本發明專利技術提供一種無標記的、可以直接獲取目標細胞的微流控細胞分選裝置。這種微流控細胞分選裝置主要由一條主通道與至少一條副通道組成，主通道與各副通道之間流動溝通，與主通道接合處的副通道端口置有的固狀體表面上裱襯有促細胞粘附分子層，主通道內流動內涵細胞遍歷各接合處的固狀體表面，在由副通道內流向主通道的溶液中所含預定的促目標細胞遷移因子的影響下，目標細胞粘附在固狀體表面，從而使人們通過固狀體的操作而方便地而獲得目標細胞。這種微流控分選裝置，分選與獲取目標細胞的工作過程簡化，效能顯著提高。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種用于細胞分選的微流控裝置，具體針對有不同遷移與粘附潛能的混合細胞群中目標細胞的分選與獲取，屬于微流控
技術介紹
從復雜的組織環境或混合細胞群中分選獲取所需要的目標細胞，對于細胞分子生物學的基礎研究，應用干細胞于臨床治療，診斷包括癌癥在內的許多疾病等生物醫學領域具有重要意義。已知有多類常規技 術以及結合有微流動原理的微流控技術應用于細胞的分選，如利用不同種類細胞的體積大小、密度、表面荷電性等之間存在的差異，分別有過濾法、離心法、沉降法以及電泳與介電電泳法(Diaelectrophoresis, DEP)來分離分選細胞。但是當混合細胞群中的細胞在其大小、密度與表面荷電性等方面的差異不顯著時，上述這些方法就很難奏效；DEP法操作時，還需要在所分選的細胞溶液中混入調節介電性的離子緩沖液，而且要施加相對高的電壓，對細胞的影響有時難以預料。人們在分選細胞的實際應用中，更傾向于采用有標記的或者利用親合結合的技術，如基于熒光激活的細胞流式技術(Fluorescent Activated Cell Sorting, FACS)、磁力分選技術(Magnetic ActivatedCell Sorting, MACS)等。其中最為流行的是FACS，這種技術結合熒光標志，可以根據細胞對熒光結合物的結合情況作出分選，分選速度快速并可作多參數分析，但目前商業化中即使具有最高性能的如MoFlo (DakoCytomation Inc. , San Diego, CA)也擁有龐大體積且價格昂貴，其高分析效率是以大樣本量(至少上萬個細胞)為基礎的，而能使不同細胞分開是以針對細胞作熒光染色處理為基礎的，有許多染色物對細胞生理過程的影響有時無法控制，而且操作過程需要訓練有素的操作員。從Fu等最早提出利用電動力驅動流動的微型熒光激活的細胞流式技術(μ FACS)，后來眾多專利與文獻不斷提出μ FACS技術的改進版本，取得很大進展，如在功能上增加了微流控水動力流動切換以及光壓力梯度等更加精細的技術環節。但由于缺乏快速的致動執行機制或高速實時控制系統的技術支撐，因而停留在實驗室原型階段。另外，MACS分選法，雖不需要如FACS那樣多的細胞樣本量，也沒有必須采用染色，但是在實際使用中有時特異性結合不高，細胞與磁珠之間要發生聚集，而且磁珠本身在后續處理過程中會發生干擾。人們利用不斷認識到的微流控技術原理也提出了許多其他技術形式的微流控細胞分選裝置，包括微流控DEP芯片(見文獻J. Voldman，M. Gray, M. Tonerand M.Schmidt, A microfabrication-based dynamic array cytometer, Anal.Chem. , 2002, 74, 3984.與綜述文獻 Khashayar Khoshmanesh, Saeid Nahavandi, SaraBaratchi, Arnan Mitchell, Kourosh Kalantar-zadeh:Dielectrophoretic platforms forbio-microfluidic systems, Biosensors and Bioelectronics, Vol26 (5):1800-1814,201I)、微流控磁泳芯片(見文獻 N. Pamme and C. Wilhelm, Continuous sorting of magneticcells via on-chip free-flow magnetophoresis, Lab Chip, 2006, 6, 974.與綜述文獻Martin A. M. Gij s,Frederic Lacharme, Ulrike Lehmann:Microfluidic Applications of Magnetic Particles for Biological Analysis and Catalysis Chemical Reviews,Vol.110 (3):1518-1563, 2010, Kim, JS;Ligler, FS!Utilization of microparticles innext-generation assays for microflow cytometers, Analytical And BioanalyticalChemistry, Vol.398(6):2373-2382, 2010)。可以從以下近年來陸續公開的專利文獻中看出微流控技術應用于細胞分選領域的狀況。例如，美國專利(U. S. Pat. No. 6074827/Jun 13，2000)構建的一種微流控純化與處理裝置中，利用在微通道出入口配置電極在通道內實施電泳來“分離/富集”目標細胞或者有親合性試劑偶聯的微珠與及其結合其上的細胞。美國專利(US Pat. No. 6692952/Feb 17，2004)提出的細胞分選裝置中，在各個被編址的區位(如微孔)中，俘獲并維持細胞(如用電場陷阱)，然后可選擇性地通過氣泡驅動或電力致動的方式釋放。K. Takahashi等在PDMS (聚二甲基娃氧燒)中構建有多個微通道，它們可匯聚導向中央的細胞分選區，并輔以瓊脂凝膠被覆的電極對進入分選區的非目標細胞施以靜電力使其進入并行連續流動的緩沖液中。美國專利(USPat. No. 7964078/Jun21，2011)提出的微流控細胞分選裝置，在微通道相對的兩壁上布置有許多電極對，沿上下游定義成聚集區域與分離區域，分別用相應的電極對操縱，進一步在該微通道下游端延伸布置有多個分支通道，來收集由分離區域電極對操縱下所獲得的不同細胞。美國專利(USPat. No. 7389879/Jun24, 2008)公開的一種分選裝置中，在一個基底上結合有流動障礙物并與基底之間形成具有一個入口與二個出口的通道，在此通道與流動障礙物之間的基底中另外加工有薄膜導電結構(如電熱元件或壓電元件)，如此在通道的入口與出口之間形成兩種流動傳輸機制，一種是可驅使流動中的一種或二種粒子從入口流向第一個出口 ；另一種是利用薄膜導電結構向流過的粒子流施加一個瞬時壓力脈沖，使二種粒子中的一種選擇性地移動到第二個出口。國際專利(W02004/029221)公開的一種微流控裝置中，在引入細胞的微通道中加工有許多障礙結構，這些障礙結構表面上結合有許多可以結合到細胞表面的偶聯物如抗體等，并認為這樣的裝置可以從母體血液中分離出胎兒紅細胞。美國專利(U. S. Pat.No. 2004/038315)將一種可釋放的連接臂結合在毛細管內表面，在連接臂被目標細胞識別并結合后，在毛細管內流入剪切試劑切斷連接臂與管壁表面的結合使之釋放出來，從而回收到被識別的目標細胞。美國專利(USPat. No. 7569788/Augu 4，2009)公開的微流控分選裝置中，來自主通道上游入口的粒子流由下游出口分叉通道前安置的兩個傳感器檢測，一個傳感器用來檢測具有預定特征的目標粒子，另一個傳感器用來測量該目標粒子的流動速度；同時在下游出口分叉通道前安置的執行器(如氣泡閥)有選擇性地產生壓力脈沖作用在所識別的目標粒子上使之發生位移，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種微流控細胞分選裝置，由一條主通道與至少一條副通道組成，主通道與各副通道之間流動溝通，其特征在于：與主通道接合處的副通道端口置有固狀體，該固狀體的表面上裱襯有促細胞粘附分子層，主通道內的流動可遍歷各接合處，副通道內的溶液流向主通道，其溶液中含有促目標細胞遷移的生物分子。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣稼歡，周志智，陳九生，張帥，蔣雨含，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：
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