[发明专利]高效单细胞捕获与快速单细胞分泌蛋白检测平台及检测方法

说明书

本发明公开了一种高效单细胞捕获与快速单细胞分泌蛋白检测平台及检测方法；该检测平台由单细胞捕获与液滴孵育微流控芯片、分泌蛋白捕获玻璃板、芯片夹具三部分组成；其中细胞捕获与液滴孵育微流控芯片有两层结构，分别是单细胞捕获与液滴孵育层、隔离阀层。该平台可高效快速的进行单细胞的捕获，通过隔离相的加入快速稳定的生成含有单个细胞的微液滴并可进行长期的液滴孵育，同时保证单细胞的高活性，将该芯片与分泌蛋白的检测的抗体阵列玻璃板相结合，可实现单细胞分泌蛋白高通量、快速、高灵敏度的检测。

技术领域

本发明涉及高效单细胞捕获与快速单细胞分泌蛋白检测平台，属于微流控单细胞分析方法技术领域。

背景技术

传统的细胞研究方法，是基于大量细胞的群体性研究，得到的结果往往是所有细胞的平均结果。而有研究表明同一种类型的细胞，不同细胞个体其基因表达情况以及表型有一定的差异(Zhang,Y et al.(2014)Journal of the American Chemical Society136:15257)，称之为细胞的异质性。群体实验得到的实验结果会掩盖了细胞的异质性，影响着癌症的治疗、预后以及复发几率。单细胞研究是指将细胞分散在一个个独立的实验单元中并加以研究，得到独立的实验结果，不会相互影响，因此能够对细胞异质性进行充分的研究，得到更加精确、具有指导性意义的结果，但单细胞的研究要具有较高的通量才能具有很好的统计学意义。分泌蛋白具有促进癌细胞增殖、转移的能力(Konty,T at al.(2011)Biosensorsbioelectronics 26:2707)，对癌细胞进行单细胞分泌蛋白进行研究，有助于理解癌细胞的转移能力以及癌细胞与免疫系统之间的关系。

目前，单细胞分泌蛋白的检测主要是将微流控芯片与分泌蛋白捕获工具相结合实现单细胞、多细胞或者血浆中细胞分泌蛋白的检测，并通过荧光信号输出。用于分泌蛋白检测的微流控芯片包括微孔阵列式芯片(Lu,Y at al.(2013)Anal.Chem.85:2548)、鱼骨形液滴生成芯片两大类；其原理都是通过泊松分布来实现单细胞的捕获，因此其存在细胞利用率低、单细胞捕获效率低、试剂浪费严重、检测腔体体积大、检测灵敏度低等问题，因为检测腔体体积较大所以芯片需要超过12小时的孵育才能让分泌蛋白被充分的捕获。缺少一种拥有较小的检测体积使其在较短的孵育时间内能实现快速单细胞分泌蛋白捕获，能允许细胞的微液滴长期孵育，并能保证单细胞的高活性，实现单细胞分泌蛋白高通量、快速、高灵敏度的检测平台。

发明内容

本发明针对现有单细胞分泌蛋白检测平台单细胞捕获效率低、分泌蛋白检测腔体体积大、单细胞分泌蛋白检测灵敏度低、试剂浪费严重等问题，提出一种能实现单细胞高效率的捕获效率、分泌蛋白检测腔体体积小、分泌蛋白检测灵敏度高、快速单细胞分泌蛋白捕获、节约试剂的高效单细胞捕获与快速单细胞分泌蛋白检测平台。

本发明的技术方案为：

高效单细胞捕获与快速单细胞分泌蛋白检测平台，其包括细胞捕获与液滴孵育微流控芯片和分泌蛋白捕获玻璃板；其中，单细胞捕获与液滴孵育微流控芯片包括：位于上层的隔离阀层(23)和位于下层的单细胞捕获与液滴孵育层(24)；

单细胞捕获与液滴孵育层包括多个单元，每个单元包括位于细胞流动通道左右两端的直形细胞流动通道(7)，两个直形细胞流动通道(7)之间使用U形或弧形细胞流动通道(11)连接，还包括细胞捕获腔体(6)，所述细胞捕获腔体(6)连接有3条通道，第一条通道为细胞流动通道，连接U形或弧形细胞流动通道(11)的一臂端，该通道的宽度大于待捕获细胞直径；第二条通道为连接通道(8)，宽度小于待捕获细胞直径，用于连接细胞捕获腔体(6)与U形或弧形细胞流动通道(11)的另一臂端；第三条通道为检测通道(9)，并通向溶液通道(10)；溶液通道(10)两端分别有一个溶液入口(2)和一个溶液出口(4)；