一种基于微流控芯片的细胞定性分析方法技术

一种基于微流控芯片的细胞定性分析方法，其特征在于：　　　　以单通道的微流控芯片为平台，通道两端分别为样品池和缓冲池，在通道的任一位置处耦合显微镜；　　　　过程是：　　　　将细胞液加入缓冲池中，缓冲液加入到废液池中，调节缓冲池液面高度，使视野范围内细胞处于静止；　　　　在缓冲池和废液池上施加电压，通过安装在显微镜上的电子耦合器（ＣＣＤ）记录下每一个细胞定向移动的速度，并据此计算出每一个细胞的电泳淌度；　　　　以电泳淌度为横坐标，细胞的数量为纵坐标画出待测细胞的分布谱线；　　　　将待测细胞的分布谱线与标准谱线的谱峰比较，获得细胞的分类定性结果。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及细胞定性分析技术，特别提供了一种基于微流控芯片以电泳淌度为参数的细胞定性分析方法。
技术介绍
细胞分类是了解复杂细胞群的手段之一。与细胞分选和分离不同的是它可以不经过分离过程而实现对细胞群的初步认识。现有商品化仪器均需对细胞进行分选或分离而完成细胞分类，尚没有不需细胞分离的分类仪出现。细胞电泳淌度是表征细胞表面电荷的参数之一，其常用测量手段包括细胞电泳，毛细管电泳(CE)，激光电泳等。比较而言，细胞电泳仪设备相对简单，但由于要求精确聚焦于静止层，容易产生较大测量误差。CE测量细胞电泳淌度难以作到单个细胞的测量。进样长度，细胞之间的作用及细胞与管壁的作用对测量精度影响较大。激光电泳仪虽然测量准确，但其设备昂贵。九十年代发展起来的微流控芯片技术具有分析速度快、试剂消耗量小、易于实现自动化和集成化等优点，在包括细胞分析在内的生命科学领域得到广泛应用。微通道具有各处均为检测窗，深宽仅为几十微米的特点，可以方便的与显微镜耦连，实现微通道内的显微电泳，且不存在静止层，降低测量误差。但在微流控芯片平台上研究细胞电泳淌度的报道很少，最早由Ichiki等人开展，他们考察了羊红细胞在石英芯片上的电泳淌度以及抗体对羊红细胞电泳淌度的影响。与CE和激光电泳相比芯片上细胞电泳淌度测量方法具有设备简单，操作灵活的特点。无论上述哪一种测量电泳淌度的方法均没有提及其在细胞分类中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于微流控芯片以电泳淌度为参数的细胞定性分类分析方法，该方法干扰小，无须对细胞群分离或分选，仪器简单，操作灵活。本专利技术提供了，其特征在于以单通道的微流控芯片为平台，通道两端分别为缓冲池和废液池，在通道的任一位置处耦合显微镜；过程是将细胞液加入缓冲池中，缓冲液加入到废液池中，调节缓冲池液面高度，使视野范围内细胞处于静止；在缓冲池和废液池上施加电压，通过安装在显微镜上的电子耦合器(CCD)记录下每一个细胞定向移动的速度，并据此计算出每一个细胞的电泳淌度(淌度系指单位场强下的迁移速度)；以电泳淌度为横坐标，细胞的数量为纵坐标画出待测细胞的分布谱线；将待测细胞的分布谱线与标准谱线的谱峰比较，获得细胞的分类定性结果。本专利技术提供的基于微流控芯片的细胞定性分析方法中，所用细胞浓度应在103个/mL-108个/mL之间。细胞浓度低于这个范围时，耗时长。高于这个范围时，由于细胞相互接触及其与通道接触的机会大，统计误差增大。本专利技术提供的基于微流控芯片的细胞定性分析方法中，所施加电场范围取决于所用芯片的伏安特性曲线，电场强度以不超过伏安曲线偏离直线时的电场强度为宜。本专利技术提供的基于微流控芯片的细胞定性分析方法中，所述芯片材料可以是聚合物，玻璃，陶瓷或它们的复合体。本专利技术提供的基于微流控芯片的细胞定性分析方法中，所述通道宽度在20微米到2000微米之间，深30微米到200微米之间。本专利技术提供的基于微流控芯片的细胞定性分析方法中，所述细胞可以是未经任何处理的细胞，也可以是标有各种抗体或其他分子的细胞。此外，对于非细胞的带电颗粒(直径从几微米至几十微米)本专利技术同样适用。本专利技术方法较传统的显微细胞电泳仪受到更小的方法干扰，更能真实的反映细胞或微颗粒自身的性质。本专利技术方法无须对细胞群分离或分选。所用仪器简单，操作灵活。附图说明图1为细胞在通道中的迁移照片； 图2为细胞迁移速度与电场强度的直线关系，该直线的斜率即为细胞的表观电泳淌度；图3为电泳淌度分类三组红细胞直方图；图4为形态学观察法正常-实验组红细胞照片；图5为形态学观察法功夫菊酯-实验组红细胞照片；图6为形态学观察法功夫菊酯-对照组红细胞照片。具体实施例方式取13uL样品加入到缓冲液池中，由于液面的高度差，液体连续充满各通道，然后在废液池中加入13uL的缓冲液，小心调整各储液池的液面高度，使颗粒或细胞在通道中保持静止，消除静压差的影响。随后在缓冲池中接正电压，废液池接地，颗粒或细胞由正极向负极迁移。显微镜成像，CCD记录。CCD记录结果为25帧/秒，选定单个颗粒记录其起始时刻，保存该时刻图片见图1，记录其起始位置。以帧前进方式找到同一颗粒终止时刻和终止位置，从而计算该颗粒速度。每一电场下记录颗粒数目大于30。图3是实验中测得的所有细胞的单位场强速度分布及其正态分布拟合。三个拟合峰与三组实验细胞相对应。第一组和第三组拟合峰实现“基线分离”，第二组“峰”与其他两组“峰”“分离度”较差。这三组细胞的形态学观察结果见图4～6。图4，5显示细胞大小一致，血红蛋白分布均匀，二者形态区分并不十分显著。图6则可看出细胞有溶解趋势。形态学观察与电泳分类均表明第一组和第二组细胞分类显著性不强，两者可以相互补充，相互验证。同时说明，以电泳淌度分类细胞的结果与形态观察细胞分类结果至少相近，见表1。表1为三组鲤鱼红细胞电泳淌度。 权利要求1.，其特征在于以单通道的微流控芯片为平台，通道两端分别为样品池和缓冲池，在通道的任一位置处耦合显微镜；过程是将细胞液加入缓冲池中，缓冲液加入到废液池中，调节缓冲池液面高度，使视野范围内细胞处于静止；在缓冲池和废液池上施加电压，通过安装在显微镜上的电子耦合器(CCD)记录下每一个细胞定向移动的速度，并据此计算出每一个细胞的电泳淌度；以电泳淌度为横坐标，细胞的数量为纵坐标画出待测细胞的分布谱线；将待测细胞的分布谱线与标准谱线的谱峰比较，获得细胞的分类定性结果。2.按照权利要求1所述基于微流控芯片的细胞定性分析方法，其特征在于所用细胞浓度应在103个/mL-108个/mL之间。3.按照权利要求1所述基于微流控芯片的细胞定性分析方法，其特征在于所施加电场强度不超过所用芯片的伏安曲线偏离直线时的电场强度。4.按照权利要求1所述基于微流控芯片的细胞定性分析方法，其特征在于所述芯片材料是聚合物，玻璃，陶瓷或它们的复合体。5.按照权利要求1所述基于微流控芯片的细胞定性分析方法，其特征在于所述通道宽度在20微米到2000微米之间，深30微米到200微米之间。6.按照权利要求1所述基于微流控芯片的细胞定性分析方法，其特征在于所述细胞是未经任何处理的细胞，或者标有各种抗体或其他分子的细胞。全文摘要，其特征在于以单通道的微流控芯片为平台，通道两端分别为样品池和缓冲池，在通道的任一位置处耦合显微镜；过程是将细胞液加入缓冲池中，缓冲液加入到废液池中，调节缓冲池液面高度，使视野范围内细胞处于静止；在缓冲池和废液池上施加电压，通过安装在显微镜上的电子耦合器(CCD)记录下每一个细胞定向移动的速度，并据此计算出每一个细胞的电泳淌度；以电泳淌度为横坐标，细胞的数量为纵坐标画出待测细胞的分布谱线；将待测细胞的分布谱线与标准谱线的谱峰比较，获得细胞的分类定性结果。本专利技术方法干扰小，无须对细胞群分离或分选，仪器简单，操作灵活。文档编号G01N33/50GK1616958SQ20031010507公开日2005年5月18日 申请日期2003年11月11日 优先权日2003年11月11日专利技术者盖宏伟, 於林芬, 马银法, 林炳承 申请人:中国科学院大连化学物理研究所 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：盖宏伟，於林芬，马银法，林炳承，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：