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原文传递用于电位信号测量的细胞微球阵列芯片装置及其方法

专利名称：	用于电位信号测量的细胞微球阵列芯片装置及其方法
摘要：	本发明公开了一种用于电位信号测量的细胞微球阵列芯片装置及其方法，涉及生物医学领域，主要针对现有技术缺乏细胞微球的电学性质检测手段的问题。本发明的芯片装置包括细胞微球流动通道、细胞微球捕获通道、分离式电学性能测量电极和外部检测系统，无需其他外加装置，只需通入细胞微球悬浮液，即可实现众多细胞微球在通道内的电信号检测；由于捕获后的细胞微球位置固定，可有效提高细胞的电学检测精度，并且可提升电极与细胞的耦合，提高信噪比。该芯片装置加工工艺简单，操作方便，具有高度的可重复性和灵活度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	王平;贺川江;刘梦雪;赵梦雨;左一鸣;贾怡萱
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910368911.2
公开号：	CN110187088A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	郑海峰
分类号：	G01N33/487(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种用于电位信号测量的细胞微球阵列芯片装置，其特征在于包括细胞微球流动通道、细胞微球捕获通道、分离式电学性能测量电极和外部检测系统；所述的细胞微球捕获通道与细胞微球流动通道连通，为细胞微球流动通道的分支；所述的细胞微球捕获通道上与细胞微球流动通道连通的一端作为入口端，细胞微球捕获通道的另一端为出口端，入口端与出口端之间为细胞微球捕获固定部位；所述的细胞微球捕获固定部位至多容纳一个细胞微球；所述的分离式电学性能测量电极包括细胞外电位检测电极以及导线，所述细胞外电位检测电极设置在细胞微球捕获固定部位内；细胞外电位检测电极通过导线与外部检测系统相连。 2.根据权利要求1所述的用于电位信号测量的细胞微球阵列芯片装置，其特征在于所述的细胞微球捕获通道入口端的高度和宽度为细胞微球直径的1.1-2倍，捕获通道出口端的宽度为细胞微球直径的0.3-0.9倍，所述细胞微球捕获通道的长度为细胞微球直径的1.1-3倍；细胞微球捕获通道横截面宽度沿流入方向逐渐减小，出口端宽度小于细胞微球的直径。 3.根据权利要求1所述的用于电位信号测量的细胞微球阵列芯片装置，其特征在于所述分离式电学性能测量电极水平固定于细胞微球捕获通道末端的中间位置，其测量部位沿细胞微球捕获通道的轴线伸入细胞微球捕获通道内部；伸入细胞微球捕获通道的长度应确保在细胞微球被固定于细胞微球捕获固定部位时，其测量部位嵌入细胞微球内部并与细胞微球充分接触。 4.根据权利要求1所述的用于电位信号测量的细胞微球阵列芯片装置，其特征在于细胞微球流动通道的宽度为胞细胞微球直径的1.5-3倍，高度为细胞微球直径的1.5-5倍。 5.根据权利要求1-4任一项所述的用于电位信号测量的细胞微球阵列芯片装置，其特征在于所述细胞微球流动通道、细胞微球捕获通道的材料各自独立的选自聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯，无机玻璃或聚苯乙烯。 6.根据权利要求1所述的用于电位信号测量的细胞微球阵列芯片装置，其特征在于所述细胞微球捕获通道的数量为一个或多个，所述的细胞微球流动通道的形状包括直线形、曲线形、环路形或多通路形。 7.根据权利要求1所述的用于电位信号测量的细胞微球阵列芯片装置，其特征在于所述的细胞微球流动通道流动方向的中心线与细胞微球捕获通道流动方向的中心线的夹角为范围为30-60。 8.根据权利要求1所述的用于电位信号测量的细胞微球阵列芯片装置，其特征在于所述细胞外电位检测电极为硅基微电极阵列电极。 9.根据权利要求1所述的用于电位信号测量的细胞微球阵列芯片装置，其特征在于所述外部检测系统包括前置放大器、滤波器、数据采集卡和计算机，所述前置放大器通过导线与分离式电学性能测量电极相连；检测到的电信号通过前置放大器放大后，使用滤波器进行去噪处理，然后数据采集卡将放大滤波后的电信号采集后传输储存在计算机中。 10.一种权利要求1所述芯片装置的细胞微球电位信号检测方法，其特征在于： (1)使细胞微球悬浮液以一定速度从芯片装置的细胞微球流动通道起始端流入，细胞微球悬浮液流入细胞微球捕获通道，捕获通道横截宽度沿流入方向逐渐减小到小于细胞微球的直径，使细胞微球卡在细胞微球捕获通道内并插在预先固定在细胞微球捕获通道内的细胞外电位检测电极上，且捕获通道的尺寸将只能允许一个细胞微球流入并被固定，其余细胞微球将继续向下游流动； (2)观察细胞微球捕获通道中是否已捕获细胞微球； (3)若观察到细胞微球捕获通道中已捕获细胞微球则进行下一步，否则重复第(1)步； (4)细胞微球卡在捕获通道内并插在预先固定在捕获通道内的测量电极上，测量电极检测细胞微球中细胞的胞外外电位信号并通过导线连接至前置放大器；通过外部检测系统对电位信号进行处理，可对所测的细胞微球中细胞的电学特性进行分析。
所属类别：	发明专利