一种单细胞包裹仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种单细胞包裹仪，包括微流控芯片、芯片放置模块、电路模块和气路模块，其中微流控芯片中包含多套液滴生成器，可用于高通量生成单细胞多颗粒液滴；通过芯片放置模块实现微流控芯片与气路模块、电路模块的密封对接，并使每一种流体共用一个电气比例阀，实现自动化和高通量生产液滴的同时，还能更加高效节能；从而实现单细胞多颗粒液滴的高通量、高效率和高自动化生成，结构简单，便捷高效、成本低，易于推广。易于推广。易于推广。

【技术实现步骤摘要】
一种单细胞包裹仪


[0001]本技术涉及微流控制领域，具体而言，涉及一种用于生成多颗粒液滴的单细胞包裹仪。

技术介绍

[0002]微流控芯片(Microfluidic Chip)，因为能够集成化学和生物等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测及细胞培养、分选、裂解等基本操作单元，通过设计形态各异的流道，可以在微流控芯片上实现不同的功能，因而也被称作芯片实验室(Lab
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Chip)，较于传统的实验室，微流控芯片具有试剂消耗量少、反应或者分析时间短等优点，减小昂贵试剂的消耗量可以控制成本。而时间的缩短则有利于缩减实验周期，结合平方厘米级别甚至平方毫米的芯片大小，在时间和空间上都大大减小了实验成本。微流控的应用领域有很多，在化学、生物学、医学等诸多领域都有着重要的应用。
[0003]单细胞测序是对单细胞基因组或转录组等进行测序，获得基因组、转录组或其他多组学信息，以揭示细胞群体差异和细胞进化关系。单细胞测序技术可用于检测单个细胞间异质性、区分少量细胞并描绘细胞图谱，对生物学研究有着重大意义。因此，单细胞测序技术在肿瘤、微生物学、神经病学、生殖、免疫、消化和泌尿等领域有着广泛应用。在多种单细胞文库制备平台中，液滴式单细胞文库制备平台由于具备方法学的兼容性和稳定性优势，已成为目前的主流应用平台，最具代表性的为10X Genomics的Chromium系统。
[0004]已有的液滴式单细胞文库制备平台是将细胞、转录试剂及标记编码微球通过微流控芯片包裹在油包水液滴中，制得单细胞多颗粒液滴，从而进行建库编码和逆转录。单细胞多颗粒液滴是指在生成的每一个液滴中包含了两种以上颗粒，其中包括单细胞、编码微球等。
[0005]现有的单细胞多颗粒液滴通常是通过微流控芯片生成，但目前还缺少能与该微流控芯片配套的自动化设备，甚至有些还需要手动连接微流控芯片与气压设备来制备单细胞多颗粒液滴，自动化水平不高，通量低，生产效率低，而且也无法实现将细胞包裹在液滴后的孵育等操作。因此急需一台能进行单细胞多颗粒液滴自动化、高通量生成的设备，实现液滴的高效生成，且能实现细胞包裹在液滴后的孵育等操作。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本技术提供一种单细胞包裹仪，包括微流控芯片、芯片放置模块、电路模块和气路模块，通过设计高通量的微流控芯片，并能够通过芯片放置模块实现微流控芯片与气路模块、电路模块的密封对接，从而实现单细胞多颗粒液滴的高通量、高效率和高自动化生成，结构简单，方便耐用，成本低，适于工业生成。
[0007]本技术所述的单细胞多颗粒液滴，是指制备的每一颗液滴内部，包含了一颗单细胞和其他颗粒。在单细胞测序时，需要利用一种双颗粒液滴，这种双颗粒液滴中同时包含有1个单细胞和1个带有引物的编码微球(微球)，从而能在液滴反应室内进行反应完成测
序。
[0008]本技术提供了一种单细胞包裹仪，所述单细胞包裹仪包括芯片、芯片放置模块、电路模块和气路模块，所述芯片中设有液滴生成器，芯片上设有流体输入槽；所述芯片放置模块用于密封摆放芯片，气路模块用于向芯片上的流体输入槽提供气压，电路模块用于控制驱动单细胞包裹仪运行。
[0009]需要解释的是，所述的芯片即为用于生产单细胞多颗粒液滴的微流控芯片。
[0010]进一步地，所述芯片放置模块包括芯片放置板、抽拉门模块和下压模块；所述芯片放置板用于固定摆放芯片，芯片放置板固定在抽拉门模块上，可随抽拉门模块实现抽拉往复运动。
[0011]在一些方式中，芯片放置板上设有弹簧卡扣，当芯片放入芯片放置板后，弹簧卡扣能够自动卡死定位。
[0012]进一步地，所述下压模块用于下压密封芯片，并使芯片上的流体输入槽与气路模块的电气比例阀连通，由电气比例阀向芯片上的流体输入槽提供气压。
[0013]由于芯片中涉及多种流体，不同的流体需要不同的气压，因此气路模块需要在外围设置多个电气比例阀，分别独立为不同种流体提供不同且稳定的气压。
[0014]进一步地，所述下压模块中设有与芯片直接接触的气压板，气压板上设有三个气压通路，包括第一流体气压通路、第二流体气压通路和第三流体气压通路。
[0015]进一步地，所述芯片上设有三种流体输入槽，分别为第一流体输入槽、第二流体输入槽和第三流体输入槽，每种输入槽都可事先装满对应的流体；气压板上的三个气压通路可分别与芯片上的三种流体输入槽密封连接。
[0016]在一些方式中，芯片上的每种流体输入槽可以有多个，比如第一流体输入槽、第二流体输入槽和第三流体输入槽都分别有四个，则四个第一流体输入槽可同时与气压板上的第一流体气压通路相连，四个第二流体输入槽可同时与气压板上的第二流体气压通路相连，四个第三流体输入槽可同时与气压板上的第三流体气压通路相连。
[0017]在一些方式中，所述三种流体分别为油相、细胞悬液和编码微球悬液。
[0018]进一步地，所述气路模块设有三个电气比例阀，分别通过气压板上的三个气压通路，向芯片上的三种流体输入槽输送气压，从而将输入槽的流体压入芯片的液滴生成器内。
[0019]为了配合给芯片上的三种流体输入槽，需要气路模块提供三种不同且稳定的气压，因此气路模块在围绕气泵的外围设置了三个电气比例阀，使其通过气压板上的三个气压通路分别与芯片的三种流体输入槽的通路连接并彼此相互独立。
[0020]进一步地，所述芯片上设有一套或多套流体输入槽，每套流体输入槽都包含三个流体输入槽，分别为第一流体输入槽、第二流体输入槽和第三流体输入槽；芯片中设有一套或多套液滴生成器，每套液滴生成器都分别与一套流体输入槽对应。
[0021]通过在芯片上同时设置多套液滴生成器，每套液滴生成器都与芯片上的一套包含了三种流体的输入槽对应连通。同时，每套液滴生成器中的第一流体输入槽与气压板上的第一流体气压通路串联，每套液滴生成器中的第二流体输入槽与气压板上的第二流体气压通路串联，每套液滴生成器中的第三流体输入槽与气压板上的第三流体气压通路串联，每套液滴生成器中的第四流体输入槽与气压板上的第二流体气压通路串联，因此实现了气路模块的高效利用，节约资源，并实现了液滴的高通量生成，切实提高液滴生成效率。
[0022]进一步地，所述芯片上设有四套液滴生成器，以及分别与四套液滴生成器对应的四套流体输入槽；所述下压模块由丝杆步进电机带动上下运动，并通过导轨定位。
[0023]根据芯片的大小和位置设置，可以在同一芯片上设置四套液滴生成器，实现4倍于普通液滴生成器的高效液滴生成效率，并能使每一种流体共用一个电气比例阀，真正做到了高效节能。
[0024]进一步地，所述抽拉门模块由电机带动齿轮和齿条实现抽拉运动，通过导轨帮助定位；抽拉门模块的初始位置和结束位置由光电传感器感应并定位。
[0025]在一些方式中，所述导轨设有两条，分设在两侧，帮助更好得固定和定位，使抽拉门模块在抽拉过程中更稳定，不会出现左本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单细胞包裹仪，其特征在于，包括芯片、芯片放置模块、电路模块和气路模块，所述芯片中设有液滴生成器，芯片上设有流体输入槽；所述芯片放置模块用于密封摆放芯片，气路模块用于向芯片上的流体输入槽提供气压，电路模块用于控制驱动单细胞包裹仪运行。2.如权利要求1所述的单细胞包裹仪，其特征在于，所述芯片放置模块包括芯片放置板、抽拉门模块和下压模块；所述芯片放置板用于固定摆放芯片，芯片放置板固定在抽拉门模块上，可随抽拉门模块实现抽拉往复运动。3.如权利要求2所述的单细胞包裹仪，其特征在于，所述下压模块用于下压密封芯片，并使芯片上的流体输入槽与气路模块的电气比例阀连通，由电气比例阀向芯片上的流体输入槽提供气压。4.如权利要求3所述的单细胞包裹仪，其特征在于，所述下压模块中设有与芯片直接接触的气压板，气压板上设有三个气压通路，包括第一流体气压通路、第二流体气压通路和第三流体气压通路。5.如权利要求4所述的单细胞包裹仪，其特征在于，所述芯片上设有三种流体输入槽，分别为第一流体输入槽、第二流体输入槽和第三流体输入槽，每种输入槽都事先装满对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许潇楠，杨俊贤，周洪波，张小星，
申请(专利权)人：浙江达普生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：