一种基于介电电泳的巨型脂质体制备及分选结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于介电电泳的巨型脂质体制备及分选结构，该结构包括基底电极层以及位于其上表面的绝缘层，基底电极层上设有相互连通的制备结构、分选结构，制备结构包括位于绝缘层内的制备腔室以及位于制备腔室上方的上层电极，分选结构包括用于分选脂质体的分选微通道，制备腔室与分选微通道通过过渡通道连通，分选微通道位于绝缘层内，基底电极层上设有位于分选微通道侧边的分选电极。本实用新型专利技术通过电极施加电信号并结合压电陶瓷晶片发出超声信号，高效的制备巨型脂质体，制备重复性好，通过介电电泳分选不同粒径的巨型脂质体，制备效率和分选效率均得到显著提高，不易破碎、分选得到较多粒径相近的巨型脂质体。

Preparation and Separation of Giant Liposomes Based on Dielectrophoresis

The utility model provides a preparation and separation structure of a giant liposome based on dielectrophoresis. The structure comprises a base electrode layer and an insulating layer on its surface. The base electrode layer is provided with a interconnected preparation structure and a separation structure. The preparation structure includes a preparation chamber located in the insulating layer and an upper electrode located above the preparation chamber. The separation structure includes an upper electrode for the preparation chamber. The preparation chamber is connected with the sorting microchannel through the transition channel. The sorting microchannel is located in the insulating layer, and the sorting electrode is located on the side of the sorting microchannel on the base electrode layer. The utility model can efficiently prepare giant liposomes by applying electric signals on electrodes and sending out ultrasonic signals combined with piezoelectric ceramic wafers. The preparation repeatability is good. The preparation efficiency and separation efficiency of the giant liposomes with different particle sizes are significantly improved by dielectrophoresis, and the giant liposomes with similar particle sizes are not easy to be broken and sorted.

【技术实现步骤摘要】
一种基于介电电泳的巨型脂质体制备及分选结构
本技术涉及脂质体制备及分选结构领域，特别是涉及一种基于介电电泳的巨型脂质体制备及分选结构。
技术介绍
脂质体是由一层或者多层脂质双分子层组成，内部为水相的闭合囊泡。其具有双亲性、生物相容性、具有类细胞膜结构等特性，近年来已应用于医药、美容、食品和生物化学等多个研究领域。按照脂质体的粒径大小，可将脂质体分为：小型脂质体(直径0.02μm-0.2μm)、大型脂质体(直径0.2μm-1μm)、巨型脂质体(直径>1μm)。其中，巨型脂质体不仅具有前述的脂质体常见特性，更具有一些独特的性质，如：具有微米级尺寸，易于操控且在光学显微镜下易于观察，尺寸可达细胞尺寸，膜结构类似细胞膜等。因而，巨型脂质体具有更为广阔的应用，越来越受到人们的重视。其可以包封大分子药物，运载蛋白质、DNA、质粒、微球等物质，用于基因转移、药物传送；可作为细胞模型，模拟细胞环境，进行蛋白质表达或者细胞功能等方面的研究；也可作为膜模型来研究其物理性质，如机械性能和电气性质；还可以用于研究分子与膜的相互作用，以及膜穿孔、融合的过程和机制；也能作为生化反应器，提供生化反应的超小反应体积，观察在其包裹体积内的快速生化反应。但是巨型脂质体带来更多应用价值的同时，由于其尺寸巨大、稳定性差、成型难，也为其制备和后续的应用带来较多困难。目前提出的巨型脂质体制备方法主要包括温和水合法、溶剂蒸发法、微流控注入法和电形成法。温和水合法：对传统脂质体制备方法中的“薄膜分散法”的改进，将脂质溶于有机相，形成脂质溶液；取适量脂质溶液于容器中，完全蒸发掉有机溶剂之后形成脂质膜；添加水相进行水合，在整个水合过程中尽量避免一切外界扰动，一定时间之后，在容器内形成巨型脂质体。溶剂蒸发法：对传统脂质体制备方法中的“两相分散法”的改进，将脂质溶于有机相，形成脂质溶液，再添加水相，使有机相与水相充分接触，然后，减压将有机溶剂蒸发，在蒸发过程中，脂质材料在水相中形成巨型脂质体。微流控注入法：该方法是由传统的溶剂注入法改进而来，该方法采用了近年提出的微流控芯片，2003年由Tan(Yung-ChiehTan,KennethLongmuir,AbrahamP.Lee,Microfluidicliposomegenerationfrommonodispersedropletemulsion-towardstherealizationofartificialcells.2003,summerbioengineeringconference.)提出。首先，将水相注入溶解有脂质的特定有机溶剂中，通过芯片结构逐粒形成一定粒径的油包水液滴；随后，将油包水液滴取出进行各种后续处理，得到巨型脂质体，如：通过注入到可以去除有机溶剂的液相中，去除有机溶剂，使得脂质分离出来，重组形成巨型脂质体(TanYC,HettiarachchiK,SiuM,etal.Controlledmicrofluidicencapsulationofcells,proteins,andmicrobeadsinlipidvesicles.JournaloftheAmericanChemicalSociety,2006,128:5656-5658.)；或者通过降温到-10℃，使得液滴冻结后再将液滴表面替换为形成脂质双分子层的脂质混合物；之后，再通过旋转蒸发去除有机溶剂，再加入缓冲液用于脂质水合，最终形成巨型脂质体(SugiuraS,KuroiwaT,KagotaT,etal.Novelmethodforobtaininghomogeneousgiantvesiclesfromamonodispersewater-in-oilemulsionpreparedwithamicrofluidicdevice.Langmuir,2008,24:4581-4588.)。电形成法：1986年Angelova等人首次提出利用电极施加电场制备巨型脂质体(AngelovaMI,DimitrovDS.Liposomeelectroformation.FaradayDiscussions,1986,81:303-311.)，早期采用平行的铂金丝作为电极，将脂质溶液滴加于电极上，再蒸发形成脂质膜，添加水相的同时，通过施加电场，制备巨型脂质体。随后，电极逐渐改进，又提出了采用ITO玻璃平面电极、硅微孔阵列电极等。但现有方法在制备及分选方面存在诸多问题，如：巨型脂质体粒径分布广、差异大、制备重复性差、制备效率低、包封物质的包封率低、存在有机溶剂残留等，巨型脂质体制备后需要再进行后处理，特别是包封物质的巨型脂质体，需要将巨型脂质体和未被包封的物质分开，采用传统纳米脂质体的加大了巨型脂质体应用的难度，增加了人力、物力的投入，而且现有后处理方式往往采用离心或者滤膜过滤，均存在巨型脂质体的分选效果差、易变形、易破碎、分选得到的巨型脂质体粒径均一性差等问题。这些问题都严重阻碍了巨型脂质体的应用。虽然这些制备方法在不断改进，但到目前为止，所有制备方法均存在各种缺陷，无法克服上述问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种基于介电电泳的脂质体制备及分选结构，用于解决现有技术中脂质体的制备、分选对脂质体造成影响、分选效率较低等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种基于介电电泳的脂质体制备及分选结构，包括基底电极层以及位于其上表面的绝缘层，所述基底电极层上设有相互连通的制备结构、分选结构，所述制备结构包括位于所述绝缘层内的制备腔室以及位于制备腔室上方的上层电极，所述分选结构包括用于分选脂质体的分选微通道，所述制备腔室与所述分选微通道通过过渡通道连通，所述分选微通道位于所述绝缘层内，所述基底电极层包括位于所述分选微通道侧边的分选电极。在本技术的一些实施例中，所述制备结构还包括位于所述基底电极层下表面的下层压电陶瓷晶片、位于所述制备腔室上方的上层电极，所述基底电极层包括位于所述制备腔室底部的下层电极。在本技术的一些实施例中，所述上层电极、下层电极电性连接至第一信号发生器，所述基底电极层还包括基底玻璃，所述下层电极位于该基底玻璃的上表面，所述上层电极的上表面设有上层玻璃，基底玻璃作为底部支撑结构，贯穿制备结构及分选结构的底部。下层电极、上层电极、分选电极的材料具体可以为ITO。在本技术的一些实施例中，所述下层压电陶瓷晶片通过控制电路电性连接至第一信号发生器。在本技术的一些实施例中，所述过渡通道呈倾斜设置，其下端连通至所述制备腔室底部，其上端连通至所述分选结构。在本技术的一些实施例中，所述过渡通道上设有可自由插入或取出的挡料件。在本技术的一些实施例中，所述制备腔室连通有进液通道，所述进液通道连通有注射泵。在本技术的一些实施例中，所述分选结构还包括分选进样腔室，所述过渡通道的上端连通至所述分选进样腔室。分选进样腔室具体可以设置为圆形、方形等形状，以蓄积较多的流体，使得后续的分选可以连续进行，不会间断。在本技术的一些实施例中，所述分选微通道的末端设有三个出口，分别连通至用于收集所需脂质体的第二收集腔室、用于收集其余物质的第一收集腔室、第三收集腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于介电电泳的巨型脂质体制备及分选结构，其特征在于：包括基底电极层(11)以及位于其上表面的绝缘层(25)，所述基底电极层(11)上设有相互连通的制备结构(5)、分选结构(6)，所述制备结构(5)包括位于所述绝缘层(25)内的制备腔室(13)，所述分选结构(6)包括用于分选脂质体的分选微通道(18)，所述制备腔室(13)与所述分选微通道(18)通过过渡通道(16)连通，所述分选微通道(18)位于所述绝缘层(25)内，所述基底电极层(11)包括位于所述分选微通道(18)侧边的分选电极(17)。

【技术特征摘要】
1.一种基于介电电泳的巨型脂质体制备及分选结构，其特征在于：包括基底电极层(11)以及位于其上表面的绝缘层(25)，所述基底电极层(11)上设有相互连通的制备结构(5)、分选结构(6)，所述制备结构(5)包括位于所述绝缘层(25)内的制备腔室(13)，所述分选结构(6)包括用于分选脂质体的分选微通道(18)，所述制备腔室(13)与所述分选微通道(18)通过过渡通道(16)连通，所述分选微通道(18)位于所述绝缘层(25)内，所述基底电极层(11)包括位于所述分选微通道(18)侧边的分选电极(17)。2.根据权利要求1所述的巨型脂质体制备及分选结构，其特征在于：所述制备结构(5)还包括位于所述基底电极层(11)下表面的下层压电陶瓷晶片(15)、位于所述制备腔室(13)上方的上层电极(14)，所述基底电极层(11)包括位于所述制备腔室(13)底部的下层电极(26)。3.根据权利要求2所述的巨型脂质体制备及分选结构，其特征在于：所述上层电极(14)、下层电极(26)电性连接至第一信号发生器(1)，所述基底电极层(11)还包括基底玻璃(27)，所述下层电极(26)位于该基底玻璃(27)的上表面，所述上层电极(14)的上表面设有上层玻璃...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振宇，曹华，李健虎，张浩，吴波，白如玥，
申请(专利权)人：重庆医科大学，
类型：新型
国别省市：重庆,50