[发明专利]微流控细胞分选获取装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于细胞分选的微流控装置，具体针对有不同迁移与粘附潜能的混合细胞群中目标细胞的分选与获取，属于微流控技术领域。

背景技术

从复杂的组织环境或混合细胞群中分选获取所需要的目标细胞，对于细胞分子生物学的基础研究，应用干细胞于临床治疗，诊断包括癌症在内的许多疾病等生物医学领域具有重要意义。已知有多类常规技术以及结合有微流动原理的微流控技术应用于细胞的分选，如利用不同种类细胞的体积大小、密度、表面荷电性等之间存在的差异，分别有过滤法、离心法、沉降法以及电泳与介电电泳法（Diaelectrophoresis，DEP）来分离分选细胞。但是当混合细胞群中的细胞在其大小、密度与表面荷电性等方面的差异不显著时，上述这些方法就很难奏效；DEP法操作时，还需要在所分选的细胞溶液中混入调节介电性的离子缓冲液，而且要施加相对高的电压，对细胞的影响有时难以预料。人们在分选细胞的实际应用中，更倾向于采用有标记的或者利用亲合结合的技术，如基于荧光激活的细胞流式技术（Fluorescent Activated Cell Sorting，FACS）、磁力分选技术（Magnetic Activated Cell Sorting,MACS）等。其中最为流行的是FACS，这种技术结合荧光标志，可以根据细胞对荧光结合物的结合情况作出分选，分选速度快速并可作多参数分析，但目前商业化中即使具有最高性能的如MoFlo（DakoCytomation Inc.,San Diego,CA)也拥有庞大体积且价格昂贵，其高分析效率是以大样本量（至少上万个细胞）为基础的，而能使不同细胞分开是以针对细胞作荧光染色处理为基础的，有许多染色物对细胞生理过程的影响有时无法控制，而且操作过程需要训练有素的操作员。从Fu等[见文献Anne Y.Fu,Charles Spence,Axel Scherer,Frances H.Arnold,and Stephen R.Quake:Amicrofabricated fluorescence-activated cell sorter,Nature Biotechnology，17,1109-111(1999).]最早提出利用电动力驱动流动的微型荧光激活的细胞流式技术（μFACS），后来众多专利与文献不断提出μFACS技术的改进版本，取得很大进展，如在功能上增加了微流控水动力流动切换[见文献A.WolffI.Perch-Nielsen,U.Larsen,P.Friis,G.Goranovic,C.Poulsen,J.Kutter and P.Telleman,Integrating advanced functionality in a microfabricated high-throughput fluorescent-activated cell sorter Lab Chip,2003,3,22.与文献H.Bang,C.Chung,J.Kim,S.Kim,S.Chung,J.Park,W. Lee,H.Yun,J.Lee and K.Cho,Microfabricated fluorescence-activated cell sorter through hydrodynamic flow manipulation Microsyst.Technol.,2006,12,746.]以及光压力梯度[见文献M.Wang,E.Tu,D.Raymond,J.Yang,H.Zhang,N.Hagen,B.Dees,E.Mercer,A.Forster and I.Kariv，Microfluidic sorting of mammalian cells by optical force switching Nat.Biotechnol.,2005,23,83.]等更加精细的技术环节。但由于缺乏快速的致动执行机制或高速实时控制系统的技术支撑，因而停留在实验室原型阶段。另外，MACS分选法，虽不需要如FACS那样多的细胞样本量，也没有必须采用染色，但是在实际使用中有时特异性结合不高，细胞与磁珠之间要发生聚集，而且磁珠本身在后续处理过程中会发生干扰。