CN107090403A - 一种细胞裂解系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种细胞裂解系统和方法，所述系统包括：微流控芯片、驱动模块、控制模块、和电源模块；微流控芯片包括基片层和柔性聚合物膜层，柔性聚合物膜层与基片层键合连接，基片层上设置有沟道，沟道上设置有样品入口和裂解细胞出口，样品入口和裂解细胞出口之间设置有细胞裂解区；柔性聚合物膜层上设置有与样品入口和裂解细胞出口对应通孔；驱动模块包括入口控制阀、出口控制阀和带有挤压装置的驱动机构，其中，驱动机构带动挤压装置在柔性聚合物膜层上细胞裂解区对应的位置处进行运动和挤压；控制模块与驱动模块连接，电源模块与控制模块和驱动模块分别连接。所述方法为上述系统的使用方法。本发明实施例提高了细胞裂解系统的小型化。

Description

一种细胞裂解系统和方法

技术领域

本发明实施例涉及生物样本预处理技术领域，具体涉及一种细胞裂解系统和方法。

背景技术

细胞内的物质，如蛋白质、核酸等，由于含有生物体的遗传和疾病等信息而在医学临床诊断、生命科学探索等研究中不可或缺。然而，细胞内物质与周围环境被细胞膜(和细胞壁)隔开，这成为了阻碍胞内物质检测的主要因素。细胞裂解，即通过破坏细胞膜(和细胞壁)从而使细胞内物质暴露于外部环境中，是获取胞内物质的重要方法。细胞内物质是复杂的混合物，必须分离提纯出生物大分子以便于进行生化反应和生化分析，细胞裂解的效果会直接影响到后续检测。

现有技术中，细胞裂解有多种方法，包括：化学裂解、机械裂解、电裂解、光学裂解和热裂解等等。而不同生物或同一生物的不同组织细胞差异很大，其裂解的难易程度也不同，使用的方法也不尽相同。化学裂解法是最常用和最普遍的方法，其优点是易于实施，只需要将裂解液与样品进行混合搅拌，就可以使细胞裂解。然而，裂解液中的部分化学物质可能会导致蛋白质变性，也会在样品中引入新杂质，从而需要进一步的分离步骤以消除裂解液带来的影响，这极大的提高了系统的复杂程度。除化学裂解之外，其他方法一般需要体积较大或专门的仪器对细胞进行裂解，很难与后续分析仪器相结合。例如：近来微流控技术的发展使得细胞裂解装置可以集成至一个芯片上，同时微流控芯片也可以提供一个相对封闭的环境以避免外部环境对细胞样品的污染。但是，细胞裂解芯片多利用尖锐的微机械结构和狭窄沟道内的摩擦力将芯片内的细胞裂解，而破碎的细胞上脱落的细胞碎片很容易堵塞微流控芯片内的微结构。另外，现有的细胞裂解芯片都需要外接注射泵、蠕动泵、真空泵等流体驱动源，这导致细胞裂解装置的体积通常比较大，结构比较复杂。

因此，如何提出一种方案，能够提高细胞裂解装置的小型化，成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种细胞裂解系统和方法。

一方面，本发明实施例提出一种细胞裂解系统，包括：

微流控芯片、驱动模块、控制模块、和电源模块；

所述微流控芯片包括基片层和柔性聚合物膜层，所述柔性聚合物膜层与所述基片层键合连接，所述基片层上设置有沟道，所述沟道的两端设置有样品入口和裂解细胞出口，所述样品入口和所述裂解细胞出口之间设置有细胞裂解区；

所述柔性聚合物膜层上在所述样品入口和所述裂解细胞出口对应的位置处设置有通孔，用于液体从所述通孔流入或流出所述细胞裂解区；

所述驱动模块包括入口控制阀、出口控制阀和带有挤压装置的驱动机构，其中，所述驱动机构带动所述挤压装置在所述柔性聚合物膜层上所述细胞裂解区对应的位置处进行运动和挤压；

所述控制模块与所述驱动模块连接，用于控制所述驱动模块运动，所述电源模块与所述控制模块和所述驱动模块分别连接，用于为所述控制模块和所述驱动模块提供电能。

另一方面，本发明实施例提供一种细胞裂解方法，包括：

打开入口控制阀和出口控制阀，通过驱动机构带动挤压装置挤压微流控芯片上细胞裂解区的沟道，从样品入口吸入待裂解的细胞样液；

关闭所述入口控制阀和所述出口控制阀，通过所述驱动机构带动所述挤压装置挤压所述细胞裂解区的沟道对应的柔性聚合物膜层，以使所述细胞裂解区内的细胞样液中的细胞破碎裂解。

本发明实施例提供的细胞裂解系统和方法，在微流控芯片外部设置驱动模块，该驱动模块即为微泵，该驱动模块不仅作为细胞裂解系统的流体驱动源，还用于微流控芯片内的细胞的裂解，无需连接外部的流体驱动源，使整体系统更加小型化。

附图说明

图1为本发明实施例中细胞裂解系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中微流控芯片的结构示意图；

图3为本发明实施例中微流控芯片基片层的结构示意图；

图4为本发明实施例中又一细胞裂解系统的结构示意图；

图5为本发明实施例中又一微流控芯片的结构示意图；

图6为本发明实施例又一微流控芯片基片层的结构示意图；

图7为本发明实施例中的细胞裂解方法流程示意图；

图8为本发明实施例中人的NK细胞样液循环裂解次数对应的细胞裂解率示意图；

图9为本发明实施例中人的HEK293细胞样液循环裂解次数对应的细胞裂解率示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例中细胞裂解系统的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的细胞裂解系统包括：微流控芯片01、驱动模块02、控制模块03、和电源模块04；

微流控芯片01包括基片层和柔性聚合物膜层，所述柔性聚合物膜层与所述基片层键合连接，所述基片层上设置有沟道，所述沟道上设置有样品入口和裂解细胞出口，所述样品入口和所述裂解细胞出口之间设置有细胞裂解区；

所述柔性聚合物膜层上在所述样品入口和所述裂解细胞出口对应的位置处设置有通孔，用于液体从所述通孔流入或流出所述细胞裂解区；

驱动模块02包括入口控制阀、出口控制阀和带有挤压装置的驱动机构，其中，所述驱动机构带动所述挤压装置在所述柔性聚合物膜层上所述细胞裂解区对应的位置处进行运动和挤压；

控制模块03与驱动模块02连接，用于控制驱动模块02运动，电源模块04与控制模块03和驱动模块02分别连接，用于为控制模块03和驱动模块02提供电能。

具体地，如图1所示，本发明实施例提供的细胞裂解系统主要包括：微流控芯片01、驱动模块02、控制模块03、和电源模块04。电源模块04主要用于为驱动模块02和控制模块03提供电能，控制模块03主要用于控制驱动模块02驱动微流控芯片01内的细胞样液，驱动模块02还用于将微流控芯片01内的细胞样液进行加压破碎，以使该细胞样液内的细胞裂解。

图2为本发明实施例中微流控芯片的结构示意图，如图2所示，本发明实施例提供的微流控芯片包括基片层11和柔性聚合物膜层12，其中基片层11和柔性聚合物膜层12键合连接，键合是指将两片表面清洁、原子级平整的同质或异质半导体材料经表面清洗和活化处理，在一定条件下直接结合，通过范德华力、分子力甚至原子力使晶片键合成为一体的技术。在基片层11上设置有沟道，图3为本发明实施例中微流控芯片基片层的结构示意图，如图3所示，在基片层11上设置沟道，沟道用于承载细胞样液即待裂解的细胞液样品，在沟道的两端设置有样品入口131和裂解细胞出口132，在样品入口131和裂解细胞出口132之间设置有细胞裂解区14。其中沟道的具体形状如图3所示，当然根据需要可以是设置为其他形状，本发明实施例不作具体限定。此外，沟道的横截面可以为矩形，也可以为其他形状如：圆柱形或底部两个角为弧形的矩形等，沟道的深度和宽度都可以根据需要进行设置，本发明实施例不作具体限定。如图2所示，在柔性聚合物膜层12上，样品入口131和裂解细胞出口132对应的位置处设置有两个通孔，用于液体从通孔通过样品入口131和裂解细胞出口132流入或流出细胞裂解区。

图4为本发明实施例中又一细胞裂解系统的结构示意图，如图4所示，在微流控芯片01上方，设置有驱动模块02，其中驱动模块包括驱动机构22，驱动机构22下方带有挤压装置23和24，以及入口控制阀26和出口控制阀27。如图4所示，本发明实施例中的挤压装置为钢珠，即挤压装置23和24分别为两个钢珠，结合图3，实际上图4中的钢珠有3个，由于角度问题，图4中未示出。结合图3、图4，钢珠设置在驱动机构22下方，由驱动机构22带动钢珠挤压微流控芯片的柔性聚合物膜层12上基片层11上的细胞裂解区对应的位置，如若有3个钢珠23、24和25，则图4中驱动机构22可以带着钢珠23、24和25挤压图3中对应与细胞裂解区14中沟道的23、24和25三个位置，并可以沿沟道进行运动。即驱动机构22带动钢珠挤压基片层11上的细胞裂解区的沟道在柔性聚合物膜层12上对应的位置处，并可以沿细胞裂解区的沟道的进行运动，带动细胞裂解区内的液体流动。结合图3，在微流控芯片的基片层上的沟道设置有样品入口131和裂解细胞出口132，相应的驱动模块设置有用于控制样品入口131和裂解细胞出口132打开或关闭的入口控制阀26和出口控制阀27。

实际处理时，可以通过柔性聚合物膜层12看到基片层11上的沟道以及样品入口131和裂解细胞出口132等，控制模块03可以控制驱动机构22带动挤压装置如钢珠等挤压柔性聚合物膜层12上对应的沟道位置，同时控制入口控制阀26和出口控制阀27打开或关闭，以挤压或抬起图3中的沟道的对应位置处：入口微阀凹槽121和出口微阀凹槽123处，以打开或关闭对应的样品入口131和裂解细胞出口132。

需要说明的是，图4虽然未示出控制模块和电源模块，但是驱动机构的运动、各个阀门的打开和关闭都是由控制模块控制，具体控制方式可以根据实际需要设置，本发明实施例不作具体限定。

本发明实施例提供的细胞裂解系统，在微流控芯片外部设置驱动模块，该驱动模块即为微泵，该驱动模块不仅作为细胞裂解系统的流体驱动源，还用于微流控芯片内的细胞的裂解，无需连接外部的流体驱动源，使整体系统更加小型化。

在上述实施例的基础上，所述基片层上还包括循环控制口，所述循环控制口设置在所述样品入口和所述裂解细胞出口之间的沟道内，相应的所述驱动模块还包括循环控制阀。

具体地，如图3所示，在基片层的样品入口131和裂解细胞出口132之间的沟道内设置有循环控制口122，相应的，如图4所示驱动模块还包括循环控制阀28，用于控制循环控制口122的打开和关闭。结合图3和图4可以看出，本发明实施例中的入口控制阀26、出口控制阀27和循环控制阀28设置在微流控芯片的柔性聚合物膜层12的正上方，其中入口控制阀26、出口控制阀27和循环控制阀28与基片层11中的样品入口131、裂解细胞出口132和循环控制口122一一对应。当入口控制阀26、出口控制阀27或循环控制阀28挤压柔性聚合物膜层12对应与基片层11的入口微阀凹槽121、出口微阀凹槽123以及循环控制口122时，可以关闭对应的样品入口131、裂解细胞出口132或循环控制口122，同样的，若要打开对应的样品入口131、裂解细胞出口132和循环控制口122，则将相应的入口控制阀26、出口控制阀27或循环控制阀28从柔性聚合物膜层12抬起即可。

此外，如图4所示，所述入口控制阀、所述出口控制阀和所述循环控制阀为电磁阀。即入口控制阀26、出口控制阀27和循环控制阀28可以通过电磁铁控制，当然根据需要可以设置为其他方式控制的阀门，本发明实施例不作具体限定。

本发明实施例提供的细胞裂解系统，在微流控芯片的沟道中设置循环控制口，相应的驱动模块中设置循环控制阀。当驱动模块挤压微流控芯片以裂解细胞样液中的细胞时，可以打开循环控制阀，使得细胞样液在细胞裂解区循环流动，驱动模块循环挤压细胞裂解区对应的微流控芯片，增加挤压细胞的次数，提高了细胞裂解的效率和效果。

在上述实施例的基础上，所述基片层包括基板和包含所述沟道的柔性聚合物沟道层，所述柔性聚合物沟道层设置在所述基板和所述柔性聚合物膜层之间，所述柔性聚合物沟道层与所述基板粘接，并与所述柔性聚合物膜层键合连接。

具体地，图5为本发明实施例中又一微流控芯片的结构示意图，如图5所示，本发明实施例中的微流控芯片的基片层11包括基板111和包含沟道的柔性聚合物沟道层112。柔性聚合物沟道层112设置在基板111和柔性聚合物膜层12之间，柔性聚合物沟道层112与基板111粘接，柔性聚合物沟道层112与柔性聚合物膜层12键合连接，其中粘接是借助胶粘剂在固体表面上所产生的粘合力，将同种或不同种材料牢固地连接在一起的方法。

其中，基板的材料可以是有机玻璃PMMA(Polymethyl methacrylate)、聚甲醛POM(polyformaldehyde)或玻璃等，柔性聚合物沟道层和柔性聚合物膜层的材料可以是聚二甲基硅氧烷PDMS(polydimethylsiloxane)，当然，根据需要也可以是其他材料，本发明实施例不作具体限定。

下面介绍本发明实施例中微流控芯片的加工方法，以便更好的理解本发明实施例的技术方案，具体加工方法如下：

将PDMS预聚物按照本体：固化剂为10：1的质量比进行混合，搅拌5min。将PDMS预聚物在10Pa的真空度下抽气10min，排出PDMS预聚物内的气泡，将抽气后的PDMS预聚物浇注到沟道层模具里。将沟道层模具放入80℃的烘箱内烘焙3小时固化，等模具内的PDMS预聚物固化后，即形成了PDMS沟道结构层即柔性聚合物沟道层112。将PDMS沟道结构层即柔性聚合物沟道层112从模具上剥离，将剥离下的PDMS沟道层与正方形PMMA基板111粘接在一起。取一片聚酰亚胺薄膜，用无水乙醇和去离子水擦洗干净，在聚酰亚胺薄膜上面用匀胶机匀一层约0.12mm厚的PDMS预聚物，将聚酰亚胺薄膜连同PDMS预聚物在80℃的温度下烘焙2小时固化，即形成了柔性聚合物膜层12。对柔性聚合物沟道层112及柔性聚合物膜层12在50Pa、100W的条件下进行40秒的氧等离子体处理，然后迅速将它们键合在一起，最终加工完成微流控芯片。

在上述实施例的基础上，所述挤压装置为钢珠，所述钢珠设置在所述驱动机构的下方，且所述钢珠的直径大于所述沟道的宽度。

具体地，如图4所示，本发明实施例中的挤压装置设置为钢珠，其中钢珠的数量可以根据需要设置，本发明实施例中钢珠设置为3个，实际应用时，也可以为4个、5个或其他数量，本发明实施例不作具体限定。如图4所示，钢珠设置在驱动机构22下端，由驱动机构带动钢珠挤压微流控芯片上的沟道，以实现裂解沟道中的细胞的作用。此外，本发明实施例中的钢珠和驱动机构可以视为微泵，不仅可以用于挤压沟道内的细胞液，以裂解细胞，还可以通过控制钢珠转动以及移动的方向，控制细胞样液被吸入或推出细胞裂解区。即可以通过控制钢珠转动和移动的方向可以控制细胞样液从样品入口吸入，从裂解细胞出口推出。

需要说明的是，如图4所示，本发明实施例中的驱动模块还包括电机21，电机21和驱动机构22都是用于控制挤压装置即钢珠挤压微流控芯片的沟道，其中电机21可以用来控制驱动机构和钢珠在沟道内移动和挤压，驱动机构22可以用来控制钢珠的转动。其具体的运动方式都是有控制模块控制。

例如：控制模块控制电机带动驱动机构和钢珠向微流控芯片运动，由钢珠挤压微流控芯片的沟道，并控制钢珠的转动方向，以实现细胞样液是被吸入还是被推出。如：若为图3所示的沟道结构，当需要吸入细胞样液时，先将细胞样液置于样品入口处131，控制钢珠挤压沟道并顺时针转动，将钢珠的直径设置为大于沟道宽度，当钢珠将沟道内的空气赶出后，细胞样液即可以从样品入口被吸入。

本发明实施例提供的细胞裂解系统，利用带钢珠的驱动机构驱动微流控芯片内的细胞样液，并可以挤压沟道内的细胞样液以实现细胞裂解的作用。该驱动模块不仅作为细胞裂解系统的流体驱动源，还用于微流控芯片内的细胞的裂解，无需连接外部的流体驱动源，使整体系统更加小型化。

在上述实施例的基础上，所述细胞裂解区的沟道为环形沟道。

具体地，如图3所示，细胞裂解区的沟道设置为环形沟道，这样可以方便挤压装置如钢珠在沟道内移动，不留有死角，避免拐角的细胞液不能被挤压而裂解，同时，环形沟道方便细胞裂解区内的细胞样液的循环挤压裂解，可以提高细胞裂解率和细胞裂解的效率。

需要说明的是，上述实施例中的数字以及使用的材料可以根据实际需要进行调整，本发明实施例不作具体限定。此外，本发明实施例中细胞裂解系统的机构以及具体尺寸都可以根据实际需要进行设置，如：PDMS沟道结构层即柔性聚合物沟道层112厚可以为1mm；细胞裂解区14的环形沟道的宽度、深度和内径可以分别为2mm、0.2mm和16mm，沟道截面为下面2个角为半径0.18mm的圆角的矩形；钢珠直径为6mm；入口控制阀26、循环控制阀27和出口控制阀28的阀腔为半径3.1mm深度0.5mm的球弧形，各个微阀对应的电磁铁的下端均为球面，其半径为2.5mm。

或：PDMS沟道结构层即柔性聚合物沟道层112厚可以为0.8mm；细胞裂解区14的环形沟道对应的柔性聚合物膜层12上压有4个由旋转马达带动的钢珠。钢珠直径为5mm；环形沟道的宽度、深度和内径也可以分别为1.8mm、0.15mm和18mm，沟道截面为矩形。其中，入口控制阀26、循环控制阀28和出口控制阀27可以为与沟道一样的矩形凹槽，各个微阀对应的电磁铁的下端可以为平面，其形状与各个微阀凹槽的形状相同。

在上述实施例的基础上，所述微流控芯片还包括检测单元，用于裂解后的细胞样液的检测和分析。

具体地，图6为本发明实施例又一微流控芯片基片层的结构示意图，如图6所示，本发明实施例提供的微流控芯片还包括检测单元，具体可以设置在图6中的检测区域15，可以用于裂解后的细胞样液的检测和分析。细胞裂解后还需要进行相应的分析，可以将在微流控芯片中设置检测单元，对裂解后的细胞样液的检测和分析，例如可以检测细胞裂解率。

本发明实施例提供的细胞裂解系统，在无需化学试剂和大型仪器的情况下实现了细胞的有效裂解，此外，驱动模块同时作为细胞裂解机构和流体驱动源，无需连接外部的流体驱动源，使整体细胞裂解系统更加小型化，并且本发明提供的细胞裂解微流控芯片制备工艺简单，成本低，便于与检测模块集成，适于作为即时检测的样品预处理模块。

图7为本发明实施例中的细胞裂解方法流程示意图，如图7所示，本发明实施例提供的细胞裂解方法包括：

S1、打开所述入口控制阀和所述出口控制阀，通过所述驱动机构带动挤压装置挤压所述微流控芯片上细胞裂解区的沟道，从所述样品入口吸入待裂解的细胞样液；

S2、关闭所述入口控制阀和所述出口控制阀，通过所述驱动机构带动所述挤压装置挤压所述细胞裂解区的沟道对应的柔性聚合物膜层，以使所述细胞裂解区内的细胞样液中的细胞破碎裂解。

具体地，如图3和图4所示，驱动模块02中的电机21与驱动机构22在步进电机驱动下一起向微流控芯片01运动，使得驱动机构内部的钢珠23、24、25压紧细胞裂解区的环形沟道，并接通电磁铁以控制循环控制阀28关闭循环控制口122。电机21带动驱动机构22正向转动即顺时针旋转，挤压沟道，将细胞裂解区沟道内的空气挤压出去，将细胞样液置于样品入口131处，即可从样品入口131吸入一定量的细胞样液充满细胞裂解区14即细胞样液充满样品入口131至裂解细胞出口132。此处，电机21带动驱动机构22顺时针旋转针对的是图3和图4中沟道的形状和结构，若沟道的形状和就够发生改变，驱动机构22以及钢珠的旋转方向可以相应的改变，以控制细胞样液的吸入和推出。待细胞样液充满细胞裂解区14后关闭入口控制阀26与出口控制阀27，打开循环控制阀28，电机21带动驱动机构22驱动三个钢珠循环挤压柔性聚合物膜层12，使其发生蠕动变形，使细胞破碎并驱动流体在沟道流动。

本发明实施例提供的细胞裂解方法，在无需化学试剂和大型仪器的情况下实现了细胞的有效裂解，此外，驱动模块同时作为细胞裂解机构和流体驱动源，无需连接外部的流体驱动源，使整体细胞裂解系统更加小型化。

在上述实施例的基础上，所述基片层上还包括循环控制口，所述循环控制口设置在所述样品入口和所述裂解细胞出口之间的沟道内，相应的所述驱动模块还包括循环控制阀，所述方法还包括：

关闭所述入口控制阀和所述出口控制阀，并打开所述循环控制阀，通过所述驱动机构带动所述挤压装置循环挤压所述细胞裂解区的沟道对应的柔性聚合物膜层，以使所述柔性聚合物膜层发生蠕动变形，驱动所述细胞裂解区内的液体在所述沟道内循环流动。

具体地，如图3和图4所示，在微流控芯片的基片层设置循环控制口，相应的，驱动模块设置循环控制阀。当细胞样液被吸入细胞裂解区，并充满样品入口到裂解细胞出口之间后，将循环控制阀打开，由驱动机构带动挤压装置即钢珠循环挤压柔性聚合物膜层对应的细胞裂解区的沟道位置处。柔性聚合物膜层在钢珠的挤压下发生蠕动变形，驱动细胞裂解区内的液体在沟道内循环流动，驱动机构带动钢珠循环挤压，以增加细胞裂解率。

在上述实施例的基础上，所述方法还包括：

在细胞裂解后，打开所述入口控制阀和所述出口控制阀，从所述样品入口吸入缓冲液，将裂解后的细胞样液从裂解细胞出口冲出，并收集。

具体地，如图3和图4所示，当用户判断细胞裂解循环过程结束后，通过控制模块控制关闭循环控制阀，打开入口控制阀和出口控制阀，从样品入口吸入缓冲液，将裂解后的细胞样液从裂解细胞出口推出，并收集，以便于后去检测和分析。

图8为本发明实施例中人的NK细胞样液循环裂解次数对应的细胞裂解率示意图，如图8所示，人NK细胞样液经过30次的循环裂解后，裂解率达到90.5％，NK细胞是指自然杀伤细胞(natural killer cell，NK)是机体重要的免疫细胞。图9为本发明实施例中人的HEK293细胞样液循环裂解次数对应的细胞裂解率示意图，如图9所示，对HEK293细胞样液，经30次循环裂解后，其裂解率达到80.6％，HEK293细胞是一个很常用的表达研究外源基因的细胞株。增加循环裂解步骤的重复次数，可以进一步提升系统的裂解效果，可以看出，采用本发明实施例中的细胞裂解系统以及方法，可以实现较高的细胞裂解率，并且结构简单，操作方便。

本发明实施例提供的细胞裂解系统和方法，在无需化学试剂和大型仪器的情况下实现了细胞的有效裂解，此外，驱动模块同时作为细胞裂解机构和流体驱动源，无需连接外部的流体驱动源，使整体细胞裂解系统更加小型化，整个细胞裂解系统结构简单，操作方便，并且可以实现细胞裂解的高效率和高裂解率。此外，本发明实施例提供的细胞裂解的微流控芯片的制备工艺简单，成本低，便于与检测模块集成，适于作为即时检测的样品预处理模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种细胞裂解系统，其特征在于，所述系统包括：微流控芯片、驱动模块、控制模块、和电源模块；

所述微流控芯片包括基片层和柔性聚合物膜层，所述柔性聚合物膜层与所述基片层键合连接，所述基片层上设置有沟道，所述沟道上设置有样品入口和裂解细胞出口，所述样品入口和所述裂解细胞出口之间设置有细胞裂解区；

所述柔性聚合物膜层上在所述样品入口和所述裂解细胞出口对应的位置处设置有通孔，用于液体从所述通孔流入或流出所述细胞裂解区；

所述驱动模块包括入口控制阀、出口控制阀和带有挤压装置的驱动机构，其中，所述驱动机构带动所述挤压装置在所述柔性聚合物膜层上所述细胞裂解区对应的位置处进行运动和挤压；

所述控制模块与所述驱动模块连接，用于控制所述驱动模块运动，所述电源模块与所述控制模块和所述驱动模块分别连接，用于为所述控制模块和所述驱动模块提供电能。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基片层上还包括循环控制口，所述循环控制口设置在所述样品入口和所述裂解细胞出口之间的沟道内，相应的所述驱动模块还包括循环控制阀。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基片层包括基板和包含所述沟道的柔性聚合物沟道层，所述柔性聚合物沟道层设置在所述基板和所述柔性聚合物膜层之间，所述柔性聚合物沟道层与所述基板粘接，并与所述柔性聚合物膜层键合连接。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述挤压装置为钢珠，所述钢珠设置在所述驱动机构的下方，且所述钢珠的直径大于所述沟道的宽度。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述细胞裂解区的沟道为环形沟道。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述入口控制阀、所述出口控制阀和所述循环控制阀为电磁阀。

7.根据权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，所述微流控芯片还包括检测单元，用于裂解后的细胞样液的检测和分析。

8.一种应用权利要求1-7任一项所述的细胞裂解系统进行细胞裂解的方法，其特征在于，包括：

打开所述入口控制阀和所述出口控制阀，通过所述驱动机构带动挤压装置挤压所述微流控芯片上细胞裂解区的沟道，从所述样品入口吸入待裂解的细胞样液；

关闭所述入口控制阀和所述出口控制阀，通过所述驱动机构带动所述挤压装置挤压所述细胞裂解区的沟道对应的柔性聚合物膜层，以使所述细胞裂解区内的细胞样液中的细胞破碎裂解。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基片层上还包括循环控制口，所述循环控制口设置在所述样品入口和所述裂解细胞出口之间的沟道内，相应的所述驱动模块还包括循环控制阀，所述方法还包括：

关闭所述入口控制阀和所述出口控制阀，并打开所述循环控制阀，通过所述驱动机构带动所述挤压装置循环挤压所述细胞裂解区的沟道对应的柔性聚合物膜层，以使所述柔性聚合物膜层发生蠕动变形，驱动所述细胞裂解区内的液体在所述沟道内循环流动。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在细胞裂解后，打开所述入口控制阀和所述出口控制阀，从所述样品入口吸入缓冲液，将裂解后的细胞样液从裂解细胞出口冲出，并收集。