[发明专利]一种基于光诱导介电泳技术的单细胞控制方法

说明书

本发明公开一种基于光诱导介电泳技术的单细胞控制方法。本发明具有以下优点：第一，成本低，本发明采用的光诱导介电泳平台成本低。第二，操作简单，整个控制过程基本是自动化的，只需把培养好的细胞放入容器中，其他过程全部由软件完成。第三，效率高，由于控制过程的自动化，本发明可在很短的时间内完成大量细胞的分类。本发明很好的解决了传统介电泳芯片需要复杂且精细的电极加工的问题，通过光学投影设备动态的生成不同形状的虚拟电极，从而产生非均匀的电场，介电泳力作用于细胞，在显微镜图像系统的实时观测下，实现对细胞的操纵。

技术领域

本发明涉及单细胞动力学领域，尤其涉及一种基于光诱导介电泳技术的单细胞控制方法。

背景技术

单细胞控制是分析化学、生物学和医学之间渗透发展形成的跨学科前沿领域。

现有的单细胞控制技术主要包括膜片钳结合原子力显微镜技术，德国蒂宾根大学的Langer于1997年率先对膜片钳技术和原子力显微镜(AFM)首先进行了尝试。纽约大学的Zhang在2001年利用膜片钳/原子力显微镜系统对细胞所特有的膜运动、膜电位和离子电流测量功能进行了研究。德国慕尼黑大学的Pamir等人在2008年将原子力显微镜与平面膜片钳技术相结合，在淋巴细胞上研究了外界机械刺激和膜电位和离子通道电流间的调控关系。

如何对单细胞精准的定量的纳米级的机械刺激并同时自动检测细胞的生理信息，一直以来受到国内外科研人员的广泛关注。多数研究停留在简单试验阶段。

在平面膜片钳与原子力显微镜相结合的技术中，原子力显微镜只可以提供一个外界刺激，没有更多的用途，这使得提供外界机械刺激的方式比较单一。并且其操作非常繁琐，成本高，耗时长。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于光诱导介电泳技术的单细胞控制方法，旨在解决现有的单细胞控制方法操作非常繁琐，成本高，耗时长以及没有视觉反馈的问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于光诱导介电泳技术的单细胞控制方法，其中，包括步骤：

A、制作光诱导介电泳芯片，所述光诱导介电泳芯片有三层结构组成：有三层结构组成：下层为涂有氢化非晶硅涂层的ITO玻璃，上层是不含涂层的ITO玻璃，在上下两层ITO玻璃之间封装有一个微流体通道，用于注射所需操作的溶液；

B、向上下两层ITO玻璃的电极输入可变频率的交流信号，同时利用入射光照射所述光诱导介电泳芯片，从而在被照射的区域产生非均匀电场；

C、在显微镜图像系统的实时观测下，通过改变交流信号的频率及大小，以实现细胞控制。

所述的基于光诱导介电泳技术的单细胞控制方法，其中，所述步骤A中，制作光诱导介电泳芯片的步骤具体包括：

A1、清理ITO玻璃基质；

A2、在ITO玻璃基质上沉积氢化非晶硅涂层；

A3、在氢化非晶硅涂层上涂光刻胶；

A4、在光刻胶上进行板印；

A5、接触腐蚀至ITO玻璃基质；

A6、去除光刻胶；

A7、在ITO玻璃基质上未覆盖氢化非晶硅涂层的区域涂导电粘合剂。

所述的基于光诱导介电泳技术的单细胞控制方法，其中，所述细胞在非均匀电场中的所受到的平均介电泳力用如下公式描述：