地，细胞储液池中设有用于存放细胞的生理溶液，细胞的生理溶液体积在0.1-5mL。

进一步地，所述细胞物理分析沉金石英芯片包括石英玻璃片和通过沉金工艺设置在石英玻璃片上的电极，所述细胞物理分析沉金石英芯片第一段的电极为两个，两个电极中间具有一定间隔，以仅供单细胞通过；所述细胞物理分析沉金石英芯片第二段的电极为两对，两对电极成轴对称分布，其中外侧的两个电极成朝外的“V”型，中间连接处存在竖直连接部，内侧的两个电极的主体为竖直布置，各电极的端部均有一个用于外接电路的连接部。

进一步地，所述细胞物理分析沉金石英芯片第一段的电极与信号放大器相连，信号采集后，通过数据处理，得到单细胞的数量。