本发明专利技术提供一种单细胞分选与鉴定方法及装置，该单细胞分选与鉴定方法包括供液步骤、第一次喷嘴拍照与识别步骤、单细胞打印与拍照步骤及第二次喷嘴拍照步骤。本发明专利技术的单细胞分选与鉴定方法及装置基于高通量热泡打印芯片的微流控特性，采用图像识别的方法将单细胞高效率、轻柔导出，由此可以快速、大批量得到高单细胞率、高活性的单细胞。该方法基于细胞形态学特征识别单细胞，由此得到的单细胞具备高活性特点。并且该方法可以提供细胞第零天样貌，是单细胞的重要判据。此外本发明专利技术的单细胞分选与鉴定装置在完成单细胞分选后，可监测细胞成长状态，并根据荧光标记筛选目标细胞，为细胞实验提供了全面的解决方案。实验提供了全面的解决方案。实验提供了全面的解决方案。
【技术实现步骤摘要】
一种单细胞分选与鉴定方法及装置
[0001]本专利技术属于微流控、细胞系开发、单克隆抗体筛选、生命科学仪器等领域，涉及一种单细胞分选与鉴定方法及装置。
技术介绍
[0002]细胞是生命活动的基本单位，基于单细胞水平的研究能够在更深层次上揭示生命活动的发展规律，在单克隆抗体筛选、细胞系培养等领域具有广泛的应用。目前，单细胞分离主要有微针吸取法、有限稀释法、微孔阵列和基于微流控的分选方法。其中，有限稀释法的稀释倍率需要人工单独优化，因此存在工作量大、稳定性差的缺点；流式细胞仪仪器成本造价高，其使用电信号对细胞进行分选，会对细胞造成很大损伤；微孔阵列法单细胞捕获依赖泊松分布，因此其效率很低；其他基于微流控的单细胞分选方法也都存在低通量、高耗材成本、低单细胞率、低单细胞活性等问题。
技术实现思路
[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种单细胞分选与鉴定方法及装置，用于解决现有单细胞分选方法存在低通量、高耗材成本、低单细胞率、低单细胞活性的问题。
[0004]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种单细胞分选与鉴定方法，包括以下步骤：
[0005]供液步骤：将包含细胞的溶液施加于热泡打印芯片的多个喷嘴内；
[0006]第一次喷嘴拍照与识别步骤：采用光学模组对所述热泡打印芯片具有所述喷嘴的一面进行拍照，以得到单细胞打印前的喷嘴图像，并基于单细胞打印前的喷嘴图像获得具有单细胞的喷嘴的编号；
[0007]单细胞打印与拍照步骤：基于获得的具有单细胞的喷嘴的编号按照预设顺序依次将对应喷嘴内的单细胞以打印方式导出至细胞接收装置，其中，每打印一个喷嘴内的单细胞，即采用所述光学模组对打印至所述细胞接收装置中的单细胞进行拍照以获得被打印单细胞的第零天图像；
[0008]第二次喷嘴拍照步骤：采用所述光学模组对所述热泡打印芯片具有所述喷嘴的一面进行拍照，以得到单细胞打印后的喷嘴图像。
[0009]可选地，所述供液步骤包括使所述喷嘴进行空喷以使所述喷嘴前端的溶液进行更新。
[0010]可选地，所述第一次喷嘴拍照与识别步骤包括：
[0011]喷嘴识别步骤：根据喷嘴的图像特性进行喷嘴寻找与选择；
[0012]单细胞识别步骤：对被选择的喷嘴进行至少一次单细胞识别。
[0013]可选地，所述单细胞识别步骤包括：
[0014]第一次筛选步骤：采用预设图像算法对喷嘴内的细胞情况进行第一次识别，若合
格，则进行下一步第二次筛选步骤，若不合格，则剔除对应喷嘴，不进一步识别；
[0015]第二次筛选步骤：采用预先训练好的神经网络对喷嘴内的细胞情况进行第二次识别以排除杂质、细胞碎片、非细胞的情况，若判断喷嘴内为单细胞，则计算对应喷嘴的编号，若判断喷嘴内为非单细胞，则剔除对应喷嘴。
[0016]可选地，在所述第一次喷嘴拍照与识别步骤中，若识别结果为所有喷嘴内均无单细胞，则返回所述供液步骤。
[0017]可选地，在所述单细胞打印与拍照步骤中，在将单细胞导出至所述细胞接收装置中之前，将所述光学模组对焦至即将被打印的单细胞的预计落点。
[0018]可选地，在所述单细胞打印与拍照步骤中，每打印一个喷嘴内的单细胞，即在所述细胞接收装置接收被打印单细胞的腔体内施加培养基。
[0019]可选地，在所述第二次喷嘴拍照步骤之后，判断所述细胞接收装置中的单细胞数量是否满足要求，若满足，则结束单细胞分选，若不满足，则返回所述供液步骤。
[0020]可选地，在所述供液步骤之前，还包括喷嘴浸润处理步骤。
[0021]可选地，所述细胞接收装置包括孔板。
[0022]可选地，还包括细胞状态监测步骤，所述细胞状态监测步骤包括：在所述细胞接收装置内打印预设数量的单细胞之后，采用所述光学模组对所述细胞接收装置进行扫描拍照以监测细胞状态。
[0023]可选地，还包括分泌物检测步骤，所述分泌物检测步骤包括：在所述细胞接收装置内打印预设数量的单细胞之后，采用所述光学模组拍摄所述细胞接收装置内细胞分泌物的荧光图像以筛选目标细胞。
[0024]本专利技术还提供一种单细胞分选与鉴定装置，包括热泡打印芯片、光学模组及控制组件，其特征在于：所述单细胞分选与鉴定装置用于执行如上任意一项所述的单细胞分选与鉴定方法。
[0025]如上所述，本专利技术的单细胞分选与鉴定方法及装置基于高通量热泡打印芯片的微流控特性，采用图像识别的方法将单细胞高效率、轻柔导出，由此可以快速、大批量得到高单细胞率、高活性的单细胞。该方法基于细胞形态学特征识别单细胞，由此得到的单细胞具备高活性特点。并且该方法可以提供细胞第零天样貌，是单细胞的重要判据。此外本专利技术的单细胞分选与鉴定装置在完成单细胞分选后，可监测细胞成长状态，并根据荧光标记筛选目标细胞，为细胞实验提供了全面的解决方案。
附图说明
[0026]图1显示为本专利技术的单细胞分选与鉴定方法的流程图。
[0027]图2显示为本专利技术的单细胞分选与鉴定方法采用的一种图像识别逻辑图。
[0028]图3显示为本专利技术的单细胞分选与鉴定方法采用的一种单细胞打印节拍流程图。
[0029]图4显示为本专利技术中热泡打印芯片组装于包含控制组件的自动化仪器上的示意图。
[0030]图5显示为本专利技术采用光学模组对热泡打印芯片具有喷嘴的一面进行拍照的示意图。
[0031]图6显示为拍照得到的单细胞打印前的喷嘴图像的示意图。
[0032]图7显示为热泡打印芯片将包含单细胞的溶液采用打印方式导出至孔板中及光学模组在孔板下方对焦至被打印单细胞预计落点的示意图。
[0033]图8显示为对被打印单细胞即时拍照所获得的含有单细胞的液滴的图像示意图。
[0034]图9显示为在细胞成长状态检测中所使用的一种监测界面示意图。
[0035]图10显示为一个孔内细胞的第零天图像示意图。
[0036]图11显示为一个孔内细胞的第一天图像示意图。
[0037]图12显示为一个孔内细胞的第三天图像示意图。
[0038]元件标号说明
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热泡打印芯片
[0040]101
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喷嘴
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自动化仪器
[0042]201
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基座
[0043]202
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控制组件
[0044]203
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储液槽
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光学模组
[0046]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
细胞
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种单细胞分选与鉴定方法，其特征在于，包括以下步骤：供液步骤：将包含细胞的溶液施加于热泡打印芯片的多个喷嘴内；第一次喷嘴拍照与识别步骤：采用光学模组对所述热泡打印芯片具有所述喷嘴的一面进行拍照，以得到单细胞打印前的喷嘴图像，并基于单细胞打印前的喷嘴图像获得具有单细胞的喷嘴的编号；单细胞打印与拍照步骤：基于获得的具有单细胞的喷嘴的编号按照预设顺序依次将对应喷嘴内的单细胞以打印方式导出至细胞接收装置，其中，每打印一个喷嘴内的单细胞，即采用所述光学模组对打印至所述细胞接收装置中的单细胞进行拍照以获得被打印单细胞的第零天图像；第二次喷嘴拍照步骤：采用所述光学模组对所述热泡打印芯片具有所述喷嘴的一面进行拍照，以得到单细胞打印后的喷嘴图像。2.根据权利要求1所述的单细胞分选与鉴定方法，其特征在于：所述供液步骤包括使所述喷嘴进行空喷以使所述喷嘴前端的溶液进行更新。3.根据权利要求1所述的单细胞分选与鉴定方法，其特征在于，所述第一次喷嘴拍照与识别步骤包括：喷嘴识别步骤：根据喷嘴的图像特性进行喷嘴寻找与选择；单细胞识别步骤：对被选择的喷嘴进行至少一次单细胞识别。4.根据权利要求3所述的单细胞分选与鉴定方法，其特征在于，所述单细胞识别步骤包括：第一次筛选步骤：采用预设图像算法对喷嘴内的细胞情况进行第一次识别，若合格，则进行下一步第二次筛选步骤，若不合格，则剔除对应喷嘴，不进一步识别；第二次筛选步骤：采用预先训练好的神经网络对喷嘴内的细胞情况进行第二次识别以排除杂质、细胞碎片、非细胞的情况，若判断喷嘴内为单细胞，则计算对应喷嘴的编号，若判断喷嘴内为非单细胞，则剔除对应喷嘴。5.根据权利要求1所述的单细胞分选与鉴定方法，其特征在于：在所述第一次喷嘴拍照与识...
【专利技术属性】
技术研发人员：王梦琪，杨苗苗，关一民，江巍，
申请(专利权)人：上海傲睿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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