一种可寻址的样品板及其在单细胞显微成像中的应用制造技术

技术编号:14277949 阅读:100 留言:0更新日期:2016-12-24 20:50
本发明专利技术属于显微成像领域,公开了一种可寻址的样品板及该样品板在单细胞显微成像中的应用。本发明专利技术的样品板上刻有N个n×m的阵列,所述阵列中的单元格大小为100μm2-4×104μm2。本发明专利技术还公开了所述样品板在单细胞显微成像中的应用和单细胞显微成像的方法。所述单细胞显微成像的方法包括将细胞固定在所述样品板上,用荧光染料进行标记,将同一单元格中的细胞分别进行荧光成像分析和质谱成像分析。将本发明专利技术的可寻址样品板应用于单细胞显微成像分析时,有利于在大面积范围内准确清晰地定位同一个细胞,降低了多种分析仪器联用时定位单细胞的难度。此外,本发明专利技术的样品板不会妨碍细胞的贴壁和生长,因此不会对分析结果产生不良影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于显微成像领域,具体地,涉及一种可寻址的样品板以及该样品板在单细胞显微成像中的应用。
技术介绍
迄今为止,人们对金属抗肿瘤药物抑制肿瘤细胞的机理研究还不够深入。而且分子水平上研究的药物与生物靶分子的相互作用机理并不能反应细胞内的真实情况。因此药物在细胞内的空间分布的研究对深入理解抗肿瘤药物的作用机理,进一步优化它们的分子设计具有非常重要的意义,这也是药物研发领域所面临的最具挑战性的课题之一。目前,研究药物在细胞内分布的主要方法有荧光标记成像法和质谱成像法。荧光标记法具有特异性好,荧光效率高,样品消耗量小等优点。但同时要求药物本身含有在特定波长下发射荧光的基团或者需要在药物分子上添加荧光基团;而这样会使药物合成过程变得更复杂,添加的荧光基团有可能会改变药物的生物活性,在细胞的复杂环境内容易发生荧光淬灭等。二次离子质谱法灵敏度高、空间分辨率高,并且可以在一次数据采集中得到物质的化学信息和空间分布信息。但是细胞环境复杂,基底信号强,有时难以找到特异性的质谱片段。对细胞分别进行荧光形貌成像分析(不需要标记药物分子)和针对药物分子的质谱成像分析可以实现光学形貌成像与化学成分成像直观对应,更清楚地了解药物在细胞中的分布,将能够为深入研究药物的作用机制提供有效的实验证据,对细胞内复杂的代谢过程的研究具有很重要的意义。但是,在进行荧光形貌成像和质谱成分成像联用分析时,一般很难实现
对纳米尺度下同一微区、甚至同一个单细胞进行分析,导致形貌分析和成分分析的结果不能一一对应,削弱了联用分析的科学价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服目前形貌成像和成分成像联用分析时存在的单细胞定位困难的技术难题,提供一种可以简单快捷地在大面积内寻找指定细胞的可寻址的样品板及该样品板在单细胞显微成像中的应用。为了实现上述目的,第一方面,本专利技术提供了一种可寻址的样品板,该样品板上刻有N个n×m的阵列,所述阵列中的单元格的大小为100μm2-4×104μm2。第二方面,本专利技术提供了一种单细胞显微成像的方法,该方法包括:将细胞固定在第一方面所述的样品板上,用荧光染料进行标记,将同一单元格中的细胞分别进行荧光成像分析和质谱成像分析。第三方面,本专利技术提供了第一方面所述的样品板在单细胞显微成像中的应用。将本专利技术的可寻址的样品板应用于单细胞显微成像分析时,有利于在大面积范围内准确清晰地定位同一个细胞,降低了多种分析仪器联用时定位单细胞的难度。此外,本专利技术的样品板不会妨碍细胞的贴壁和生长,因此不会对分析结果产生不良影响。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术,但并不构成对本专利技术的限制。在附图中:图1为按照实施例1的方法制得的可寻址的硅片样品板激光扫描共聚焦显微镜拍摄的图片(图1A)和二次离子质谱仪上的摄像机拍摄的图片(图1B);图2为实施例所用钌化合物1(图2A)和钌化合物2(图2B)的化学结构图;图3为实施例3中二次离子质谱(SIMS)成像分析检测到的钌化合物2(m/z 598,C26H28ClFN5O2Ru+)标准样品及在细胞膜表面的质谱图(图3A)和细胞核内钌元素(m/z 102,102Ru+)的质谱图(图3B);图4为按照实施例2的方法制得的样品板上化合物1孵育的MCF-7细胞细胞膜红色荧光染料DiI染色荧光图、m/z 184(C5H15NPO4+,细胞膜组分磷脂酰胆碱分子片段)空间分布图、m/z 240(C8H14N2Ru+)空间分布图和三者的叠加图;细胞核蓝色荧光染料Hoechst33342染色荧光图、m/z 81(C5H5O+,脱氧核糖分子片段)空间分布图、m/z 102(钌元素,102Ru+)空间分布图和三者的叠加图;图5为按照实施例3的方法制得的样品板上化合物2孵育MCF-7细胞细胞膜红色荧光染料DiI染色荧光图、m/z 184(C5H15NPO4+,细胞膜组分磷脂酰胆碱分子片段)空间分布图、m/z 598(C26H28ClFN5O2Ru+)空间分布图和三者的叠加图;细胞核蓝色荧光染料Hoechst33342染色荧光图、m/z 81(C5H5O+、脱氧核糖分子片段)空间分布图、m/z 102(钌元素,102Ru+)空间分布图和三者的叠加图;图6为按照实施例5的方法制得的样品板上化合物1孵育的HeLa细胞显微镜明场图、m/z 184(C5H15NPO4+,细胞膜组分磷脂酰胆碱分子片段)空间分布图及两者的叠加图;细胞核蓝色荧光染料Hoechst33342染色荧光图、m/z 81(C5H5O+,脱氧核糖分子片段)空间分布图及两者的叠加图;图7为根据本专利技术的一种实施方式的样品板示意图。附图标记说明u 单元格具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术,并不用于限制本专利技术。如图7所示,本专利技术提供的可寻址的样品板上刻有N个n×m的阵列,所述阵列中的单元格u的大小为100μm2-4×104μm2。优选地,N=1-10且各个阵列相应标记有不同的编号(例如,A、B、C、D…或I、II、III、IV…)。对相邻阵列之间的间距没有特别的限制,可以为0.3-1mm。在本专利技术的优选实施方式中,n=4-20、m=4-20且每个单元格u对应有不同的编号(如图7所示,单元格的编号可以设置在各个阵列的侧边)。n和m可以为相同或不同的整数,但优选n=m。根据本专利技术的优选实施方式,所述单元格u为尺寸为10×10μm2-200×200μm2的正方形和/或直径为10-200μm的圆形,更优选为所述正方形。对所述单元格u之间的间距没有特别的要求,可以为0-100μm。本专利技术中,所述样品板的尺寸可以根据实际所进行的分析进行选择,优选为0.5×0.5cm2-3×3cm2。对所述样品板的厚度没有特别的限制,只要满足显微镜成像的要求即可,例如,对于透光材料(如玻璃),厚度一般小于170μm;而对于不透光材料(如硅片),厚度没有要求。本专利技术中,为了进一步保证细胞的正常贴壁和生长,所述样品板上的刻线的宽度优选为1-10μm,深度优选为1-10μm。宽度和深度可以相同或不同。本专利技术中,所述样品板可以采用本领域常规使用的材质制得,优选情况
下,所述样品板的材质为单晶硅或玻璃。根据本专利技术的一种特别优选实施方式,1cm2的硅片样品板上刻有4个4×4的阵列,其中单元格的大小为200×200μm2(正方形)。本专利技术的样品板可以通过EBL电子束曝光技术写出版上图形,腐蚀铬膜制成铬模版。再用铬模版进行紫外曝光,做出有图形的光刻胶掩膜。最后在掩膜的保护下对基板(如单晶硅或玻璃)进行ICP刻蚀后得到带刻度的样品板。光刻蚀和ICP刻蚀的具体操作为本领域技术人员所公知,在此不再赘述。本专利技术提供的单细胞显微成像的方法包括:将细胞固定在上述样品板上,用荧光染料进行标记,将同一单元格中的细胞分别进行荧光成像分析和质谱成像分析。所述荧光成像分析可以为常规的荧光形貌成像分析,优选为激光扫描共聚焦荧光成像分析。所述质谱成像分析可以为常规的质谱成分成像分析,优选为二次离本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种可寻址的样品板,其特征在于,该样品板上刻有N个n×m的阵列,所述阵列中的单元格(u)的大小为100μm2‑4×104μm2。

【技术特征摘要】
1.一种可寻址的样品板,其特征在于,该样品板上刻有N个n×m的阵列,所述阵列中的单元格(u)的大小为100μm2-4×104μm2。2.根据权利要求1所述的样品板,其中,N=1-10且各个阵列相应标记有不同的编号。3.根据权利要求1或2所述的样品板,其中,n=4-20、m=4-20且每个单元格(u)对应有不同的编号。4.根据权利要求1或2所述的样品板,其中,所述单元格(u)为尺寸为10×10μm2-200×200μm2的正方形和/或直径为10-200μm的圆形。5.根据权利要求1所述的样品板,其中,所述样品板的尺寸为0.5×0.5cm2-3×3cm2。6.根据权利要求1所述的样...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪福意刘素彦吴魁罗群赵耀
申请(专利权)人:中国科学院化学研究所
类型:发明
国别省市:北京;11

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