包括用于细胞裂解的电解装置的微流体器件及利用它电化学裂解细胞的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种包括用于细胞裂解的电解装置的微流体器件，及利用它电化学裂解细胞的方法，所述电解装置包括阳极室、阴极室和隔板，其中该隔板安装在阳极室和阴极室之间，阳极室包括阳极室溶液的入口和出口及电极，阴极室包括阴极室溶液的入口和出口及电极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括用于细胞裂解(cell lysis)的电解装置的微流体器件(microfluidic device)及利用它裂解细胞(lysing cell)的方法。
技术介绍
微流体器件是指其中入口、出口、反应器等通过微通道连接的器件。该器件在本领域是公知的，并广泛用于微量分析仪器如芯片实验室(LOC)中。在微流体器件中，不但形成微通道，而且包括输送并混合流体的微泵，微混合器，及过滤输送中的流体的微过滤器。用作生物测定器件如LOC的微流体器件，通常应该包括在裂解细胞或病毒的过程中所需的装置或者利用外部裂解的细胞溶液或已经提纯的材料。碱性法等常用作细胞裂解方法。然而，当利用这些方法时，必须加入化学药品如NaOH且必须包括用于在裂解混有化学药品的细胞之后除去所加入的化学药品的装置。例如，必须包括用于完成上述过程的阀、泵、过滤器等。因而，包括用于细胞裂解的电解装置的微流体器件仍然不是公知的。另外，各种细胞裂解方法是公知的。例如，煮沸法、碱性法、利用酶的细胞裂解方法等都是公知的。碱性法是通过将细胞或病毒暴露于具有高pH的物质如NaOH来裂解细胞的方法。然而，常规的细胞或病毒裂解方法如碱性法用于微流体器件如LOC中，有许多缺点。例如，当通过利用碱性溶液如NaOH裂解细胞得到的碱性细胞裂解液(lysate)用中和溶液来中和时，需要用于细胞裂解的碱性溶液的注入步骤并且因此需要装置并且样品溶液由于碱性溶液和中和溶液的加入而被稀释。该溶液注入步骤和装置在处理微体积的微流体器件中可能带来严重的问题，并且当得到或扩增所需的样品时，稀释也可能带来问题。而且，必须除去或中和碱性溶液如NaOH以用于随后的生物分析方法如PCR中。因而，、当通过电解在原位产生裂解细胞的物质如氢氧化物来裂解细胞时能够提供具有适于随后生物分析的pH和条件的细胞裂解液的细胞裂解方法，仍然不是公知的。专利技术人发现，当电解是利用含有包含标准氧化电位比水低或高的离子的电解液的阳极室及含有包含标准还原电位比水低的离子和细胞的电解液的阴极室进行时，能够制备具有适于随后生物分析的pH和条件的细胞裂解液，从而导致本专利技术的完成。
技术实现思路
本专利技术提供一种包括用于细胞裂解的电解装置的微流体器件。本专利技术还提供一种利用电解裂解细胞的方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种包括用于细胞裂解的电解装置的微流体器件，该电解装置包括阳极室、阴极室和隔板，其中该隔板安装在阳极室和阴极室之间，阳极室包括阳极室溶液的入口和出口及电极，阴极室包括阴极室溶液的入口和出口及电极。根据本专利技术的另一方面，提供一种利用包括用于细胞裂解的电解装置的微流体器件裂解细胞或病毒的方法，该电解装置包括阳极室、阴极室和隔板，其中该隔板安装在阳极室和阴极室之间，阳极室包括阳极室溶液的入口和出口及电极，阴极室包括阴极室溶液的入口和出口及电极，所述方法包括经过阳极室的入口，将包含标准氧化电位比水低或高的化合物的阳极室溶液引入到阳极室中；经过阴极室的入口，将包含细胞或病毒和标准还原电位比水低的化合物的阴极室溶液引入到阴极室中；及通过向包括在阳极室和阴极室中的电极施加电流，在阳极室和阴极室中引起电解而裂解细胞。附图说明通过参考附图详述其示例性实施方案，本专利技术的上述和其它特点和优点将变得更加显而易见，其中图1A为包括阴极室、阳极室和安装在阴极室与阳极室之间的隔板的电解装置图；图1B为包括阴极室和阳极室的、用作本专利技术实施例1中的对照电解装置的电解装置图；图1C为包括阴极室和阳极室的、置于载物玻片上用于显微观察的、用作本专利技术实施例1的对照电解装置的电解装置图；图1D为根据本专利技术实施方案包括电解装置的微流体器件图；图1E和1F为根据本专利技术另外的实施方案，其中分别安装了两个泵和一个泵的包括电解装置的微流体器件图；图2图示在37℃下培养用通过电解得到的溶液处理过的细胞16小时后的琼脂平板；图3图示利用通过用电解的溶液处理细胞得到的溶液作为模板，进行实时PCR得到的实时PCR曲线；图4为在利用通过用电解的溶液处理细胞得到的溶液作为模板，进行实时PCR得到的PCR产物的电泳后，用Agilent 2100 Bioanalyzer分析结果图；图5为将图4的结果图解为PCR产物的浓度图；图6图示利用通过在所使用的盐浓度、电流和时间条件下，直接电解细胞溶液得到的细胞裂解液作为模板，进行实时PCR扩增的结果；图7图示通过利用在各种条件下直接电解细胞溶液得到的细胞裂解液作为模板，进行PCR得到的最终PCR产物的电泳结果；图8图示在电泳后，利用Agilent 2100 Bioanalyzer，分析利用图6中通过电解得到的细胞裂解液作为模板，进行实时PCR得到的PCR产物；图9图示用连在显微镜上的数字照相机，在施加5V的DC电压和1mA的电流后，连续观察载片上的加样孔(well)中的CHO细胞的结果；图10图示在向阳极室和阴极室中均加入10ml 100mM NaCl水溶液(初始pH＝6.0)，并施加5V的DC电压后，观察pH随时间变化的结果；图11图示在分别向阳极室和阴极室中加入200ml 100mM MgSO4水溶液(初始pH＝5.75)和200ml 100mM NaCl水溶液(初始pH＝5.75)，并施加10V的DC电压后，观察pH随时间变化的结果；图12图示在分别向阳极室和阴极室中加入200ml 100mM Na2SO4水溶液(初始pH＝5.82)和200ml 100mM NaCl水溶液(初始pH＝5.82)，并施加10V的DC电压后，观察pH随时间变化的结果；及图13图示利用阳极室中不同的电解质进行电解后，阳极电解的溶液和阴极电解的溶液混合物的实时PCR的结果。具体实施例方式本专利技术提供一种包括用于细胞裂解的电解装置的微流体器件，该电解装置包括阳极室、阴极室和隔板，其中该隔板安装在阳极室和阴极室之间，阳极室包括阳极室溶液的入口和出口及电极，阴极室包括阴极室溶液的入口和出口及电极。本实施方案的微流体器件包括用于细胞裂解的电解装置，该电解装置包括阳极室、阴极室和隔板。在用于细胞裂解的电解装置中，隔板安装在阳极室和阴极室之间，阳极室包括阳极室溶液的入口和出口及电极，阴极室包括阴极室溶液的入口和出口及电极。入口和出口不需要分离，一个口也可以既充当入口又充当出口。当含有细胞或病毒的溶液被引入到阴极室中并且适当的电解质包括在阳极室中时，包括在本实施方案的微流体器件中的用于细胞裂解的电解装置，可以通过向包括在各室中的电极施加电流用于裂解细胞。推测细胞裂解是由于在阴极室中通过施加电流产生的氢氧离子而完成的，但本专利技术不限于具体的机理。用于细胞裂解的电解装置构成微流体器件的一部分。例如，阳极室和阴极室的各个入口和出口构成微流体器件的微通道，并且阳极室和阴极室以微通道的形式构成反应器。在本实施方案的微流体器件中，阳极室和阴极室的各个入口由单独的微通道组成。另外，阳极室和阴极室的各个出口可以是单独的微通道或可以彼此连接/结合。阳极室和阴极室的各个出口优选被连接/结合，以便在一个微通道中混合并中和阳极室溶液和阴极室溶液。当形成一个连接的微通道时，阴极室的细胞裂解液可以被中和，而不加入单独的中和溶液。在本专利技术的实施方案中，阳极室溶液可以包含标准氧化电位比水低的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括用于细胞裂解的电解装置的微流体器件，该电解装置包括阳极室、阴极室和隔板，其中该隔板安装在阳极室和阴极室之间，阳极室包括阳极室溶液的入口和出口及电极，并且阴极室包括阴极室溶液的入口和出口及电极。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宪周，金俊镐，刘昌恩，林熹均，黄奎渊，马秀旻，闵畯泓，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]