本发明专利技术涉及电融合芯片领域，公开了一种基于侧向双孔结构的细胞电融合芯片装置，包括微图案ITO电极和PDMS微控流芯片，PDMS微控流芯片内设置有若干通道和捕获结构，通道与捕获结构连通，且通道上设置有多个进样口和出样口；捕获结构包括捕获腔室和聚焦柱，捕获腔室由设置在一侧的倒“山”字形结构和设置在倒“山”字形结构开口侧的两个斜柱组成，聚焦柱设置在捕获腔室对侧。本技术方案可实现两个相近尺寸细胞的电融合，同时实现高通量。同时实现高通量。同时实现高通量。
【技术实现步骤摘要】
一种基于侧向双孔结构的细胞电融合芯片装置
[0001]本专利技术涉及电融合芯片领域，具体涉及一种基于侧向双孔结构的细胞电融合芯片装置。
技术介绍
[0002]电融合技术是上世纪80年代建立起来的一种新型促融合技术。当细胞置于非常高的电场中，细胞膜就变得具有通透性，能让外界的分子扩散进细胞内，这一现象称为电融合，又叫电穿孔。运用这一技术，许多物质，包括DNA、RNA、蛋白质、药物、抗体和荧光探针都能载入细胞。与其他常用的导入外源物质的方法相比，电融合具有很多有点：一、电融合不必象显微注射那样使用玻璃针，不需要技术培训和昂贵的设备，可以一次对成百万的细胞进行注射；二、与用化学物质相比，电融合几乎没有生物或化学副作用；三、因为电融合是一种物理方法，较少依赖细胞类型，因而应用广泛。
[0003]尽管细胞电融合技术在育种、杂交研究和细胞克隆方面得到了成功应用，但是还存在一些问题。在基因组学和抗体研发领域，往往需要对两个相近尺寸的细胞进行融合，目前细胞融合过程，其控制性手段相对欠缺，导致融合效率的稳定性有待提高。因此，专利技术人考虑通过结构及方法的创新，形成高效稳定的细胞融合控制方法。
技术实现思路
[0004]本专利技术意在提供一种基于侧向双孔结构的细胞电融合芯片装置，以解决现有技术中两个相近尺寸细胞融合时融合效率和稳定性不理想的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于侧向双孔结构的细胞电融合芯片装置，包括微图案ITO电极和PDMS微控流芯片，PDMS微控流芯片内设置有若干通道和捕获结构，通道与捕获结构连通，且通道上设置有多个进样口和出样口；捕获结构包括捕获腔室，捕获腔室由设置在一侧的倒“山”字形结构和设置在倒“山”字形结构开口侧的两个斜柱组成。
[0006]本方案的原理及优点是：实际应用时，本技术方案中，待融合的细胞通过进样口进入通道，利用流体阻力捕获，当细胞进入捕获结构内后，施加脉冲信号进行融合，在此过程中，由于斜柱的倾斜设置，可以防止细胞被流体冲走。而后再施加负向介电电泳力将融合后的细胞推出。基于该结构，可以通过缓冲液原位置换，控制捕获、配对后细胞能够发生不同程度的膨胀，如此以实现待融合细胞之间的紧密接触，进而保证细胞融合效果和融合的稳定性，经验证，本方案能够达到大于80％的排队效率和大于80％的融合效率。
[0007]优选的，作为一种改进，两个斜柱分别固定在倒“山”字形结构开口侧的上端和下端，且斜柱均朝向中部倾斜设置，且斜柱的对侧设置了三角形的聚焦柱。
[0008]本技术方案中，通过将斜柱设计为向内倾斜的结构，具有阻挡拦截的作用，可以防止细胞被流体冲走，便于细胞在极点处融合。
[0009]优选的，作为一种改进，斜柱的倾斜角度为25
‑
35
°
，且两个斜柱远离倒“山”字形结
构一端之间的距离为4
‑
6μm。
[0010]本技术方案中，斜柱的倾斜角度对细胞捕获率有重要影响，倾斜角度过大或过小都会导致细胞捕获效率降低，进而导致较低的排队效率和融合效率；此外，通过对两个斜柱最窄距离进行限定，设置为4
‑
6μm，能够防止细胞在流场作用下逃离捕获结构，实现细胞稳定捕获。
[0011]优选的，作为一种改进，三角形的聚焦柱与捕获结构间的距离为25
‑
30μm，三角形为边长10
‑
14μm的等腰直角三角形。
[0012]本技术方案中，通过将三角聚焦柱设计在捕获腔对侧，在捕获时起到引流作用，便于细胞捕获，同时与捕获结构尖端形成电场聚焦。
[0013]优选的，作为一种改进，两个通道间的距离为100
‑
200μm。
[0014]本技术方案中，通过将通道长度设置为100
‑
200μm，能够降低结构流阻同时保证细胞流动畅通，不堵塞。
[0015]优选的，作为一种改进，PDMS微控流芯片的高度为20
‑
25μm。
[0016]本技术方案中，将PDMS微控流芯片的高度设置为20
‑
25μm，能够保证细胞流动顺畅，且不会出现纵向上多个细胞重叠。
[0017]优选的，作为一种改进，微图案ITO电极与PDMS微控流芯片在键合前分别经过超声处理和等离子处理。
[0018]本技术方案中，将微图案ITO电极与PDMS微控流芯片在键合前分别经过超声处理和等离子处理的目的在于将PDMS芯片表面引入亲水的
‑
OH基团，使之亲水，同时改变ITO电极表面的化学键，使得二者完成不可逆键合，通过超声处理能够清洁电极和芯片表面。
[0019]优选的，作为一种改进，超声处理的条件为利用三蒸水超声处理10
‑
20min，超声处理后用氮气吹干。
[0020]本技术方案中，超声处理的时间是经过实践验证的较优时长，若清洗时间过短会导致清洗效果不佳；此外由于三蒸水为纯水，能够避免其他离子干扰，确保芯片清洗的效果。
[0021]优选的，作为一种改进，等离子处理的时间为1
‑
2min。
[0022]本技术方案中，等离子处理时间过长会芯片或ITO表面造成不可逆损伤，导致表面凹凸不平，过短会亲水效果差，无法实现后续稳定键合。
[0023]优选的，作为一种改进，键合的温度为120
‑
150℃。
[0024]本技术方案中，键合的原理为硅熔键合，界面发生化学反应，使两块基片牢固键合在一起，键合的温度对于键合效果具有关键影响，键合温度过高会导致通道变形，而温度过低会影响键合的牢固性。
[0025]优选的，作为一种改进，出样口连接有负压结构。
[0026]本技术方案中，负压结构主要是在融合后将融合细胞从捕获腔室内吸出，操作简单方便。
附图说明
[0027]图1为本专利技术基于侧向双孔结构的细胞电融合芯片装置的结构示意图。
[0028]图2为本专利技术实施例中通道及捕获结构俯视图。
[0029]图3为本专利技术实施例中进样口与出样口位置关系图。
[0030]图4为本专利技术实施例中通道及捕获结构示意图。
[0031]图5为通道与捕获结构电镜图。
[0032]图6为细胞在捕获腔室内融合前的示意图。
[0033]图7为细胞融合状态的示意图。
具体实施方式
[0034]下面通过具体实施方式进一步详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。若未特别指明，下述实施方式所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段；所用的实验方法均为常规方法；所用的材料、试剂等，均可从商业途径得到。
[0035]说明书附图中的附图标记包括：微图案ITO电极1、PDMS微控流芯片2、通道3、捕获结构4、进样口I 5、进样口II 6、出样口I 7、出样口II 8、倒“山”字形结构9、斜柱10。
[0036]实施例基本如附图1所示：一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于侧向双孔结构的细胞电融合芯片装置，其特征在于：包括微图案ITO电极和PDMS微控流芯片，所述PDMS微控流芯片内设置有若干通道和捕获结构，所述通道与捕获结构连通，且通道上设置有多个进样口和出样口；捕获结构包括捕获腔室，捕获腔室由设置在一侧的倒“山”字形结构和设置在倒“山”字形结构开口侧的两个斜柱组成。2.根据权利要求1所述的一种基于侧向双孔结构的细胞电融合芯片装置，其特征在于：所述两个斜柱分别固定在倒“山”字形结构开口侧的上端和下端，且斜柱均朝向中部倾斜设置，且斜柱的对侧设置了三角形的聚焦柱。3.根据权利要求2所述的一种基于侧向双孔结构的细胞电融合芯片装置，其特征在于：所述斜柱的倾斜角度为25
‑
35
°
，且两个斜柱远离倒“山”字形结构一端之间的距离为4
‑
6μm。4.根据权利要求3所述的一种基于侧向双孔结构的细胞电融合芯片装置，其特征在于：所述三角形的聚焦柱与捕获结构间的距离为25
‑
30μm，三角形为边长10
‑
14μ...
【专利技术属性】
技术研发人员：柏亚七，王雪峰，胡宁，鞠煌先，许梦丽，杨军，吴洁，张小玲，郑小林，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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