A microfluidic device for capturing, separating and processing single cells is provided. The microfluidic device comprises a cell capture chamber with a cell funnel located in the cell capture chamber, thereby guiding the cell through the cell capture chamber to flow to one or more cell traps located downstream of the funnel to receive the flowing cells. The apparatus may further include an auxiliary chamber integrated with a cell capture chamber for subsequent processing and analysis of the contents of the captured cells. A method of cell capture and preparation is also provided, which includes making cells flow through a chamber and funneling cells into a cell trap, capturing a predetermined number of cells in the trap, interrupting the flow of the cells, allowing the washing fluid to flow through the chamber to remove contaminants from the chamber, and sealing the predetermined number of cells. In the chamber.
【技术实现步骤摘要】
用于高通量分析的微流控细胞捕获和分析设备专利技术背景1.专利
本专利技术涉及微流控装置。具体地,本专利技术涉及微流控装置及其用途,以及用于分析细胞的方法。2.相关技术描述单细胞代表基本生物单位。然而,大多数生物知识呈现为研究细胞群而非单细胞的结果。难免存在基础和应用问题,如涉及干细胞分化的转录控制、基因表达中的固有噪声和疾病起源的问题,这只能从单细胞水平上来解决。例如,单细胞分析允许直接测量基因表达动力学或清楚地鉴别共调控的基因,甚至存在会使普通群体测量不清楚的非同步性和异质性时也是如此。类似地,单细胞方法在干细胞研究和癌症生物学中至关重要,其中由于受纯化方案限制而分离的原代细胞群为异质的,并且通常只有少数细胞群是最相关的。因此,高通量单细胞测量技术受关注并在临床和研究环境中具有广泛的应用。测量单细胞中转录水平的现有方法包括RT-qPCR(1)、使用数字PCR(2)的单分子计数,或杂交探针(3,4)以及新一代测序(5)。在这些方法中,单细胞RT-qPCR提供了灵敏、特异和动态范围的综合优点,但其受低通量、试剂费用高和难以准确测量低丰度转录本的限制(6)。微流控装置使用活动阀门来定位和分离细胞,允许对单个微生物细胞进行分离和基因组扩增(32)。遗憾的是,由于涉及操作阀门机构的手动操作,该装置不能进行高通量分析。此外,所述装置不能使分离的细胞在处理和分析之前从上清液中洗涤出来。反过来这会产生污染事件,并进一步限制该装置的下游应用。因此,微流体研究的目标是开发出可对单细胞中的转录进行可扩展分析的综合技术。微流控系统提供了用于单细胞分析的众多优点:测量的经济性 ...
【技术保护点】
1.微流控装置,其包括:用于捕获单细胞的细胞捕获室,其中所述细胞捕获室包含至少一个入口和至少一个出口,其中每个入口和出口具有开启和关闭位置,以此当所述入口处于开启位置时流体能够流入所述细胞捕获室,而当所述出口处于开启位置时流体能够流出所述细胞捕获室,并且以此当所述入口处于关闭位置时将阻止流体流入所述细胞捕获室,而当所述出口处于关闭位置时将阻止流体流出所述细胞捕获室,以及其中流经所述细胞捕获室的方向指示了所述细胞捕获室的上游和下游方向;机械细胞漏斗;和一个细胞捕获器,其位于所述细胞捕获室中,在所述细胞漏斗与所述至少一个出口之间且在细胞漏斗的直接下游,其中所述细胞捕获器的大小能容纳单细胞,其中所述细胞漏斗可操作地引导流体直接流向所述细胞捕获器,以及其中将所述细胞捕获器定位以接收和保留在流体中从所述细胞漏斗向下游流动的细胞,同时允许所述流体以及其中额外的细胞流过所述细胞捕获器并流向所述至少一个出口。
【技术特征摘要】
1.微流控装置,其包括:用于捕获单细胞的细胞捕获室,其中所述细胞捕获室包含至少一个入口和至少一个出口,其中每个入口和出口具有开启和关闭位置,以此当所述入口处于开启位置时流体能够流入所述细胞捕获室,而当所述出口处于开启位置时流体能够流出所述细胞捕获室,并且以此当所述入口处于关闭位置时将阻止流体流入所述细胞捕获室,而当所述出口处于关闭位置时将阻止流体流出所述细胞捕获室,以及其中流经所述细胞捕获室的方向指示了所述细胞捕获室的上游和下游方向;机械细胞漏斗;和一个细胞捕获器,其位于所述细胞捕获室中,在所述细胞漏斗与所述至少一个出口之间且在细胞漏斗的直接下游,其中所述细胞捕获器的大小能容纳单细胞,其中所述细胞漏斗可操作地引导流体直接流向所述细胞捕获器,以及其中将所述细胞捕获器定位以接收和保留在流体中从所述细胞漏斗向下游流动的细胞,同时允许所述流体以及其中额外的细胞流过所述细胞捕获器并流向所述至少一个出口。2.根据权利要求1所述的微流控装置,其还包括:(a)流体注入通道;(b)一个或多个辅助室;(c)与流体注入通道流体连通的第二入口,所述第二入口具有开启和关闭位置,其中所述开启位置允许流体从所述流体注入通道进入所述细胞捕获室,而在所述关闭位置阻止流体从所述流体注入通道流入所述细胞捕获室;和(d)与所述一个或多个辅助室流体连通的第二出口,所述第二出口具有开启和关闭位置,其中所述开启位置允许流体流出所述细胞捕获室并进入所述一个或多个辅助室,而在所述关闭位置阻止流体从所述细胞捕获室流入所述一个或多个辅助室。3.根据权利要求2所述的微流控装置,其包括第一辅助室,其中所述第二出口与所述第一辅助室流体连通。4.根据权利要求3所述的微流控装置,其还包括与所述第一辅助室流体连通的第二辅助室,以及在所述第一和第二辅助室之间的阀门,其中所述阀门具有开启位置以允许流体从所述第一辅助室流向所述第二辅助室,且具有关闭位置以阻止流体从所述第一辅助室流向所述第二辅助室。5.根据权利要求4所述的微流控装置,其还包括与所述第二辅助室流体连通的第三辅助室,以及在所述第二和第三辅助室之间的阀门,其中所述阀门具有开启位置以允许流体从所述第二辅助室流向所述第三辅助室,且具有关闭位置以阻止流体从所述第二辅助室流向所述第三辅助室。6.根据权利要求4所述的微流控装置,其中所述第二辅助室和所述第一辅助室之间的比率按体积为5:1。7.根据权利要求2所述的微流控装置,其中所述一个或多个辅助室的至少一个是可膨胀的。8.根据权利要求7所述的微流控装置,其包含第一辅助室,其中所述第二出口与所述第一辅助室流体连通,其中所述膨胀的第一辅助室和未膨胀的第一辅助室之间的比率按体积为5:1。9.根据权利要求2所述的微流控装置,其中当所述第二出口处于开启位置时,所述细胞捕获室与所述一个或多个辅助室形成复合的室。10.根据权利要求9所述的微流控装置,其中所述细胞捕获室与所述复合的室之间的比率按体积为1:5。11.根据权利要求1所述的微流控装置,其还包括第二入口和流体注入通道,其中所述第二入口与所述流体注入通道流体连通,所述第二入口具有开启和关闭位置,其中所述开启位置允许流体从所述流体注入通道进入所述细胞捕获室,而在所述关闭位置阻止流体从所述流体注入通道流入所述细胞捕获室。12.根据权利要求11所述的微流控装置,其还包括辅助室,其中所述细胞捕获室具有与所述辅助室流体连通的第二出口,所述第二出口具有开启和关...
【专利技术属性】
技术研发人员:卡尔·拉尔斯·真吉斯·汉森,迈克尔·万因斯伯格,亚当·怀特,奥勒哈·彼特里弗,提姆·利弗,阿努帕姆·辛哈尔,威廉·鲍登,韦罗妮克·勒科特,丹·达科斯塔,里奥·吴,乔治娅·拉塞尔,达雷克·西科尔斯基,
申请(专利权)人:不列颠哥伦比亚大学,
类型:发明
国别省市:加拿大,CA
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