一种基于多孔金属富集探针的单细胞取样装置制造方法及图纸

一种基于多孔金属富集探针的单细胞取样装置，属于单细胞取样技术领域。解决了现有技术中基于毛细管探针的单细胞取样装置，成本高、重复性差、过程繁琐的问题。该取样装置，包括线性控制器、多孔金属富集探针和显微镜；其中，线性控制器由底座、支杆、夹持装置、微分头和固定座组成，多孔金属富集探针具有三维连续的多孔结构且一端为尖端，另一端固定在固定座上，多孔金属富集探针随微分头的测杆沿微分头轴线方向移动，显微镜用于观察待取样组织中的细胞。该单细胞取样装置操作简单方便、重复性好、成本低、效率高，能够实现动植物组织单细胞取样，进而实现单细胞代谢物的快速分析，发现不同细胞间代谢物的差异。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于多孔金属富集探针的单细胞取样装置，属于单细胞取样

技术介绍
单细胞分析技术是通过高灵敏度和高专一性的方法检测单个细胞内痕量代谢物的技术。对于新鲜动植物组织而言，同一块组织中的不同细胞往往具有类似的基因和生长环境。然而，近年来科学家发现，同一块组织的不同细胞，对同一信号的应激反应也可能显著不同，导致细胞内代谢物也可能存在明显的差异。这种单细胞水平的变化与生长、分化、异质性、应激反应、衰老、凋亡、癌变等多种生物学现象相关。因此，研究新鲜动植物组织中单细胞水平的代谢物种类和含量的变化，对于在细胞水平了解多种生物学现象的机制具有重要意义。应用于新鲜动植物组织的单细胞分析技术，通常包含单细胞取样技术和单细胞检测技术。单细胞取样技术是指通过特殊的方法从微米级直径的单个细胞内获取微量细胞溶液或目标代谢物的技术。现有的应用于新鲜动植物组织的单细胞取样装置主要是基于毛细管探针，取样时主要通过将极细的毛细管探针插入单个细胞内的方法来吸取细胞溶液。这不光需要高超的毛细管探针制备技术，还需要可以三维移动的控制器来控制毛细管探针插入细胞内。并使用皮升级的气泵来控制细胞溶液的吸入及排出。复杂的取样过程和探针制备技术增加了单细胞取样的成本和难度。且毛细管探针取样过程中容易发生堵塞。探针重复利用时清洗不便。综上所述，开发更加方便、快速、廉价、易行的单细胞取样装置是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有技术中基于毛细管探针的单细胞取样装置，成本高、探针不易清洗，取样过程繁琐的技术问题，提供一种基于多孔金属富集探针的单细胞取样装置。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案如下。基于多孔金属富集探针的单细胞取样装置，包括线性控制器、多孔金属富集探针和显微镜；所述线性控制器由底座、支杆、夹持装置、微分头和固定座组成，所述支杆固定在底座上，所述夹持装置的一端固定在支杆上，另一端夹持微分头，夹持装置用于调整多孔金属富集探针与载玻片的角度，所述微分头用于控制多孔金属富集探针插入目标细胞的深度和时间，所述固定座与微分头的测杆连接；所述多孔金属富集探针具有三维连续的多孔结构且一端为尖端，另一端固定在固定座上，多孔金属富集探针随微分头的测杆沿微分头轴线方向移动，多孔金属富集探针的直径为30-3000μm，尖端的直径为1-20μm；所述显微镜用于观察待取样组织中的细胞，待取样组织置于显微镜的载玻片上。进一步的，所述夹持装置夹持微分头的安装套。与现有技术相比，本技术的有益效果为：本技术的单细胞取样装置可以直接对新鲜动植物组织取样，操作简单方便、重复性好，且成本低，仅需数百元即可完成装置的搭建，远低于三维控制器和皮升泵万元以上的价格，效率高，完成一次单细胞分析仅需数分钟。其中，多孔金属富集探针可通过腐蚀廉价的合金金属丝制备，相比于微米级别尖端的毛细管探针具备制备工艺简单，造价低廉的优点，成本远低于现有装置；多孔金属富集探针表面具有三维连续多孔结构，可增强探针对代谢物的富集作用，多孔金属富集探针比处理前富集能力增加25-60倍，大幅度提高了单细胞分析的灵敏度，解决了实心探针(金属丝探针)在单细胞分析时取样量不足的问题，且不存在毛细管探针的堵塞问题；多孔金属富集探针在使用后，可以依次在稀硫酸、甲醇、水中洗涤后，真空干燥，重复使用，相比于毛细管探针需要依靠皮升泵泵入和泵出洗涤液的方式来清洗，简便快捷。夹具控制微分头与 载玻片的夹角，微分头控制探针插入目标细胞的深度和时间，两者配合既能够控制探针插入目标细胞，又不需要毛细管探针的三维控制器，进一步节省了装置成本。该装置大大降低了动植物组织单细胞分析的门槛，能够实现动植物组织单细胞取样，进而实现单细胞代谢物的快速分析，发现不同细胞间代谢物的差异。附图说明图1为本技术多孔金属富集探针的制备流程图；图2中，(a)为本技术的单细胞取样装置的结构示意图，(b)为(a)的局部放大图；图3中，(a)-(c)分别为实施例1的锌铜合金金属丝未腐蚀前的不同倍率的电镜图，(d)-(f)分别为实施例1的锌铜合金金属丝在腐蚀液中腐蚀15h后的不同倍率的电镜图；图4中，(a)为实施例1的锌铜合金金属丝插入寡糖溶液后的洗涤液的质谱图，(b)为实施例1的多孔金属富集探针插入浓度为锌铜合金金属丝插入的寡糖溶液的浓度的1/25后的洗涤液的质谱图；图5为本技术实施例2的洋葱内表皮取样的质谱图；图6为本技术实施例3的洋葱外表皮取样的质谱图；图中，1、线性控制器，2、多孔金属富集探针，11、底座，12、支杆，13、夹持装置，14、微分头，15、固定座，3、显微镜，31、载玻片，32、物镜。具体实施方式为了进一步了解本技术，下面结合具体实施方式对本技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本技术的特征和优点而不是对本技术专利要求的限制。如图1-3所示，本技术的基于多孔金属富集探针的单细胞取样装置，包括线性控制器1、多孔金属富集探针2和显微镜3。其中，线性控制器1主要由底座11、支杆12、夹持装置13、微分头14和固定座15组成；底座11放置在 取样台上，结构没有特殊限制；支杆12的底端固定在底座11上；夹持装置13一端固定在支杆12上，另一端夹持微分头14的安装套，夹持装置13控制多孔金属富集探针2插入目标细胞(待取样组织的单细胞)的角度，为操作简便，夹持装置13可以为普通夹具；微分头14没有特殊限制，现有技术中的微分头14都能使用，微分头14控制多孔金属富集探针2插入目标细胞的深度和时间，固定座15用于固定多孔金属富集探针2，固定座15与微分头14的测杆连接，能够安装在测杆上，也能够从测杆上拆下。多孔金属富集探针2具有为三维连续的多孔结构且一端为尖端，另一端固定在固定座15上，多孔金属富集探针2随测杆沿微分头14轴线方向移动，多孔金属富集探针2的直径为30-3000μm，尖端的直径为1-20μm，长度没有特殊限制，依据实际使用需要设置即可，一般可以为1-3cm，具备机械强度，保证在取样过程中不会弯曲。显微镜3用于观察待取样组织中的细胞。待取样组织置于显微镜3的载玻片31上。上述多孔金属富集探针2可以通过以下方法制备：步骤一、取由活泼金属和不活泼金属组成且直径为30-3000μm的合金金属丝；其中，活泼金属与不活泼金属是相对而言的，待腐蚀掉的金属即为活泼金属，形成多孔金属富集探针2的金属为不活泼金属，没有特殊限制，本领域技术人员能够根据需要进行选择。活泼金属与不活泼金属都可以为一种也可以为多种，通常，不活泼金属采用单一种类，如不活泼金属选择铂、金、钯中的一种，活泼金属选择银、铜、锌、镍、锰、铝中的一种或多种按任意比例混合；或者，不活泼金属选择钛，活泼金属选择铜、锌、镍、锰、铝中的一种或多种按任意比例混合；或者，不活泼金属选择铜，活泼金属选择锌、镍、锰、铝中的一种或多种按任意比例混合。不活泼金属的质量百分数需要达到20-60％。步骤二、在合金金属丝的一端切割出直径为1-20μm尖端；步骤三、采用化学腐蚀的方法腐蚀掉合金金属丝中的活泼金属，剩余的不活泼金属会自发形成三维连续的多孔结构，得到多孔金属富集探本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于多孔金属富集探针的单细胞取样装置，其特征在于，包括线性控制器、多孔金属富集探针和显微镜；所述线性控制器由底座、支杆、夹持装置、微分头和固定座组成，所述支杆固定在底座上，所述夹持装置的一端固定在支杆上，另一端夹持微分头，夹持装置用于调整多孔金属富集探针与载玻片的角度，所述微分头用于控制多孔金属富集探针插入目标细胞的深度和时间，所述固定座与微分头的测杆连接；所述多孔金属富集探针具有三维连续的多孔结构且一端为尖端，另一端固定在固定座上，多孔金属富集探针随微分头的测杆沿微分头轴线方向移动，多孔金属富集探针的直径为30‑3000μm，尖端的直径为1‑20μm；所述显微镜用于观察待取样组织中的细胞，待取样组织置于显微镜的载玻片上。

【技术特征摘要】
1.基于多孔金属富集探针的单细胞取样装置，其特征在于，包括线性控制器、多孔金属富集探针和显微镜；所述线性控制器由底座、支杆、夹持装置、微分头和固定座组成，所述支杆固定在底座上，所述夹持装置的一端固定在支杆上，另一端夹持微分头，夹持装置用于调整多孔金属富集探针与载玻片的角度，所述微分头用于控制多孔金属富集探针插入目标细胞的深度和时间，所述固定座与微分头的测杆连接；所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔勐，付强，唐君，刘欢，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：新型
国别省市：吉林;22