一种液滴内电转染微流控芯片及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种液滴内电转染微流控芯片，包括：玻璃基底；微盖板，其内设置有依次相连通的入口组件

【技术实现步骤摘要】
一种液滴内电转染微流控芯片及其使用方法


[0001]本专利技术涉及液滴内电转染
，尤其涉及一种基于细胞
‑
核酸同步捕获的液滴内电转染微流控芯片及其使用方法
。

技术介绍

[0002]随着生物技术和医学领域的迅猛发展，基因治疗和基因编辑等技术已成为治疗多种疾病的前沿研究领域
。
液滴内电转染技术是一种常用的基因传递方法，其通过将核酸材料
(
如
DNA、RNA
等
)
导入目标细胞，实现基因传递和编辑，成为基因治疗研究的重要手段之一
。
传统方法通常采用病毒转染，利用携带目标基因的病毒载体将遗传物质传递给目标细胞
。
然而，病毒转染存在传递效率难以控制
、
潜在的安全性风险等局限性
。
为了克服病毒转染的缺陷，电转染作为无病毒的基因传递方法被引入
。
电转染通过应用外部电场，使细胞膜产生短暂的微孔，以便引入外源核酸分子
。
[0003]根据电场施加的方式，电转染可以分为静态转染和动态转染两种
。
静态转染是将细胞与外源核酸混合后，施加电场进行转染
。
虽然静态转染简单易行，但由于不同细胞的特性和外源核酸的多样性，传递效率和细胞存活率往往难以统一和优化，导致转染效率不稳定，影响实验结果的可重复性
。
动态转染则是将细胞和外源核酸分别分注进入微流控芯片，再施加电场实现转染
。r/>相较于静态转染，动态转染能够在转染过程中实时控制细胞与核酸的接触时间和条件，从而提高转染效率和细胞存活率
。
然而，动态转染的需要精确把握处理的时间和条件，避免过长或过短的处理时间对细胞产生不利影响，确保转染效率和细胞存活率
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术不足，本专利技术的目的在于提供一种液滴内电转染微流控芯片及其使用方法
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术一实施例提供的技术方案如下：
[0006]一种液滴内电转染微流控芯片，包括：
[0007]玻璃基底；
[0008]微盖板，所述微盖板内设置有依次相连通的入口组件
、
微通道组件和出口；
[0009]电极单元，设置于所述玻璃基底与微盖板之间，所述电极单元包括第一电极组件和第二电极组件，所述第一电极组件包括第一激发电极
、
悬浮电极组件以及搭接于所述第一激发电极上的第一
3D
电极，所述悬浮电极组件包括多个第一悬浮电极
、
第二悬浮电极，所述第二电极组件包括第二激发电极
、
搭接于所述第二激发电极上的第二
3D
电极，所述悬浮电极组件对着所述微通道组件，所述第一
3D
电极
、
第二
3D
电极均设置于所述微通道组件内
。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，多个所述第一悬浮电极沿所述微通道组件的长度方向依次排列，相邻所述第一悬浮电极的中轴线不重合
。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述第一悬浮电极
、
第二悬浮电极均呈矩形
。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述第二悬浮电极的长度大于所述第一悬浮电极的长度
。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述入口组件包括第一入口
、
第二入口
、
第三入口，所述微通道组件包括分别与所述第一入口
、
第二入口
、
第三入口相连通的第一微通道
、
第二微通道
、
第三微通道，所述第一微通道
、
第二微通道相汇合并与一第四微通道相连通，所述第三微通道与所述第四微通道相连通
。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述第三微通道包括主微通道
、
与所述主微通道相连通的两个分微通道，两个所述分微通道均连通于所述第四微通道
。
[0015]一种液滴内电转染微流控芯片的使用方法，使用所述的微流控芯片，包括以下步骤：
[0016](1)
准备细胞样品；
[0017](2)
准备核酸样品；
[0018](3)
微流控芯片预处理；
[0019](4)
分别将步骤
(1)
的细胞与步骤
(2)
的核酸从微流控芯片的入口组件加入，并往入口组件中通入油相，调节细胞
、
核酸与油相的流速，利用油相将细胞
‑
核酸混合液隔断形成多个微液滴；
[0020](5)
在第一激发电极上加电，导通至第一
3D
电极，扰动微液滴内细胞与核酸的接触界面，使得细胞与核酸微混合，然后对细胞和核酸进行同步捕获；
[0021](6)
在第二激发电极上加电，导通至第二
3D
电极，对细胞进行电转染
。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤
(1)
中，准备细胞样品包括：
[0023](1.1)
将需要进行电转染的细胞样品培养至
70
％
‑
80
％的密度，收集细胞；
[0024](1.2)
用
PBS
洗细胞2次后，用胰酶消化细胞
2min
，待细胞变圆后，用完全培养基终止消化；
[0025](1.3)
轻轻吹下细胞成单细胞悬液后，
1200rpm
室温离心
5min
去除上清液，重悬于生理盐水中，使细胞密度为1×
10
^
7cells/mL。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤
(2)
中，准备核酸样品包括：配置一定浓度的待转染核酸至相应的终浓度，其中质粒为
20ug/ml
，
SiRNA
的终浓度为
100nM
，并上下吹打均匀
。
[0027]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤
(3)
中，微流控芯片预处理包括：
[0028](3.1)
用
70
％的乙醇溶液对微流控芯片进行消毒，用无菌生理盐水洗涤微流控芯片表面，然后在微流控芯片上加入含有2％
BSA
的生理盐水溶液进行孵育
30
分钟，去除剩余的
BSA
溶液，用生理盐水清洗微流控芯片；
[0029](3.2)
将微流控芯片上的电极接入高频信号源和脉冲信号源，设置高频信号频率为
1MHz
，脉冲信号频率为
1kHz<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种液滴内电转染微流控芯片，其特征在于，包括：玻璃基底；微盖板，所述微盖板内设置有依次相连通的入口组件
、
微通道组件和出口；电极单元，设置于所述玻璃基底与微盖板之间，所述电极单元包括第一电极组件和第二电极组件，所述第一电极组件包括第一激发电极
、
悬浮电极组件以及搭接于所述第一激发电极上的第一
3D
电极，所述悬浮电极组件包括多个第一悬浮电极
、
第二悬浮电极，所述第二电极组件包括第二激发电极
、
搭接于所述第二激发电极上的第二
3D
电极，所述悬浮电极组件对着所述微通道组件，所述第一
3D
电极
、
第二
3D
电极均设置于所述微通道组件内
。2.
根据权利要求1所述的液滴内电转染微流控芯片，其特征在于，多个所述第一悬浮电极沿所述微通道组件的长度方向依次排列，相邻所述第一悬浮电极的中轴线不重合
。3.
根据权利要求1所述的液滴内电转染微流控芯片，其特征在于，所述第一悬浮电极
、
第二悬浮电极均呈矩形
。4.
根据权利要求1所述的液滴内电转染微流控芯片，其特征在于，所述第二悬浮电极的长度大于所述第一悬浮电极的长度
。5.
根据权利要求1所述的液滴内电转染微流控芯片，其特征在于，所述入口组件包括第一入口
、
第二入口
、
第三入口，所述微通道组件包括分别与所述第一入口
、
第二入口
、
第三入口相连通的第一微通道
、
第二微通道
、
第三微通道，所述第一微通道
、
第二微通道相汇合并与一第四微通道相连通，所述第三微通道与所述第四微通道相连通
。6.
根据权利要求5所述的液滴内电转染微流控芯片，其特征在于，所述第三微通道包括主微通道
、
与所述主微通道相连通的两个分微通道，两个所述分微通道均连通于所述第四微通道
。7.
一种液滴内电转染微流控芯片的使用方法，其特征在于，使用如权利要求1‑6中任一项所述的微流控芯片，包括以下步骤：
(1)
准备细胞样品；
(2)
准备核酸样品；
(3)
微流控芯片预处理；
(4)
分别将步骤
(1)
的细胞与步骤
(2)
的核酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱伟，平昊阳，曹旭辰，张轩有，李梓勰，陆昊洋，周子晗，孙海振，陈涛，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：