[发明专利]一种用于单细胞定量分析的微流控连续进样方法及装置

摘要

本发明公开了一种用于单细胞定量分析的微流控连续进样方法和装置。这种方法和装置是以十字通道上引入辅助聚焦通道的微流控芯片为操作平台，以芯片通道末端五个宽贮液池中一定体积比的样品或电泳缓冲液提供的静压力和四路程控直流电压提供的电动为流体操控手段,来实现微流控芯片上多个微通道内样品和试剂的平行化处理、皮升级进样体积控制和连续进样操作。特别是，所公开的这种方法和装置，不仅可以提供微流控芯片上一次单细胞进样的3步操作即细胞上样、单细胞装载/捕获、单细胞溶膜及电泳分离，而且一次进样完成后，自动重复上述3步操作，实现单细胞连续进样。

主权项

一种用于单细胞定量分析的微流控连续进样方法，其特征在于：以微流控芯片作为操作平台，以静压力和电动作为流体操控手段；一次进样包括细胞上样、单细胞装载/捕获、单细胞溶膜及电泳分离三步操作；一次进样完成后，自动重复上述三步操作，即可实现多次连续进样；所述的微流控芯片，其通道末端的五个宽贮液池分别定义为样品池S、辅助聚焦液池A、样品废液池SW、缓冲液池B和缓冲液废液池BW；其通道之间的二个交叉口分别定义为“聚焦”交叉口J和“十字”交叉口C,样品池S经过交叉口J、交叉口C到样品废液池SW之间的通道S‑J‑C‑SW定义为细胞上样通道，交叉口J与交叉口C之间的通道J‑C定义为单细胞捕获/装载通道，交叉口C与缓冲液废液BW之间的通道C‑BW定义为单细胞溶膜和电泳分离通道；所述的静压力，包括分别依次在样品池S、辅助聚焦液池A、缓冲液池B、缓冲液废液池BW中加入等体积的样品或电泳缓冲液，样品废液池SW中加入一定体积的电泳缓冲液，并保证样品池S、辅助聚焦液池A、缓冲液池B、缓冲液废液池BW中样品或电泳缓冲液与样品废液池SW中电泳缓冲液的体积比为1.3～1.5：1而形成的液压差；所述的电动则由施加到辅助聚焦液池A、样品废液池SW、缓冲液池B和缓冲液废液池BW上的独立或/和同步输出的四组程控直流电压(V₁、V₂、V₃、V₄)组成；所述的细胞上样，采用静压力操控即样品池S、辅助聚焦液池A、缓冲液池B、缓冲液废液池BW与样品废液池SW之间存在液压差，在交叉口C处形成水力门控，此时从样品池S流出的细胞样品经过从辅助聚焦液池A流出电泳缓冲液流的挤压在通道J‑C处形成二相层流的线状细胞流，并经交叉口C流向样品废液池SW；与此同时从缓冲液池B和缓冲液废液池BW流出的电泳缓冲液流与交叉口C处的线状细胞流汇合形成三相层流后流向样品废液池SW，从而避免上样通道S‑J‑C‑SW内的细胞样品向分离通道C‑BW的扩散；所述的单细胞捕获/装载，采用电动操控即样品池S不施加电压，辅助聚焦液池A施加低电压，缓冲废液池BW施加0V电压(接地)，样品废液池SW和缓冲液池B为“悬空”，此时在电压(电场)的作用下捕获通道J‑C中的单个细胞，并装载送入分离通道C‑BW，从而实现单细胞的捕获/装载与样品进样体积的控制；所述的单细胞溶膜及电泳分离，采用电动操控即样品池S不施加电压，辅助聚焦液池A“悬空”，缓冲液池B、样品废液池SW、缓冲液废液池BW分别施加2500V、1500V、0V的电压，在交叉口C处形成电动门控，此时在电动作用下从缓冲液池B引出的电泳缓冲液流经交叉口C后分成两股流体：一股流向缓冲液废液池BW的流体将被捕获/装载到分离通道C‑BW中的单细胞进行溶膜和胞内组分电泳分离，而另一股流体则流向样品废液池SW，以避免上样通道S‑J‑C‑SW中的细胞向分离通道泄露而影响单细胞分析结果的有效性。