CN102019277A - 一种用于细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法 - Google Patents

一种用于细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102019277A
CN102019277A CN2010105263202A CN201010526320A CN102019277A CN 102019277 A CN102019277 A CN 102019277A CN 2010105263202 A CN2010105263202 A CN 2010105263202A CN 201010526320 A CN201010526320 A CN 201010526320A CN 102019277 A CN102019277 A CN 102019277A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cell
particle
raman
sorting
field force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010105263202A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102019277B (zh
Inventor
曾雨
黄巍
李梦秋
张大奕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Chang Guang Chen Ying Biological Science Instrument Co., Ltd.
Original Assignee
BEIJING WEIXINYU BIO TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEIJING WEIXINYU BIO TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical BEIJING WEIXINYU BIO TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201010526320.2A priority Critical patent/CN102019277B/zh
Publication of CN102019277A publication Critical patent/CN102019277A/zh
Priority to PCT/CN2011/079656 priority patent/WO2012055304A1/zh
Priority to EP11835577.5A priority patent/EP2634563A1/en
Priority to US13/881,906 priority patent/US20130330708A1/en
Priority to JP2013535253A priority patent/JP2013542434A/ja
Application granted granted Critical
Publication of CN102019277B publication Critical patent/CN102019277B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502761—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip specially adapted for handling suspended solids or molecules independently from the bulk fluid flow, e.g. for trapping or sorting beads, for physically stretching molecules
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/38—Diluting, dispersing or mixing samples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1456—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
    • G01N15/1459—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals the analysis being performed on a sample stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0636—Focussing flows, e.g. to laminate flows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
    • B01L2200/0652—Sorting or classification of particles or molecules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0864—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices comprising only one inlet and multiple receiving wells, e.g. for separation, splitting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0415—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/043—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces magnetic forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0487—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/149—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry specially adapted for sorting particles, e.g. by their size or optical properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0038—Investigating nanoparticles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/12—Condition responsive control

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法。所述分选仪包括拉曼光谱采集分析系统、微流控制系统和细胞/颗粒分选系统；所述微流控制系统和拉曼光谱采集分析系统相连，所述拉曼光谱采集分析系统和细胞/颗粒分选系统相连，所述细胞/颗粒分选系统和微流控制系统相连。本发明还提供了一种用于细胞和颗粒分离的分选方法。本发明分选仪可有效识别和分选纳米-微米尺度的细胞、纳米材料、颗粒和细胞内含物，由于拉曼光谱具有快速、非侵害性和高信息含量等特点，因此在同样的时间内，比荧光或放射性同位素标记等方法提供更为丰富的细胞或颗粒的特征信息。

Description

一种用于细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法
技术领域
本发明涉及一种用于细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法，尤其涉及一种用于纳米-微米尺度细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法，属于生物技术领域。
背景技术
合成生物学通过分子生物学手段，对细胞软件(以DNA为代表的遗传物质)和硬件(以核糖体为代表的细胞器)进行系统改造，使之具备特定功能。这些活体细胞能自我复制并作为“合成工厂”，将简单和低价的能量和物质(例如阳光与二氧化碳)转化为具有高附加值的药物、材料和生物能源，或用于消除难降解污染物。正如2009年英国皇家工程学会报告所言，合成生物学带来的突破和效益“必将成为国家财富的重要组成部分”。但是，合成生物学技术的发展首先取决于具有创新功能的生命组分(基因、蛋白、细胞、群落等)的获得，而在此领域现有研究面临三大技术瓶颈。
首先，微生物大约占据了全球生物量的一半，其中蕴含着大量未知的功能基因，而自然环境中超过99％的微生物为不可培养微生物，不能通过传统的培养方法分离和研究。例如，Craig Venter在百慕大Sargasso海域研究中，仅在数百升海水中就发现了148种新的微生物和大约120万个未知基因。另有研究表明，1克土壤中就含有超过18000种微生物，超过已知原核生物总数(16177种)。基于此，人们逐渐认识到不可培养微生物作为一种尚未被开发的生物资源，在生物能源、工业生物催化、环境修复、医药等领域具有难以估量的价值。因此，建立单细胞水平(微米尺度)或纳米尺度颗粒的识别与分选平台，对于探究不可培养微生物中所蕴含的基因资源具有重大意义。
其次，传统的基于细胞群体水平性状测量的信息并不能真实反映细胞内部的生物过程及机制。传统微生物学对微生物细胞表征的研究基于群体细胞水平，而最近研究表明，同一种群内具有相同基因型的细胞可展现出显著表现型差异性，这在很大程度上归结于胞内分子碰撞所导致的基因表达随机性。这种分子水平上所存在的DNA表达与调控的时间和空间随机性，产生了群体内细胞的表征存在个体差异性。对单细胞个体差异性机制的研究，可以揭示癌症发病机制，理解细胞分化与组织发育原理，识别基因表达特性与细胞特征。现有单细胞研究技术主要基于宏基因组焦磷酸测序和荧光活化细胞分选。前者是研究基因表达和不可培养微生物的主要手段，但显著依赖DNA测序分析，不仅不能直接揭示基因表达机制，而且不能分离具有特定功能基因的微生物。后者是分离细胞的有效手段，然而由于绝大多数活体细胞本身荧光效应较弱或没有荧光，外加荧光标记过程会导致细胞死亡，因此该方法无法用于活体细胞筛选。尤为重要的是，无论是宏基因组测序还是荧光活化细胞分选方法，都不能有效地建立在不同环境条件下基因表达与环境因素之间的关系，进而无法获得不可培养微生物与其生态功能之间的联系。因此，只有通过在活体单细胞水平实现性状识别和分选，才可以真正了解和改进细胞功能。
最后，现有活体细胞分选技术主要基于流式细胞仪，而其核心技术在于细胞信息的识别。在信息识别过程中，由于扫描时间与所获得信息量成正比，即长时间的信号扫描可以获得高信息量和分辨率，短时间的信号扫描可以获得高识别效率和通量。因此，选择合适的信号扫描时间以获得足够的信息量和较高的识别效率，是信息识别的技术核心。现有传统流式细胞仪中，细胞和颗粒信息的识别主要采用普通光信号，单位时间对目标的信息获得率较低，因此在满足工程应用的识别效率前提下，缺乏足够信息量，只能对细胞/颗粒的形态、折光率、反射率或荧光强度等有限指标进行区分。拉曼光谱作为一种高效、高通量的信息识别技术，可在细胞/颗粒分选技术领域带来一系列变革。通过对特定入射光线对化合物的非弹性散射谱线分析，拉曼显微光谱可以直接检测化合物分子振动或转动能级，通过对拉曼特征谱线的分析，可以获得化合物分子构成和结构的信息，具有如下三大优点：首先，拉曼显微光谱在获得整个单细胞的化学物质指纹图谱时并不需要任何标记，提供细胞内包括核酸、蛋白质、糖类和脂类等大量化合物的信息，因此可以帮助我们识别活体细胞的细胞类型、生理特性和表征变化；其次，最新研究表明结合拉曼光谱和共聚焦显微拉曼技术，可以构建拉曼光钳进行单细胞分析，不仅可以识别单细胞水平的同位素标记拉曼位移而且可以与原位荧光杂交技术相结合，对微生物群落的结构和功能进行分析；最后，拉曼光谱信号识别速度较快，在微秒至毫秒水平即可获得足够强度的目标拉曼光谱，满足高通量快速检测的需求。基于此，拉曼光钳筛选技术可以提供纳米-微米级细胞/颗粒的高通量信息快速识别技术，这种不基于外源标记的观测技术，可以对活体细胞内代谢产物和细胞外细胞和颗粒之间相互作用进行有效分析，提供单细胞水平的基因表达、细胞代谢功能和细胞间相互作用等重要信息。
综上所述，针对合成生物学研究所存在的瓶颈问题，构建单细胞水平(纳米-微米级)的细胞/颗粒分选系统，可以将把现代合成生物学思路和系统生物学手段拓展到单细胞层面和不可培养微生物体系层面，不仅适用于细胞(包括病毒、微生物细胞、真菌细胞、植物细胞和动物细胞)，也适用于其他纳米材料、颗粒和细胞内含物的分选，对于材料学、环境微生物学、医学、分子生物学、生物工程学和生物能源开发等领域具有重大的科研与工程意义。
发明内容
本发明针对合成生物学研究的所存在的瓶颈问题，即不能对单细胞水平纳米-微米级的细胞/颗粒进行分选，使得现代合成生物学思路和系统生物学手段还不能拓展到单细胞层面和不可培养微生物体系层面的不足，提供一种用于纳米-微米尺度细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于细胞和颗粒分离的分选仪包括拉曼光谱采集分析系统、微流控制系统和细胞/颗粒分选系统；所述微流控制系统和拉曼光谱采集分析系统相连，用于使目标细胞/颗粒在拉曼激光激发下产生拉曼信号，以及对目标细胞/颗粒进行分选；所述拉曼光谱采集分析系统和细胞/颗粒分选系统相连，用于接收目标细胞/颗粒的拉曼信号并产生目标细胞/颗粒的拉曼光谱信号；所述细胞/颗粒分选系统和微流控制系统相连，用于根据接收的拉曼光谱信号控制所述微流控制系统对目标细胞/颗粒进行分选。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述拉曼光谱采集分析系统包括拉曼光谱仪，所述微流控制系统包括载物台、微流控器件和微流控制泵，所述细胞/颗粒分选系统包括控制终端、场力控制器和场力发生器；所述拉曼光谱仪分别与微流控器件和控制终端相连；所述载物台和微流控器件相连，所述微流控器件和微流控制泵相连，所述控制终端和场力控制器相连，所述场力控制器和场力发生器相连，所述场力发生器和微流控器件相连；所述载物台用于向微流控器件输送目标细胞/颗粒和保护液；所述微流控制泵用于调控所述载物台向所述微流控器件输送目标细胞/颗粒和保护液的速度；所述控制终端用于对生成的拉曼光谱信号进行特异性识别同时生成并发送状态信号；所述场力控制器用于根据接收的状态信号，生成控制信号，并将所述控制信号发送给所述场力发生器；所述场力发生器用于根据接收到的控制信号，执行关闭或开启操作。
所述微流控制泵根据样品特征，将目标细胞/颗粒和保护液的流动状态保持在层流状态，流速范围为0.1mm/s～100mm/s。
进一步，所述微流控器件包括注入通道、检测与分选区域和收集通道；所述注入通道和检测与分选区域相连，用于将目标细胞/颗粒和保护液注入并进行混合；所述检测与分选区域和收集通道相连；所述检测与分选区域包括拉曼光谱分析区域和细胞分选区域，所述拉曼光谱分析区域用于使混合后的目标细胞/颗粒和保护液在拉曼激光激发下产生拉曼信号，所述细胞分选区域用于对目标细胞/颗粒进行分选；所述收集通道用于将分选后的目标细胞/颗粒进行收集。
所述细胞分选区域内的目标细胞/颗粒被受调控的可变光学、磁场或电场控制，不同类型的细胞/颗粒产生运动路径差异。
进一步，所述保护液为pH＝5～10的缓冲溶液。
使用保护液的目的在于能够使待分选的细胞或颗粒持续处于稳定的pH条件下，同时在双通道保护液混合和运移过程中，待分选的细胞或颗粒可以稳定在通道中间运动，便于后续拉曼光谱识别与分选。因此，任何pH范围在5～10之间的缓冲溶液均可在本发明所涉及的拉曼流式分选仪中使用，例如通过将10.8611gNa2HPO4·2H2O和6.0860gNaH2PO4·2H2O溶解于100mL纯水中，振荡至晶体全部溶解，再加入纯水定容至1.0L制成保护液。
进一步，所述注入通道包括目标细胞/颗粒通道、第一分选保护液通道和第二分选保护液通道，所述第一分选保护液通道和第二分选保护液通道位于目标细胞/颗粒通道的两侧并和目标细胞/颗粒通道相连通；所述检测与分选区域包括检测与分选通道，所述检测与分选通道和目标细胞/颗粒通道、第一分选保护液通道以及第二分选保护液通道相连通；所述收集通道包括第一收集通道和第二收集通道，所述第一收集通道和第二收集通道均和检测与分选通道相连通。
所述分选保护液通道为两个可以保证样品溶液在与保护液汇合后，受到两个方向的保护液平衡作用，样品溶液可以在保护液层内保持层流状态，以保证样品溶液中待分选的细胞或颗粒均匀、逐个、稳定地在通道中央运动，可以有效提高分选效率与准确率。
进一步，所述场力控制器为声光调制器，所述场力发生器为光学场力发生器。
优选地，所述光学场力发生器使用400nm～1500nm精确时间延迟TTL脉冲激光。
进一步，所述场力控制器为电场调制器，所述场力发生器为电场力发生器。
优选地，所述电场力发生器使用延迟脉冲单稳态触发器。
进一步，所述场力控制器为电磁铁控制器，所述场力发生器为磁场力发生器。
优选地，所述场力发生器使用电磁耦合器。
本发明还提供一种解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于细胞和颗粒分离的分选方法包括：
1)将细胞/颗粒样品和分选保护液混合形成混合液；
2)将所述混合液在拉曼激光激发下产生拉曼信号；
3)根据所述拉曼信号生成相应的拉曼光谱信号；
4)对所述拉曼光谱信号进行特异性识别，并根据识别结果生成且发送状态信号；
5)接收所述状态信号，并根据所述状态信号生成且发送控制信号；
6)根据接收到的控制信号控制不同类型的细胞/颗粒样品的运动轨迹，从而对不同类型的细胞/颗粒样品进行分选。
进一步，所述步骤1)具体包括：
11)准备目标细胞/颗粒样品以及配制分选保护液；
对于活体细胞样品，在经过细胞培养过程后，需经离心分离，最终转移至液体矿物质培养基中，以避免不同培养基的背景光谱对分选结果产生影响；
所述离心分离的次数以及转数由活体细胞样品的具体种类和用量来决定，优选地，所述离心分离的次数为3次，转数为3000rpm；
对于纳米材料、颗粒和细胞内含物，需将样品溶解于液体矿物质培养基或纯水中，以避免不同溶液的背景光谱对分选结果产生影响；
根据缓冲液pH值与缓冲液对离子用量的关系制成的表格计算出配制缓冲液所需固态化学成分的量，再将称量后的固态化学成分溶解于纯水中，振荡至固态化学成分全部溶解，再加入纯水进行定容，即可获得分选保护液；
12)注入目标细胞/颗粒溶液以及分选保护液；
将步骤(11)中获得的目标细胞/颗粒溶液和分选保护液分别加入至微流控器件特定位置，在微流控制泵的驱动下分别以层流方式流经微流控器件内部目标细胞/颗粒注入通道、第一分选保护液通道和第二分选保护液通道，所述目标细胞/颗粒溶液和分选保护液的流速分别为0.1mm/s～100mm/s。
进一步所述步骤2)和步骤3)具体包括：微流控器件内目标细胞/颗粒溶液和分选保护液混合后，流经检测与分选区域中的拉曼光谱分析区域，在拉曼激光激发下，产生拉曼信号，拉曼光谱仪接收拉曼信号，并根据所述拉曼信号生成相应的拉曼光谱信号。
进一步，所述拉曼激光的扫描步长为0.1毫秒～10毫秒，拉曼信号的捕获频率为100Hz～10000Hz。
进一步，所述步骤4)具体包括：控制终端内的信息识别软件对获得的拉曼光谱信号的信息进行特异性识别，并根据识别结果生成且发送状态信号。
进一步，所述步骤5)具体包括：场力控制器接收控制终端内信息识别软件生成的状态信号，对场力发生器进行关闭或者开启的控制，场力发生器在关闭状态时，检测与分选区域中的细胞分选区域无拉曼激发激光场力、磁场力或电场力，目标细胞/颗粒运动状态不受影响，最终进入第一收集通道，场力发生器在开启状态时，检测与分选区域中的细胞分选区域存在拉曼激发激光场力、磁场力或电场力，目标细胞/颗粒运动状态受到影响，运动轨迹产生偏移，最终进入第二收集通道。
本发明的有益效果是：本发明用于细胞和颗粒分离的分选仪可有效识别和分选纳米-微米尺度的细胞、纳米材料、颗粒和细胞内含物，由于拉曼光谱具有快速、非侵害性和高信息含量等特点，因此在同样的时间内，比荧光或放射性同位素标记等方法提供更为丰富的细胞或颗粒的特征信息，适用于材料学、环境微生物学、医学、分子生物学、生物工程学和生物能源开发等领域对细胞/颗粒样品的高效分析和分选。
附图说明
图1为本发明实施例用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪的结构示意图；
图2为本发明用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪第一实施例的结构示意图；
图3为本发明用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪第二实施例的结构示意图；
图4为本发明用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪第三实施例的结构示意图；
图5为本发明实施例微流控器件的结构示意图；
图6为本发明实施例用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪的拉曼光谱信号识别图；
图7为本发明实施例目标细胞/颗粒溶液以及分选保护液注入的结构图；
图8为本发明实施例目标细胞/颗粒溶液和保护液混合的结构图；
图9为本发明实施例混合的目标细胞/颗粒溶液和保护液在拉曼激光激发下产生拉曼信号的结构图；
图10为本发明实施例不同类型的目标细胞/颗粒分选的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明目标检测物即目标细胞/颗粒，包括细胞、纳米材料、颗粒和细胞内含物。所述细胞包括病毒、微生物细胞、真菌细胞、植物细胞和动物细胞等；所述纳米材料包括纳米金颗粒、纳米银颗粒和纳米磁性颗粒等；所述颗粒包括尺寸在纳米至微米尺度的花粉、粉尘、土壤粒子、海盐粒子和煤尘粒子等；所述细胞内含物包括脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、蛋白质、脂类、多糖和细胞器等。
图1为本发明实施例用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪的结构示意图。如图1所示，所述用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪包括拉曼光谱采集分析系统10、微流控制系统11和细胞/颗粒分选系统12；所述微流控制系统11和拉曼光谱采集分析系统10相连，用于使目标细胞/颗粒在波长为400纳米～800纳米的拉曼激发激光激发下产生拉曼信号，以及对目标细胞/颗粒进行分选；所述拉曼光谱采集分析系统10和细胞/颗粒分选系统12相连，用于接收目标细胞/颗粒的拉曼信号并产生目标细胞/颗粒的拉曼光谱信号；所述细胞/颗粒分选系统12和微流控制系统11相连，用于根据接收的拉曼光谱信号控制微流控制系统对目标细胞/颗粒进行分选。
所述拉曼光谱采集分析系统主要包括拉曼光谱仪，通过波长为400nm～800nm的拉曼激发激光的激发，获得目标细胞/颗粒的拉曼光谱。采用表面增强拉曼技术，可以将拉曼光谱信号增强6个数量级，使其对纳米-微米级细胞/颗粒的有效响应时间缩短至1毫秒之内，以实现快速高通量检测的目的。将拉曼光谱仪与共聚焦光子钳技术和落射荧光技术相结合，能够在单细胞水平上鉴定和分离细胞，也可以对纳米尺度颗粒物进行有效识别。
本发明用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪的基本工作原理是：通过拉曼光谱特征对目标细胞/颗粒信息进行分析识别，计算机自动分析拉曼光谱学数据并控制细胞分选切换装置，使用光学、磁场或电场技术手段对特定细胞/颗粒进行操控，通过微流控器件实现细胞/颗粒分离至不同微流通道的目的。
本发明用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪可以用于分选未经前处理或经过前处理的细胞或者颗粒，细胞或者颗粒的前处理过程可以包括表面拉曼增强标记处理、磁性纳米颗粒标记处理、稳定同位素标记处理和免疫标记处理等，对于不同的细胞或者颗粒样品，或者同一样品的不同分选指标，可以对该系统做相应的设置，以达到最大化分选通量等目的。
图2为本发明用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪第一实施例的结构示意图。如图2所示，在本实施例中，所述拉曼光谱采集分析系统20包括拉曼光谱仪201，所述微流控制系统21包括载物台211、与载物台211相连的微流控器件212以及与微流控器件212相连的微流控制泵213，所述细胞/颗粒分选系统22包括控制终端221、与控制终端221相连的声光调制器222，以及与声光调制器222相连的光学场力发生器，所述光学场力发生器包括红外激光224和低孔径值凸透镜223，所述声光调制器222分别与红外激光224和低孔径值凸透镜223(数值孔径在0.18～0.23范围内)相连，所述低孔径值凸透镜223和微流控器件212相连，所述微流控器件212和拉曼光谱仪201相连，所述拉曼光谱仪201和控制终端221相连。
图3为本发明用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪第二实施例的结构示意图。如图3所示，在本实施例中，所述拉曼光谱采集分析系统30包括拉曼光谱仪301，所述微流控制系统31包括载物台311、与载物台311相连的微流控器件312以及与微流控器件312相连的微流控制泵313，所述细胞/颗粒分选系统32包括控制终端321、与控制终端321相连的电磁铁控制器322，以及与电磁铁控制器322相连的磁场力发生器，所述磁场力发生器为电磁铁323，所述电磁体控制器322和电磁铁323相连，所述电磁铁323和微流控器件312相连，所述微流控器件312和拉曼光谱仪301相连，所述拉曼光谱仪301和控制终端321相连。
图4为本发明用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪第三实施例的结构示意图。如图4所示，在本实施例中，所述拉曼光谱采集分析系统40包括拉曼光谱仪401，所述微流控制系统41包括载物台411、与载物台411相连的微流控器件412以及与微流控器件412相连的微流控制泵413，所述细胞/颗粒分选系统42包括控制终端421、与控制终端421相连的电场调制器422，以及与电场调制器422相连的电场力发生器，所述电场力发生器为延迟脉冲单稳态触发器423，所述电场调制器422和延迟脉冲单稳态触发器423相连，所述延迟脉冲单稳态触发器423和微流控器件412相连，所述微流控器件412和拉曼光谱仪401相连，所述拉曼光谱仪401和控制终端421相连。
图5为本发明实施例微流控器件的结构示意图。如图5所示，所述微流控器件包括注入通道、检测与分选区域和收集通道。所述检测与分选区域包括拉曼光谱分析区域56和细胞分选区域57。所述注入通道包括目标细胞/颗粒通道50、第一分选保护液通道51和第二分选保护液通道52，所述第一分选保护液通道51和第二分选保护液通道52位于目标细胞/颗粒通道50的两侧并和目标细胞/颗粒通道50相连通；所述检测与分选区域包括检测与分选通道53，所述检测与分选通道53和目标细胞/颗粒通道50、第一分选保护液通道51以及第二分选保护液通道52相连通；所述收集通道包括第一收集通道54和第二收集通道55，所述第一收集通道54和第二收集通道55均和检测与分选通道53相连通。该图中目标细胞/颗粒包含两种不同类型的细胞/颗粒，分别用黑色椭圆和白色椭圆表示，在通过拉曼激发激光对拉曼光谱分析区域56的目标细胞/颗粒进行激发产生拉曼信号，以及细胞分选区域57对两种不同类型的细胞/颗粒进行分选，一种类型的细胞/颗粒通过第一收集通道54进行采集，另一种类型的细胞/颗粒通过第二收集通道55进行采集。
所述目标细胞/颗粒通道50的内径5μm～300μm，长度为1mm～50mm；第一分选保护液通道51和第二分选保护液通道52的内径为10μm～300μm，长度为1mm～50mm；检测与分选通道53的内径为10μm～400μm，长度为5mm～100mm；第一收集通道54和第二收集通道55的内径为5μm～300μm，长度为1mm～50mm。
下面以具体的两个实施例分别对用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪以及分选方法做进一步详细的描述。
实施例1用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪的构建
1)拉曼光谱采集分析系统
本实例所构建的用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪，其拉曼光谱采集分析系统中拉曼光谱仪使用共聚焦显微拉曼光谱仪(PrincetonInstrument，US)，激发波长为514.5nm(Coherent，Innova 90-5 Ar-ion)。纳米-微米尺度显微镜使用莱卡DM-IRB显微镜，采用63倍物镜(Leica，HCXPL APO)。拉曼光谱信号采集与分析软件采用Labs pec 5.0。
2)微流控制系统
本实例所构建的用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪微流控制系统中，微流控器件样品注入通道内径100μm，长度20mm；保护液通道内径100μm，长度20mm；检测与分选区域内径300μm，长度0mm；第一收集通道内径200μm，长度20mm；第二收集通道内径100μm，长度20mm。微流控制泵采用200 Series(Kd Scientific，US)，流速范围为0.1-100mm/s，保持样品流动保持层流状态。
3)细胞/颗粒分选系统
本实例所构建的用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪分选仪细胞/颗粒分选系统中计算机软件采用Labspec 5.0。场力控制器由声光调制器和光学场力发生器构成，其中声光调制器采用AOM ATD-274HD6(IntraAction，Bellwood，IL)，光学场力发生器采用1064nm精确时间延迟TTL脉冲激光(LCS-DTL-322，Laser 2000 Ltd，US)。
实施例2用于细胞和颗粒分离的拉曼流式分选仪对同位素标记细胞的分选
(1)准备目标细胞/颗粒样品以及制备分选保护液
使用液体矿物质培养基作为细胞培养基，1升液体矿物质培养基含有2.5g Na2HPO4、2.5g KH2PO4、1.0g NH4Cl、0.1g MgSO4·7H2O、10μL饱和CaCl2溶液、10μL饱和FeSO4溶液和1mL Bauchop & Elsden。其中，1L的Bauchop& Elsden solution含有10.75g MgSO4、4.5g FeSO4·7H2O、2.0g CaCO3、1.44gZnSO4·7H2O、1.12g MnSO4·4H2O、0.25g CuSO4·5H2O、0.28g CoSO4·7H2O、0.06g H3BO3和51.3mL饱和HCl溶液。
将100μL海水样品，加入到10mL液体矿质培养基中，同时加入1.70mg碳13标记的NaHCO3作为唯一碳源，其浓度为2mM。30℃条件下震荡培养14天，获得待分选的细胞溶液。
将10.86105g Na2HPO4·2H2O和6.08595g NaH2PO4·2H2O溶解于100mL纯水中，振荡至晶体全部溶解，加入纯水定容至1.0L，获得分选保护液。
(2)注入目标细胞/颗粒溶液以及分选保护液
分别将步骤(1)中获得的15μL样品溶液和150μL分选保护液加入至微流控器件特定位置，在微流控制泵的驱动下分别以层流方式流经微流控器件内部样品注入通道和保护液注入通道，流速分别为1mm/s，如图7所示。
(3)产生拉曼光谱
微流控器件内样品溶液和分选保护液混合后如图8所示，流经拉曼光谱分析区域，受532nm波长拉曼激发激光照射，产生拉曼信号，如图8所示。该步骤中，拉曼激发激光扫描步长为1ms，拉曼光谱信号捕获频率为1000Hz。
(4)信息识别不同类型的目标细胞/颗粒
信息识别软件对获得的拉曼信号信息自动运算分析，判断目标细胞类型。在细胞溶液中，可以利用碳13标记的NaHCO3作为碳源生长的微生物细胞，由于其细胞内含物含有碳13，因此其细胞拉曼光谱信号与不能利用碳13标记的NaHCO3作为碳源生长的微生物细胞有所不同。如图6所示，黑色无标记曲线部分表示该段溶液中无微生物细胞拉曼光谱信号，软件自动将该部分溶液标记为0状态；◇标记曲线部分表示该段溶液中有无碳13标记的微生物细胞拉曼光谱信号，软件自动将该部分溶液标记为0状态；●标记曲线部分表示该段溶液中有碳13标记的微生物细胞拉曼光谱信号，软件自动将该部分溶液标记为1状态。
(5)分选不同类型的目标细胞/颗粒
声光控制器接收信息识别软件产生的0/1标记信号。在0状态下，声光控制器保持细胞/颗粒分选子系统处于关闭状态，1064nm精确时间延迟TTL脉冲激光场力发生器(DG535，Stanford Research System，Palo Alto，CA)无激光脉冲，细胞分选区域无红外激光场力，无碳13标记的微生物细胞运动状态不受影响，最终进入第一收集通道。在1状态下，声光控制器保持细胞/颗粒分选子系统处于启动状态，1064nm精确时间延迟TTL脉冲激光场力发生器产生，激光脉冲细胞分选区域存在红外激光场力，碳13标记的微生物细胞运动状态受到影响，运动轨迹产生偏移，最终进入第二收集通道。该过程如图10所示。
(6)回收分选后的目标细胞/颗粒
第一收集通道和第二收集通道中分别获得的无碳13标记的微生物和碳13标记的微生物细胞，被收集在相应回收瓶内。其中碳13标记的微生物可以利用碳13标记的NaHCO3作为碳源生长，可以对这些细胞进行进一步培养、物种分类学鉴定、宏基因组研究和功能基因克隆等等分子生物学操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种用于细胞和颗粒分离的分选仪，其特征在于，所述分选仪包括拉曼光谱采集分析系统、微流控制系统和细胞/颗粒分选系统；所述微流控制系统和拉曼光谱采集分析系统相连，用于使目标细胞/颗粒在拉曼激光激发下产生拉曼信号，以及对目标细胞/颗粒进行分选；所述拉曼光谱采集分析系统和细胞/颗粒分选系统相连，用于接收目标细胞/颗粒的拉曼信号并产生目标细胞/颗粒的拉曼光谱信号；所述细胞/颗粒分选系统和微流控制系统相连，用于根据接收的拉曼光谱信号控制所述微流控制系统对目标细胞/颗粒进行分选。
2.根据权利要求1所述的用于细胞和颗粒分离的分选仪，其特征在于，所述拉曼光谱采集分析系统包括拉曼光谱仪，所述微流控制系统包括载物台、微流控器件和微流控制泵，所述细胞/颗粒分选系统包括控制终端、场力控制器和场力发生器；所述拉曼光谱仪分别与微流控器件和控制终端相连；所述载物台和微流控器件相连，所述微流控器件和微流控制泵相连，所述控制终端和场力控制器相连，所述场力控制器和场力发生器相连，所述场力发生器和微流控器件相连；所述载物台用于向微流控器件输送目标细胞/颗粒和保护液；所述微流控制泵用于调控所述载物台向所述微流控器件输送目标细胞/颗粒和保护液的速度；所述控制终端用于对拉曼光谱信号进行特异性识别同时生成并发送状态信号；所述场力控制器用于根据接收的状态信号，生成控制信号，并将所述控制信号发送给所述场力发生器；所述场力发生器用于根据接收到的控制信号，执行关闭或开启操作。
3.根据权利要求2所述的用于细胞和颗粒分离的分选仪，其特征在于，所述微流控器件包括注入通道、检测与分选区域和收集通道；所述注入通道和检测与分选区域相连，用于将目标细胞/颗粒和保护液注入并进行混合；所述检测与分选区域和收集通道相连；所述检测与分选区域包括拉曼光谱分析区域和细胞分选区域，所述拉曼光谱分析区域用于使混合后的目标细胞/颗粒和保护液在拉曼激光激发下产生拉曼信号，所述细胞分选区域用于对目标细胞/颗粒进行分选；所述收集通道用于将分选后的目标细胞/颗粒进行收集。
4.根据权利要求3所述的用于细胞和颗粒分离的分选仪，其特征在于，所述保护液为pH＝5～10的缓冲溶液。
5.根据权利要求4所述的用于细胞和颗粒分离的分选仪，其特征在于，所述注入通道包括目标细胞/颗粒通道、第一分选保护液通道和第二分选保护液通道，所述第一分选保护液通道和第二分选保护液通道位于目标细胞/颗粒通道的两侧并和目标细胞/颗粒通道相连通；所述检测与分选区域包括检测与分选通道，所述检测与分选通道和目标细胞/颗粒通道、第一分选保护液通道以及第二分选保护液通道相连通；所述收集通道包括第一收集通道和第二收集通道，所述第一收集通道和第二收集通道均和检测与分选通道相连通。
6.根据权利要求2所述的用于细胞和颗粒分离的分选仪，其特征在于，所述场力控制器为声光调制器，所述场力发生器为光学场力发生器。
7.根据权利要求2所述的用于细胞和颗粒分离的分选仪，其特征在于，所述场力控制器为电场调制器，所述场力发生器为电场力发生器。
8.根据权利要求2所述的用于细胞和颗粒分离的分选仪，其特征在于，所述场力控制器为电磁铁控制器，所述场力发生器为磁场力发生器。
9.一种用于细胞和颗粒分离的分选方法，其特征在于，所述分选方法包括：
1)将细胞/颗粒样品和分选保护液混合形成混合液；
2)将所述混合液在拉曼激光激发下产生拉曼信号；
3)根据所述拉曼信号生成相应的拉曼光谱信号；
4)对所述拉曼光谱信号进行特异性识别，并根据识别结果生成且发送状态信号；
5)接收所述状态信号，并根据所述状态信号生成且发送控制信号；
6)根据接收到的控制信号控制不同类型的细胞/颗粒样品的运动轨迹，从而对不同类型的细胞/颗粒样品进行分选。
10.根据权利要求9所述的用于细胞和颗粒分离的分选方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：
11)准备目标细胞/颗粒样品以及配制分选保护液；
对于活体细胞样品，在经过细胞培养过程后，需经离心分离，最终转移至液体矿物质培养基中，以避免不同培养基的背景光谱对分选结果产生影响；
对于纳米材料、颗粒和细胞内含物，需将样品溶解于液体矿物质培养基或纯水中，以避免不同溶液的背景光谱对分选结果产生影响；
根据缓冲液pH值与缓冲液对离子用量的关系制成的表格计算出配制缓冲液所需固态化学成分的量，再将称量后的固态化学成分溶解于纯水中，振荡至固态化学成分全部溶解，再加入纯水进行定容，即可获得分选保护液；
12)注入目标细胞/颗粒溶液以及分选保护液；
将步骤(11)中获得的目标细胞/颗粒溶液和分选保护液分别加入至微流控器件特定位置，在微流控制泵的驱动下分别以层流方式流经微流控器件内部目标细胞/颗粒注入通道、第一分选保护液通道和第二分选保护液通道，所述目标细胞/颗粒溶液和分选保护液的流速分别为0.1mm/s～100mm/s。
11.根据权利要求10所述的用于细胞和颗粒分离的分选方法，其特征在于，所述步骤2)和步骤3)具体包括：微流控器件内目标细胞/颗粒溶液和分选保护液混合后，流经检测与分选区域中的拉曼光谱分析区域，在拉曼激光激发下，产生拉曼信号，拉曼光谱仪接收拉曼信号，并根据所述拉曼信号生成相应的拉曼光谱信号。
12.根据权利要求11所述的用于细胞和颗粒分离的分选方法，其特征在于，所述拉曼激光的扫描步长为0.1毫秒～10毫秒，拉曼信号的捕获频率为100Hz～10000Hz。
13.根据权利要求11或12所述的用于细胞和颗粒分离的分选方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括：控制终端内的信息识别软件对获得的拉曼光谱信号的信息进行特异性识别，并根据识别结果生成且发送状态信号。
14.根据权利要求13所述的用于细胞和颗粒分离的分选方法，其特征在于，所述步骤5)具体包括：场力控制器接收控制终端内信息识别软件生成的状态信号，对场力发生器进行关闭或者开启的控制，场力发生器在关闭状态时，检测与分选区域中的细胞分选区域无拉曼激发激光场力、磁场力或电场力，目标细胞/颗粒运动状态不受影响，最终进入第一收集通道，场力发生器在开启状态时，检测与分选区域中的细胞分选区域存在拉曼激发激光场力、磁场力或电场力，目标细胞/颗粒运动状态受到影响，运动轨迹产生偏移，最终进入第二收集通道。
CN201010526320.2A 2010-10-29 2010-10-29 一种用于细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法 Active CN102019277B (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010526320.2A CN102019277B (zh) 2010-10-29 2010-10-29 一种用于细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法
PCT/CN2011/079656 WO2012055304A1 (zh) 2010-10-29 2011-09-15 一种用于细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法
EP11835577.5A EP2634563A1 (en) 2010-10-29 2011-09-15 Sorter and sorting method for separating cells and particles
US13/881,906 US20130330708A1 (en) 2010-10-29 2011-09-15 Sorter and sorting method for separating cells and particles
JP2013535253A JP2013542434A (ja) 2010-10-29 2011-09-15 細胞／粒子の分離に用いる選別装置及び選別方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010526320.2A CN102019277B (zh) 2010-10-29 2010-10-29 一种用于细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102019277A true CN102019277A (zh) 2011-04-20
CN102019277B CN102019277B (zh) 2013-05-22

Family

ID=43861291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010526320.2A Active CN102019277B (zh) 2010-10-29 2010-10-29 一种用于细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130330708A1 (zh)
EP (1) EP2634563A1 (zh)
JP (1) JP2013542434A (zh)
CN (1) CN102019277B (zh)
WO (1) WO2012055304A1 (zh)

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012055304A1 (zh) * 2010-10-29 2012-05-03 北京惟馨雨生物科技有限公司 一种用于细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法
CN103353452A (zh) * 2013-07-12 2013-10-16 北京惟馨雨生物科技有限公司 细胞载体芯片及利用其进行单细胞快速鉴定或分选的方法
CN103698315A (zh) * 2014-01-07 2014-04-02 厦门大学 一种离心混合等离激元增强拉曼光谱仪
CN103897985A (zh) * 2012-12-25 2014-07-02 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 活体单细胞分选电子控制系统
CN104677877A (zh) * 2013-11-26 2015-06-03 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种捕获采集细胞/颗粒拉曼光谱的微流控芯片及方法
CN104677808A (zh) * 2013-11-26 2015-06-03 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种基于压力吸吮的细胞/颗粒分选系统和方法
CN105588827A (zh) * 2014-10-24 2016-05-18 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 活体单细胞拉曼分析平台数字控制系统和方法
CN105829865A (zh) * 2013-09-05 2016-08-03 伯乐生命医学产品有限公司 按需的微粒分配系统
CN108169210A (zh) * 2018-01-30 2018-06-15 北京航空航天大学青岛研究院 基于表面增强拉曼检测的细胞分选方法及系统
CN109557068A (zh) * 2017-09-26 2019-04-02 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种用于单细胞拉曼测量和激光显微切割的一体化分选装置
CN109716107A (zh) * 2016-07-26 2019-05-03 光学技术注册协会莱布尼兹研究所 用于确定微生物病原体的组合的光学光谱法
CN109943475A (zh) * 2019-04-12 2019-06-28 广西医科大学第一附属医院 一种微流控分选芯片及其分选系统
CN109946217A (zh) * 2017-12-21 2019-06-28 深圳先进技术研究院 一种声驱动的流式细胞检测装置
CN110468027A (zh) * 2019-09-07 2019-11-19 桂林电子科技大学 一种基于同轴双波导光纤的细胞分选微流芯片
CN110468026A (zh) * 2019-09-07 2019-11-19 桂林电子科技大学 一种用于光纤光动力细胞操纵的微流芯片
CN110591889A (zh) * 2019-09-07 2019-12-20 桂林电子科技大学 一种基于同轴双波导光纤的微流芯片细胞分选器
CN111172010A (zh) * 2019-09-07 2020-05-19 桂林电子科技大学 一种基于三芯光纤的细胞分选微流芯片
CN111454832A (zh) * 2020-04-27 2020-07-28 深圳大学 一种基于微流控的细胞分选系统及方法
CN112888503A (zh) * 2018-10-03 2021-06-01 威里利生命科学有限责任公司 保持流体通道中的恒定体积流量的系统和方法
CN113670799A (zh) * 2021-08-18 2021-11-19 长春长光辰英生物科学仪器有限公司 单细胞双光子拉曼识别与精准分选仪及其分选方法
CN113866076A (zh) * 2016-05-17 2021-12-31 索尼公司 颗粒提取装置和颗粒提取方法
CN114216837A (zh) * 2021-11-16 2022-03-22 北京工业大学 联合流式细胞分选和拉曼技术对Tetrasphaera亚群胞内代谢物测定的方法
CN114317249A (zh) * 2022-03-15 2022-04-12 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 一种海洋原位环境单细胞高通量分选装置及方法
CN115382590A (zh) * 2022-08-19 2022-11-25 南京理工大学 一种基于声表面波的无鞘流粒子分选微流控芯片

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102302835B1 (ko) 2015-01-30 2021-09-15 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. 진단 칩
JP6919215B2 (ja) * 2017-02-17 2021-08-18 ソニーグループ株式会社 マイクロチップ及び微小粒子分取装置
CN113984659B (zh) * 2021-10-13 2024-11-01 自然资源部第二海洋研究所 一种基于单细胞拉曼光谱的好氧不产氧光合细菌检测方法
CN114689563B (zh) * 2022-03-09 2024-09-13 大连海事大学 一种介电泳与激光诱导击穿光谱联合的海洋微塑料颗粒识别检测装置及方法
CN114558631B (zh) * 2022-03-17 2023-04-07 中南大学 一种微流控设备、微流体样品输入系统及控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1588088A (zh) * 2004-09-23 2005-03-02 清华大学 一种用于流式细胞检测的微流控芯片检测系统
CN1860363A (zh) * 2003-08-28 2006-11-08 赛路拉公司 用于在微流通道网络中使用光学开关将细胞分类的方法和设备
US20070178067A1 (en) * 2005-11-09 2007-08-02 John Maier System and method for cytological analysis by raman spectroscopic imaging
JP2009258071A (ja) * 2008-03-28 2009-11-05 Fujifilm Corp 粒子分析装置および粒子分析方法
WO2010053796A2 (en) * 2008-10-28 2010-05-14 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Microfluidic cell sorter utilizing broadband coherent anti-stokes raman scattering
CN201548547U (zh) * 2009-11-30 2010-08-11 宁波普赛微流科技有限公司 一种基于微流控芯片的流式细胞分析装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0925494B1 (en) * 1996-09-04 2001-12-19 Scandinavian Micro Biodevices A/S A micro flow system for particle separation and analysis
GB0215878D0 (en) * 2002-07-09 2002-08-14 Smart Holograms Ltd Cell detection
JP4236893B2 (ja) * 2002-10-04 2009-03-11 シスメックス株式会社 菌計数方法および菌計数装置
WO2005021151A1 (en) * 2003-08-27 2005-03-10 President And Fellows Of Harvard College Electronic control of fluidic species
US7271896B2 (en) * 2003-12-29 2007-09-18 Intel Corporation Detection of biomolecules using porous biosensors and raman spectroscopy
FR2865145B1 (fr) * 2004-01-19 2006-02-24 Commissariat Energie Atomique Dispositif de dispense de gouttelettes microfluidiques notamment pour la cytometrie.
US7232687B2 (en) * 2004-04-07 2007-06-19 Beckman Coulter, Inc. Multiple sorter monitor and control subsystem for flow cytometer
WO2005108963A1 (en) * 2004-05-06 2005-11-17 Nanyang Technological University Microfluidic cell sorter system
FR2882939B1 (fr) * 2005-03-11 2007-06-08 Centre Nat Rech Scient Dispositif de separation fluidique
US7723120B2 (en) * 2005-10-26 2010-05-25 General Electric Company Optical sensor array system and method for parallel processing of chemical and biochemical information
US8409509B2 (en) * 2007-04-12 2013-04-02 Regents Of The University Of Minnesota Systems and methods for analyzing a particulate
US8691164B2 (en) * 2007-04-20 2014-04-08 Celula, Inc. Cell sorting system and methods
US8387803B2 (en) * 2008-08-26 2013-03-05 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab Particle sorting
US20110001963A1 (en) * 2009-07-02 2011-01-06 Durack Gary P System and method for the measurement of multiple emissions from multiple parallel flow channels in a flow cytometry system
CN102019277B (zh) * 2010-10-29 2013-05-22 北京惟馨雨生物科技有限公司 一种用于细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1860363A (zh) * 2003-08-28 2006-11-08 赛路拉公司 用于在微流通道网络中使用光学开关将细胞分类的方法和设备
CN1588088A (zh) * 2004-09-23 2005-03-02 清华大学 一种用于流式细胞检测的微流控芯片检测系统
US20070178067A1 (en) * 2005-11-09 2007-08-02 John Maier System and method for cytological analysis by raman spectroscopic imaging
JP2009258071A (ja) * 2008-03-28 2009-11-05 Fujifilm Corp 粒子分析装置および粒子分析方法
WO2010053796A2 (en) * 2008-10-28 2010-05-14 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Microfluidic cell sorter utilizing broadband coherent anti-stokes raman scattering
CN201548547U (zh) * 2009-11-30 2010-08-11 宁波普赛微流科技有限公司 一种基于微流控芯片的流式细胞分析装置

Cited By (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012055304A1 (zh) * 2010-10-29 2012-05-03 北京惟馨雨生物科技有限公司 一种用于细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法
CN103897985A (zh) * 2012-12-25 2014-07-02 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 活体单细胞分选电子控制系统
CN103897985B (zh) * 2012-12-25 2016-08-10 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 活体单细胞分选电子控制系统
CN103353452A (zh) * 2013-07-12 2013-10-16 北京惟馨雨生物科技有限公司 细胞载体芯片及利用其进行单细胞快速鉴定或分选的方法
CN103353452B (zh) * 2013-07-12 2016-08-17 上海合森生物科技有限公司 细胞载体芯片及利用其进行单细胞快速鉴定或分选的方法
CN105829865A (zh) * 2013-09-05 2016-08-03 伯乐生命医学产品有限公司 按需的微粒分配系统
CN105829865B (zh) * 2013-09-05 2018-12-04 伯乐生命医学产品有限公司 按需的微粒分配系统
CN104677877A (zh) * 2013-11-26 2015-06-03 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种捕获采集细胞/颗粒拉曼光谱的微流控芯片及方法
CN104677808A (zh) * 2013-11-26 2015-06-03 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种基于压力吸吮的细胞/颗粒分选系统和方法
CN104677877B (zh) * 2013-11-26 2017-11-28 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种捕获采集细胞/颗粒拉曼光谱的微流控芯片及方法
CN103698315B (zh) * 2014-01-07 2016-11-09 厦门大学 一种离心混合等离激元增强拉曼光谱仪
CN103698315A (zh) * 2014-01-07 2014-04-02 厦门大学 一种离心混合等离激元增强拉曼光谱仪
CN105588827A (zh) * 2014-10-24 2016-05-18 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 活体单细胞拉曼分析平台数字控制系统和方法
CN105588827B (zh) * 2014-10-24 2018-07-24 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 活体单细胞拉曼分析平台数字控制系统和方法
CN113866076A (zh) * 2016-05-17 2021-12-31 索尼公司 颗粒提取装置和颗粒提取方法
CN109716107A (zh) * 2016-07-26 2019-05-03 光学技术注册协会莱布尼兹研究所 用于确定微生物病原体的组合的光学光谱法
CN109716107B (zh) * 2016-07-26 2021-11-30 光学技术注册协会莱布尼兹研究所 用于确定微生物病原体的组合的光学光谱法
CN109557068A (zh) * 2017-09-26 2019-04-02 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种用于单细胞拉曼测量和激光显微切割的一体化分选装置
CN109557068B (zh) * 2017-09-26 2022-04-15 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种用于单细胞拉曼测量和激光显微切割的一体化分选装置
CN109946217A (zh) * 2017-12-21 2019-06-28 深圳先进技术研究院 一种声驱动的流式细胞检测装置
CN109946217B (zh) * 2017-12-21 2021-08-24 深圳先进技术研究院 一种声驱动的流式细胞检测装置
CN108169210A (zh) * 2018-01-30 2018-06-15 北京航空航天大学青岛研究院 基于表面增强拉曼检测的细胞分选方法及系统
US11808687B2 (en) 2018-10-03 2023-11-07 Verily Life Sciences Llc Systems and methods for maintaining constant volumetric flow rates in a fluid channel
CN112888503B (zh) * 2018-10-03 2022-07-15 威里利生命科学有限责任公司 保持流体通道中的恒定体积流量的系统和方法
CN112888503A (zh) * 2018-10-03 2021-06-01 威里利生命科学有限责任公司 保持流体通道中的恒定体积流量的系统和方法
CN109943475A (zh) * 2019-04-12 2019-06-28 广西医科大学第一附属医院 一种微流控分选芯片及其分选系统
CN110468026A (zh) * 2019-09-07 2019-11-19 桂林电子科技大学 一种用于光纤光动力细胞操纵的微流芯片
CN111172010A (zh) * 2019-09-07 2020-05-19 桂林电子科技大学 一种基于三芯光纤的细胞分选微流芯片
CN110468027B (zh) * 2019-09-07 2022-04-19 桂林电子科技大学 一种基于同轴双波导光纤的细胞分选微流芯片
CN111172010B (zh) * 2019-09-07 2022-05-13 桂林电子科技大学 一种基于三芯光纤的细胞分选微流芯片
CN110591889B (zh) * 2019-09-07 2022-05-17 桂林电子科技大学 一种基于同轴双波导光纤的微流芯片细胞分选器
CN110591889A (zh) * 2019-09-07 2019-12-20 桂林电子科技大学 一种基于同轴双波导光纤的微流芯片细胞分选器
CN110468027A (zh) * 2019-09-07 2019-11-19 桂林电子科技大学 一种基于同轴双波导光纤的细胞分选微流芯片
CN111454832B (zh) * 2020-04-27 2023-12-15 深圳大学 一种基于微流控的细胞分选系统及方法
CN111454832A (zh) * 2020-04-27 2020-07-28 深圳大学 一种基于微流控的细胞分选系统及方法
CN113670799A (zh) * 2021-08-18 2021-11-19 长春长光辰英生物科学仪器有限公司 单细胞双光子拉曼识别与精准分选仪及其分选方法
CN113670799B (zh) * 2021-08-18 2023-12-26 长春长光辰英生物科学仪器有限公司 单细胞双光子拉曼识别与精准分选仪及其分选方法
CN114216837A (zh) * 2021-11-16 2022-03-22 北京工业大学 联合流式细胞分选和拉曼技术对Tetrasphaera亚群胞内代谢物测定的方法
CN114216837B (zh) * 2021-11-16 2023-09-29 北京工业大学 联合流式细胞分选和拉曼技术对Tetrasphaera亚群胞内代谢物测定的方法
CN114317249A (zh) * 2022-03-15 2022-04-12 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 一种海洋原位环境单细胞高通量分选装置及方法
CN115382590A (zh) * 2022-08-19 2022-11-25 南京理工大学 一种基于声表面波的无鞘流粒子分选微流控芯片

Also Published As

Publication number Publication date
EP2634563A1 (en) 2013-09-04
JP2013542434A (ja) 2013-11-21
WO2012055304A1 (zh) 2012-05-03
CN102019277B (zh) 2013-05-22
US20130330708A1 (en) 2013-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102019277B (zh) 一种用于细胞和颗粒分离的分选仪及分选方法
Wang et al. How does the Internet of Things (IoT) help in microalgae biorefinery?
Alam et al. Recent advances in microfluidic technology for manipulation and analysis of biological cells (2007–2017)
Joensson et al. Droplet microfluidics—A tool for single‐cell analysis
Rinke et al. Obtaining genomes from uncultivated environmental microorganisms using FACS–based single-cell genomics
MacDonald et al. Microfluidic sorting in an optical lattice
JP6169111B2 (ja) マイクロ流体工学を利用した複数の単一細胞の捕捉及び処理の方法、システム、並びにデバイス
Liss et al. Flocculation in natural and engineered environmental systems
Hu et al. One cell at a time: droplet-based microbial cultivation, screening and sequencing
US10684212B2 (en) Method and system for reference-assisted droplet detection, indexing and sorting for assays and diagnostics
CN102215966A (zh) 微流体多路细胞和分子分析装置和方法
US11220702B2 (en) Method for monitoring a reaction and to reaction system for implementing same
Sun et al. Recent progress in high-throughput droplet screening and sorting for bioanalysis
Girault et al. Microfluidic technology for plankton research
EP4047345A1 (en) Minute particle collection method, microchip for aliquoting minute particles, minute particle collection device, production method for emulsion, and emulsion
Sosik et al. Flow cytometry in phytoplankton research
Cang et al. Progress in single-molecule tracking spectroscopy
Cao et al. A droplet-based microfluidic platform enables high-throughput combinatorial optimization of cyanobacterial cultivation
AU2024203320A1 (en) Microdroplet manipulation method
Sinigalliano et al. Viable cell sorting of dinoflagellates by multiparametric flow cytometry
JP5158111B2 (ja) 反応分析方法
CN118661087A (zh) 液滴内颗粒的检测方法、包含该颗粒的液滴的分取方法与分注方法、分注后从液滴中将颗粒提取到外部的方法及其装置
Ge et al. Label-free droplet-based bacterial growth phenotype screening by a mini integrated microfluidic platform
US20220364120A1 (en) Droplet microfluidic platform for the enhanced dna transfer between microbial species
Sourisseau et al. Sinking rates, orientation, and behavior of pennate diatoms

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160524

Address after: 201802 Shanghai City, Jiading District Zhong Ren Lu No. 399 Building 1 B zone, 5 floor, room 5309

Patentee after: Shanghai Hesen Biotechnology Co., Ltd.

Address before: 100084 Beijing city Haidian District Chengfu Wenjin Residence Internazionale room 1201

Patentee before: Beijing Weixinyu Bio Technology Co., Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20181112

Address after: 130000 International Cooperation Park B, No. 77 Yingkou Road, Jingkai District, Changchun City, Jilin Province

Patentee after: Changchun Chang Guang Chen Ying Biological Science Instrument Co., Ltd.

Address before: 201802 room 1, 5 building, 1 District B, 399 Ren Ren Road, Jiading District, Shanghai.

Patentee before: Shanghai Hesen Biotechnology Co., Ltd.