一种基于荧光差分信号的液滴微流控细胞筛选系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于荧光差分信号的液滴微流控细胞筛选系统和方法，所述系统包括：微流控芯片，用于输送液滴；荧光检测单元，配置为在两个监测位点激发荧光信号并采集获得第一荧光信号序列和第二荧光信号序列；分选单元，配置为在分选位点将包裹目标细胞的液滴分选出；信号处理器，用于接收第一荧光信号序列和第二荧光信号序列并进行信号处理，根据信号处理的结果识别出包裹目标细胞的液滴。本发明专利技术通过对液滴微流控芯片中的液滴进行持续性地双位点监测，可实现对液滴内细胞荧光变化率的检测和分析，并通过判断细胞荧光变化的大小来执行液滴的分选，从而实现对能够响应于刺激信号分子的刺激而发生特性变化的细胞进行筛选。号分子的刺激而发生特性变化的细胞进行筛选。号分子的刺激而发生特性变化的细胞进行筛选。

【技术实现步骤摘要】
一种基于荧光差分信号的液滴微流控细胞筛选系统和方法


[0001]本专利技术涉及细胞分选
，具体涉及一种基于荧光差分信号的液滴微流控细胞筛选系统和方法，主要用于筛选具有刺激响应特性的细胞。

技术介绍

[0002]荧光激活液滴分选技术(Fluorescence
‑
Activated Droplet Sorting，FADS)由Jean
‑
Christophe Baret等人专利技术于2009年，属于液滴微流控技术的一个重要分支[DOI:10.1039/b902504a]。最早的FADS技术采用了显微镜的架构，在显微镜明场成像光路上集成了激光束和荧光探测器。包裹了生物样本的液滴会被引入到微流控液滴分选芯片中，在显微镜下，液滴的荧光信号在流经芯片上的检测位点时被激发和采集，所采集的液滴荧光信号被进一步分析，以判断当前检测液滴内是否包含目标生物样本。微流控液滴分选芯片上通常集成有金属或盐水电极，当识别到包含有目标生物样本的液滴时，外部硬件会触发电极产生非均匀高频高压交变电场，电场内的目标液滴受介电泳力作用，其运动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于荧光差分信号的液滴微流控细胞筛选系统，用于筛选具有刺激响应特性的细胞，其特征在于，包括：微流控芯片，包括微流控通道，用于将注入的细胞溶液和刺激信号分子溶液处理形成为液滴并输送所述液滴；所述微流控通道上依次设置有第一监测位点、第二监测位点和分选位点；荧光检测单元，用于分别向所述第一监测位点和第二监测位点发射激发光以激发荧光信号并采集获得第一荧光信号序列和第二荧光信号序列；分选单元，用于在所述分选位点将包裹目标细胞的液滴分选出；信号处理器，分别与所述荧光检测单元和所述分选单元连接；所述信号处理器接收所述第一荧光信号序列和第二荧光信号序列并进行信号处理，根据信号处理的结果判断是否存在包裹目标细胞的液滴：若是，则触发所述分选单元在所述分选位点将包裹目标细胞的液滴分选出；其中，所述目标细胞为能够响应于所述刺激信号分子的刺激而发生特性变化的细胞。2.根据权利要求1所述的液滴微流控细胞筛选系统，其特征在于，所述信号处理器包括第一处理模块、第二处理模块、第三处理模块和第四处理模块；其中，所述第一处理模块中预设有液滴荧光阈值，所述第一处理模块将第一荧光信号序列和第二荧光信号序列分别与所述液滴荧光阈值进行比较：若第一荧光信号序列中存在第一峰值子信号达到所述液滴荧光阈值以上，则判定有液滴通过所述第一监测位点；以及，若第二荧光信号序列中存在第二峰值子信号达到所述液滴荧光阈值以上，则判定有液滴通过所述第二监测位点；所述第二处理模块中预设有细胞荧光阈值，所述第二处理模块将第一峰值子信号和第二峰值子信号分别与所述细胞荧光阈值进行比较：若第一峰值子信号达到所述细胞荧光阈值以上，则判定通过所述第一监测位点的液滴为包裹有细胞的液滴；以及，若第二峰值子信号达到所述细胞荧光阈值以上，则判定通过所述第二监测位点的液滴为包裹有细胞的液滴；所述第三处理模块以所述细胞荧光阈值为基准，将第一峰值子信号和第二峰值子信号分别转换为数字信号，获得对应于第一荧光信号序列的第一数字信号序列以及对应于第二荧光信号序列的第二数字信号序列，并将第一数字信号序列和第二数字信号序列在时序上进行匹配，以确定同一个包裹有细胞的液滴对应的第一峰值子信号和第二峰值子信号；所述第四处理模块中预设有分选阈值，所述第四处理模块计算同一个包裹有细胞的液滴对应的第一峰值子信号和第二峰值子信号的荧光信号差值，将荧光信号差值与所述分选阈值进行比较：若荧光信号差值达到所述分选阈值以上，则判定对应的包裹有细胞的液滴为包裹目标细胞的液滴，触发所述分选单元在所述分选位点将包裹目标细胞的液滴分选出。3.根据权利要求2所述的液滴微流控细胞筛选系统，其特征在于，所述微流控通道包括主输送通道、与所述主输送通道的第一端连接的第一注入通道和第二注入通道、与所述主输送通道的第二端连接的第一输出通道和第二输出通道，所述第一注入通道连接有两个第三注入通道；所述第一监测位点、第二监测位点和分选位点按照从第一端至第二端的方向依次设置在主输送通道上，并且所述分选位点临近于所述第一输出通道和所述第二输出通
道的交汇点设置。4.根据权利要求3所述的液滴微流控细胞筛选系统，其特征在于，所述微流控芯片连接有流体驱动装置，所述流体驱动装置用于向两个所述第三注入通道分别注入的细胞溶液和刺激信号分子溶液以及向所述第二注入通道注入连续液相以在所述主输送通道的第一端形成为液滴，并驱动所述液滴从所述主输送通道的第一端朝向第二端流动。5.根据权利要求3所述的液滴微流控细胞筛选系统，其特征在于，所述荧光检测单元包括激发光模块和探测模块，所述激发光模块包括光源、光束整形元件、分光元件、第一物镜和第二物镜，所述探测模块包括第一会聚透镜、第二会聚透镜、第一光电探测器和第二光电探测器；所述光源发出的光通过所述光束整形元件后由所述分光元件分为两束激发光，其中的一束激发光通过所述第一物镜入射至所述第一监测位点以激...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄术强，李思宏，于跃，周蕾，温慧，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：