CN115042427B - 3d液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法 - Google Patents

3d液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115042427B
CN115042427B CN202210724743.8A CN202210724743A CN115042427B CN 115042427 B CN115042427 B CN 115042427B CN 202210724743 A CN202210724743 A CN 202210724743A CN 115042427 B CN115042427 B CN 115042427B
Authority
CN
China
Prior art keywords
printing
heavy metal
metal isotope
liquid
spray head
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.)
Active
Application number
CN202210724743.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115042427A (zh
Inventor
陈东
盛剑鹏
梁廷波
叶方富
陈莉
季永涛
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.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
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 Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN202210724743.8A priority Critical patent/CN115042427B/zh
Publication of CN115042427A publication Critical patent/CN115042427A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115042427B publication Critical patent/CN115042427B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/35—Cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种3D液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法。本方法通过新型3D液体打印平台，结合二进制编码设计，高效构建重金属同位素标记物组合阵列，可快速检测重金属同位素标记物组合对特定细胞的标记效率和区分度，实现重金属同位素标记物组合的高效筛选。重金属同位素标记物组合有效标记细胞后，可用于质谱流式的大批量混合检测，提高样品的检测速率，降低成本，并对样品进行精准溯源。本方法可用于癌症等疾病的诊疗方案高通量筛选，快速确认最佳诊疗方案，在临床精准医疗方面展现了巨大的应用潜力。

Description

3D液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法
技术领域
本发明涉及应用于质谱流式检测的重金属同位素标记物组合制备领域，具体涉及3D液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法。
背景技术
在常规的医疗检测中，为了降低成本，提高检测效率，往往会采取样品混检策略，如新冠病毒的抗体检测。但混检方法无法区分不同病人的样本，导致同一批次样本结果为阳性检测时难以精确溯源。传统荧光流式技术是基于利用多个荧光标记物(Barcode)对细胞进行编码标记，根据标记物不同的组合形式来区分细胞种类，从而细胞在进行混合处理后可精确溯源。但荧光流式技术存在一个显著问题，就是不同波段荧光标记物的信号串扰问题，导致不同组合之间信号重叠而出现错误识别。
质谱流式作为一种新兴技术，在荧光流式基础上，采用高灵敏度的重金属同位素作为标记物，可有效避免信号串扰问题。然而目前已开发的重金属同位素标记物组合种类有限，并且生物体不同组织细胞与重金属标记物的亲和度存在差异性。因此，快速检测重金属同位素对特定细胞的标记效率和不同组合标记细胞后的区分度，对质谱流式应用于高通量检测起到了至关重要的作用。但目前仍缺乏有效手段实现重金属同位素标记物组合的高通量制备。基于此，我们使用新型3D液体打印平台，通过二进制编码设计，可快速制备重金属同位素标记物组合阵列，可实现重金属同位素标记物组合的高效筛选。重金属同位素标记物组合可进一步应用于临床医疗方面，针对病人的特异性肿瘤细胞对其进行标记，对不同的癌症诊疗方案进行高通量筛选，快速检测最佳诊疗方案，在临床精准医疗方面展现了巨大的应用潜力。
发明内容
针对现有技术的缺乏，本发明提供了一种3D液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法。本方法通过新型3D液体打印平台，结合二进制编码设计，高效构建重金属同位素标记物组合阵列，可快速检测重金属同位素标记物组合对特定细胞的标记效率和区分度，实现重金属同位素标记物组合的高效筛选。重金属同位素标记物组合有效标记细胞后，可用于质谱流式的大批量混合检测，提高样品的检测速率，降低成本，并对样品进行精准溯源。本方法可用于癌症等疾病的诊疗方案高通量筛选，快速确认最佳诊疗方案，在临床精准医疗方面展现了巨大的应用潜力。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种3D液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法，其特征在于，所述方法利用微流控3D液滴打印系统进行打印，所述微流控3D液滴打印系统包括三维移动打印系统、压力控制进给机构、打印喷头、外置液体储存容器、孔板和喷头清洗槽；所述的三维移动打印系统包括X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴升降平台；其中，X轴移动机构、Y轴移动机构用于实现所述打印喷头在XY平面内的移动；所述的Z轴升降平台用于调控孔板在Z轴方向上的移动；所述的打印喷头作为打印液体的吸取和挤出通道；所述的压力控制进给机构用于调控打印液体的定量吸取和挤出；所述打印喷头通过导管与压力控制进给机构相连；所述的外置液体储存容器用于储存重金属同位素标记物溶液，外置液体储存容器有若干个，每个盛放一种重金属同位素标记物溶液；所述孔板用于盛装打印液体；所述喷头清洗槽用于打印喷头的清洁；
所述方法包括以下步骤：
(1)根据重金属同位素标记物溶液数量设计二进制组合打印阵列；所述二进制组合打印阵列由若干液滴排列组成，每个液滴代表一个重金属同位素标记物组合；每个重金属同位素标记物组合由若干种重金属同位素标记物溶液组合得到；
(2)将各重金属同位素标记物溶液分别盛装于外置液体储存容器中，将外置液体储存容器、相同数量的喷头清洗槽、孔板放置于Z轴升降平台上；将打印喷头通过导管与压力控制机构连接；
(3)根据所需打印的二进制组合打印阵列，设定数字化3D液滴打印路径；根据设定的数字化3D液滴打印路径进行打印，具体为：
3.1)先打印其中一种重金属同位素标记物溶液，得到单种成分的重金属同位素液体阵列；
3.2)之后移动打印喷头至清洗槽中，程序控制压力控制机构的循环回复和推进，冲洗打印喷头；再进行下一种重金属同位素标记物溶液的打印；
3.3)重复步骤3.2)直至完成所有重金属同位素标记物溶液的打印，最终得到二进制组合打印阵列，即重金属同位素标记物组合。
作为本发明的优选方案，在步骤(3)的打印过程中，通过X轴移动机构、Y轴移动机构控制打印喷头在XY平面内的移动，通过Z轴升降平台控制孔板在Z轴方向上的移动，从而使打印喷头按设定轨迹运动；移动打印喷头至外置液体储存容器中，调节压力控制机构的回复距离，使打印喷头在外置液体储存容器中定量吸取当前要打印的重金属同位素标记物溶液，吸取体积多于打印液体体积；
移动打印喷头至孔板上一孔中，在目标位置停顿，调节压力控制机构的推进距离，使打印喷头在孔板中挤出定量液体；等待液体挤出后，打印喷头再移动到下一预设的孔板孔口打印位置。
作为本发明的优选方案，所述打印喷头为平口玻璃毛细管或者不锈钢针管，直径为0.1-0.5mm。
作为本发明的优选方案，所述的压力控制机构为注射泵及其所固定连接的注射器。
作为本发明的优选方案，打印喷头移动到打印位置时，打印喷头与孔板距离设置为0.5-2mm；液滴从喷头挤出，并可接触式浸润孔板；然后提升喷头，喷头提升时，液滴在基板浸润力拖拽下从喷头脱离，完成目标位置的液滴打印。
作为本发明的优选方案，所述孔板可以为商用96孔细胞培养板。
作为本发明的优选方案，所述外置清洗槽装有去离子水。
作为本发明的优选方案，所述二进制组合打印阵列的每个液滴由一个若干位的二进制编码表示，二进制编码的位数为重金属同位素标记物溶液的数量；每一位二进制编码对应一种重金属同位素标记物溶液的数量，该位的编码为1表示该液滴需打印该位对应的重金属同位素标记物溶液，该位编码为0则不打印该位对应的重金属同位素标记物溶液或打印空白液滴。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明提出一种3D液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法。该方法简便易行，具有自动化和高通量的优点，可对打印液体的成分、体积、打印速率等进行灵活调控。
(2)本发明在制备重金属同位素标记物组合时，所使用的新型3D液体打印技术可对打印喷头进行自动清洁，在多成分液体打印时避免污染不同液体储存容器中的液体原料。通过控制打印喷头在清洗槽中的液体循环吸取/挤出次数和速度，冲洗打印喷头，使其满足所需清洁要求，从而实现多成分液体的连续自动化打印。
(3)本发明所使用的二进制编码设计策略，可针对重金属同位素标记物数量，快速制定重金属同位素标记物组合的数字化打印程序，从而实现重金属同位素标记物组合的高通量制备。
(4)本发明可快速检测重金属同位素标记物组合对特定细胞的标记效率和区分度，实现重金属同位素标记物组合的高效筛选。
(5)本发明对重金属同位素标记物的种类和标记的生物细胞没有特殊要求，为重金属同位素标记物组合的筛选提供一种普适的方法。
(6)本发明可针对临床病人的组织细胞，快速筛选有效金属同位素标记物的种类，使用标记物组合对其细胞进行标记，实现不同诊疗方案的高通量筛选，快速检测最佳诊疗方案，在临床精准医疗方面展现了巨大的应用潜力。
附图说明
图1为二进制编码构建重金属同位素标记物组合的设计方案。其中采取Cd111、Cd112、Cd113和Cd114作为重金属同位素，构建标记物组合。
图中：“1”表示孔板中加入含重金属同位素的液体，“0”表示孔板中加入不含重金属同位素的空白液体。
图2为微量液体阵列编码标记细胞后的的质谱流式结果图。其中采取Cd111、Cd112、Cd113和Cd114作为重金属同位素，构建标记物组合。
图中：(a)为分别以Cd111、Cd112相对含量作为横、纵坐标绘制所得散点图，通过“四象限法”初步划分Cd111、Cd112重金属同位素组合所标记细胞。以01XX象限为例，该象限表示“不含”Cd111(二进制数首位为“0”)、但“含”Cd112(二进制数第二位为“0”)重金属同位素组合标记细胞；(b)为对应(a)中四个象限，进一步以Cd113、Cd114相对含量作为横、纵坐标绘制所得散点图，通过“四象限法”可划分对应的16种二进制重金属同位素标记物组合所标记细胞。以0101象限为例，该象限表示“不含”Cd111和Cd113(二进制数首位和第三位为“0”)、但“含”Cd112和Cd114(二进制数第二位和第四位为“0”)重金属同位素组合标记细胞。
具体实施方式
下面结合附图、附表和实施例对本发明做进一步说明。
本方法使用新型3D液体打印平台，通过加载3D打印数字化模型文件，可以控制三维移动打印系统上XYZ轴步进电机和压力控制机构上注射器的推进量，精确控制液体的体积和空间打印位置。结合二进制编码设计，得到重金属同位素标记物组合阵列。具体的，首先移动打印喷头，将打印喷头出口浸没在盛有重金属同位素液体原料的外置液体储存容器中，调节注射剂泵的回复距离，控制其所固定接触的注射器上活塞的外拉，在外置液体储存容器中吸取定量液体。然后将打印喷头移动到孔板上目标位置并停顿，调节注射剂泵的推进距离，控制其所固定接触的注射器上活塞的内推，在孔板上挤出定量液体。等待定量液体挤出，打印喷头再移动到下一打印位置。单种成分重金属同位素液体阵列打印结束后，移动打印喷头至清洗槽中清洁。根据所需重金属同位素打印液体成分种类，进行新成分液体阵列打印，自动化高通量制备多成分重金属同位素标记物组合阵列。
本发明所述二进制编码设计即为在打印前根据重金属同位素标记物溶液数量设计所需要的二进制组合打印阵列，二进制组合打印阵列的每个液滴由一个若干位的二进制编码表示，二进制编码的位数为重金属同位素标记物溶液的数量；每一位二进制编码对应一种重金属同位素标记物溶液的数量，该位的编码为1表示该液滴需打印该位对应的重金属同位素标记物溶液，该位编码为0则不打印该位对应的重金属同位素标记物溶液或打印空白液滴。
下表1以Cd111、Cd112、Cd113和Cd114同位素为例，示例了一种二进制组合打印阵列。
表1 Cd111、Cd112、Cd113和Cd114同位素标记物试剂组合
Figure BDA0003710718400000061
实施例1：二进制编码设计构建重金属同位素标记物组合
采用本发明的方法可高通量制备多成分重金属同位素标记物组合阵列，以重金属同位素Cd111、Cd112、Cd113和Cd114为例，具体步骤如下：
(1)搭建新型3D液体打印平台。将传统的熔融沉积式3D打印机上控制耗材进给的电路通过串行接口连接到注射泵控制系统上。选取平口玻璃毛细管作为打印喷头，内径为0.55mm、外径0.95mm、长度为5cm。打印喷头针管通过PE导管与注射剂连接，控制液体的进给和输出。
(2)设计二进制编码重金属同位素标标记物组合阵列。以重金属同位素Cd111、Cd112、Cd113和Cd114为例，设计附表Cd111、Cd112、Cd113和Cd114重金属同位素标记物试剂组合。对应图1可见，4位二进制数依次对应Cd111、Cd112、Cd113和Cd114重金属元素。“0”表示液体中不含该重金属同位素，“1”表示含有该重金属同位素。例如，24组合阵列中的“0101”表示液体中含有Cd112和Cd114，但不含Cd111和Cd113。针对单种成分的重金属同位素标记物的打印，孔板上对应“0”的位置打印添加空白液体PBS溶液或去离子水，孔板上对应“1”表示在打印添加含对应重金属同位素的溶液。
(3)制备重金属同位素标记物试剂。取5μL 50mM Cd111、Cd112、Cd113、Cd114重金属同位素分别耦联于通用抗体上，最终得到0.5mg/mL Cd金属耦联抗体的重金属同位素标记物。分别制备15mL的Cd111、Cd112、Cd113、Cd114金属耦联抗体的重金属同位素标记物溶液，存放于4只20mL容量玻璃瓶中，可于4℃长期保存。
(4)取15mL液体PBS溶液或去离子水，作为空白液体，装入20mL容量小玻璃瓶。
(5)取4只含15mL去离子水的20mL容量小玻璃瓶，分别作为打印Cd111、Cd112、Cd113、Cd114后的喷头清洗槽。
(6)将重金属同位素标记物溶液瓶、空白液体瓶、喷头清洗槽、96孔板放置在Z轴平台上。
(7)通过编写数字模型文件控制3D打印机工作进程，首先进行Cd111阵列的打印；将打印喷头浸入在空白液体瓶中，调节注射剂泵的回复距离，控制其所固定接触的注射器上活塞的外拉，在空白液体瓶中吸取定量液体。然后将打印喷头移动到孔板上二进制数为“0”的目标位置并停顿，调节注射剂泵的推进距离，控制其所固定接触的注射器上活塞的内推，在孔板上挤出定量液体。等待定量液体挤出，打印喷头再移动到下一打印位置。
(8)重复步骤(7)，得到对应图1中，Cd111阵列上标记“0”位置的空白液体阵列。
(9)将打印喷头浸入步骤3得到的含有Cd111重金属耦联抗体的同位素标记物溶液瓶中，调节注射剂泵的回复距离，控制其所固定接触的注射器上活塞的外拉，在溶液瓶中吸取定量液体。
(10)将打印喷头移动到孔板上目标位置并停顿，调节注射剂泵的推进距离，控制其所固定接触的注射器上活塞的内推，在孔板上对应孔中挤出定量液体。等待定量液体挤出，打印喷头再移动到下一打印位置。
(11)重复步骤(10)，得到对应图1中，Cd111阵列上标记“1”位置的重金属同位素标记物液体阵列。
(12)重复步骤(11)，Cd111阵列打印结束后，移动打印喷头至Cd111对应的清洗槽中。通过控制打印喷头在清洗槽中的液体循环吸取/挤出次数和速度，冲洗打印喷头，直至喷头清洗干净。
(13)重复步骤(7)-(12)，依次打印Cd112、Cd113、Cd114对应的液体阵列，最终得到如图1所示的二进制重金属同位素标记物组合阵列。
因此，本发明提供了一种普适方法，高通量制备多组分重金属同位素标记物组合阵列。本发明方法同样适用于其它重金属同位素标记物组合阵列的打印。
实施例2：重金属同位素标记物组合大批量标记细胞和质谱细胞流式检测。
采用本发明的方法高通量制备重金属同位素组合阵列，通过标记特定细胞和质谱细胞流式检测，快速检测重金属同位素标记物组合对特定细胞的标记效率和区分度，实现重金属同位素标记物组合的高效筛选。以重金属同位素Cd111、Cd112、Cd113和Cd114为例，标记小鼠胰脏细胞，具体步骤如下：
(1)设计二进制编码重金属同位素标标记物组合阵列。以重金属同位素Cd111、Cd112、Cd113和Cd114为例，设计表1所示Cd111、Cd112、Cd113和Cd114重金属同位素标记物试剂组合。
(2)制备重金属同位素标记物组合阵列。取5μL 50mM Cd111、Cd112、Cd113、Cd114重金属同位素分别耦联于通用抗体上，最终得到0.5mg/mL Cd金属耦联抗体的重金属同位素标记物，可于4℃长期保存。采用实施例1的方法利用3D液体打印平台预先制备4×4(16孔)的重金属同位素标记物组合液体阵列(图1所示)，添加至相应的96孔板中。
(3)取1mL小鼠脾脏单细胞悬浮液(约3×106)置于5mL容量离心管中，加入终浓度0.5μM顺铂染色液，使用移液管吹打混匀，室温下孵育2分钟。向离心管中加入1mL细胞染色缓冲液终止反应，室温下400g(g为重力加速度)离心5分钟，弃上清液，重复洗涤2次，重悬于2mL细胞染色缓冲液中。
(4)在16孔中加入约100μL等量小鼠脾脏单细胞悬浮液，将细胞悬浮液和编码液体吹打混匀，对细胞进行标记，室温孵育45分钟。加入细胞染色缓冲液洗涤，室温400g离心5分钟，弃上清液。重复洗涤2次后，对小鼠脾脏单细胞样本进行混合，再次离心弃去上清液。
(5)向细胞样本中加入1mL预先配制好的固定/破膜混合液，轻柔混匀后室温放置30分钟。加入3mL 1×破膜缓冲液清洗细胞，室温800g离心5分钟，弃去上清后，使用1×破膜缓冲液重复洗涤，弃去上清液，重复洗涤2次。
(6)在固定/破膜缓冲液中配制细胞核嵌入剂(Ir终浓度为125nM)。向样本中加入1mL细胞核嵌入剂，充分涡旋混匀，室温孵育30分钟或4℃过夜。
(7)向样本中加入1mL细胞染色缓冲液，充分混匀后室温1000g离心5分钟，弃上清液。重复洗涤2次。
(8)用1mL细胞染色缓冲液重悬样本，充分洗涤后进行质谱流式测试。结果如图2所示，16种标记物组合编码细胞具有较好的分辨率，表明Cd111、Cd112、Cd113和Cd114同位素标记物组合可稳定有效地标记小鼠脾脏细胞，并且同位素标记物组合具有较好的区分度。
因此，本发明提供了一种普适方法，快速检测重金属同位素标记物组合对特定细胞的标记效率和区分度，实现重金属同位素标记物组合的高效筛选。

Claims (6)

1. 一种3D液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法，其特征在于，所述方法利用微流控3D液滴打印系统进行打印，所述微流控3D液滴打印系统包括三维移动打印系统、压力控制进给机构、打印喷头、外置液体储存容器、孔板和喷头清洗槽；所述的三维移动打印系统包括X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴升降平台；其中，X轴移动机构、Y轴移动机构用于实现所述打印喷头在XY平面内的移动；所述的Z轴升降平台用于调控孔板在Z轴方向上的移动；所述的打印喷头作为打印液体的吸取和挤出通道；所述的压力控制进给机构用于调控打印液体的定量吸取和挤出；所述打印喷头通过导管与压力控制进给机构相连；所述的外置液体储存容器用于储存重金属同位素标记物溶液，外置液体储存容器有若干个，每个盛放一种重金属同位素标记物溶液；所述孔板用于盛装打印液体；所述喷头清洗槽用于打印喷头的清洁；所述打印喷头为平口玻璃毛细管或者不锈钢针管，直径为0.1-0.5 mm；
所述方法包括以下步骤：
（1）根据重金属同位素标记物溶液数量设计二进制组合打印阵列；所述二进制组合打印阵列由若干液滴排列组成，每个液滴代表一个重金属同位素标记物组合；每个重金属同位素标记物组合由若干种重金属同位素标记物溶液组合得到；
（2）将各重金属同位素标记物溶液分别盛装于外置液体储存容器中，将外置液体储存容器、相同数量的喷头清洗槽、孔板放置于Z轴升降平台上；将打印喷头通过导管与压力控制机构连接；
（3）根据所需打印的二进制组合打印阵列，设定数字化3D液滴打印路径；根据设定的数字化3D液滴打印路径进行打印，具体为：
3.1）先打印其中一种重金属同位素标记物溶液，得到单种成分的重金属同位素液体阵列；
3.2）之后移动打印喷头至清洗槽中，程序控制压力控制机构的循环回复和推进，冲洗打印喷头；再进行下一种重金属同位素标记物溶液的打印；
3.3）重复步骤3.2）直至完成所有重金属同位素标记物溶液的打印，最终得到二进制组合打印阵列，即重金属同位素标记物组合；
在步骤（3）的打印过程中，通过X轴移动机构、Y轴移动机构控制打印喷头在XY平面内的移动，通过Z轴升降平台控制孔板在Z轴方向上的移动，从而使打印喷头按设定轨迹运动；移动打印喷头至外置液体储存容器中，调节压力控制机构的回复距离，使打印喷头在外置液体储存容器中定量吸取当前要打印的重金属同位素标记物溶液，吸取体积多于打印液体体积；
移动打印喷头至孔板上一孔中，在目标位置停顿，调节压力控制机构的推进距离，使打印喷头在孔板中挤出定量液体；等待液体挤出后，打印喷头再移动到下一预设的孔板孔口打印位置。
2.根据权利要求1所述的3D液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法，其特征在于，所述的压力控制机构为注射泵及其所固定连接的注射器。
3.根据权利要求1所述的3D液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法，其特征在于，
打印喷头移动到打印位置时，打印喷头与孔板距离设置为0.5-2 mm；液滴从喷头挤出，并可接触式浸润孔板；然后提升喷头，喷头提升时，液滴在基板浸润力拖拽下从喷头脱离，完成目标位置的液滴打印。
4.根据权利要求1所述的3D液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法，其特征在于，所述孔板可以为商用96孔细胞培养板。
5.根据权利要求1所述的3D液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法，其特征在于，所述喷头清洗槽装有去离子水。
6.根据权利要求1所述的3D液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法，其特征在于，所述二进制组合打印阵列的每个液滴由一个若干位的二进制编码表示，二进制编码的位数为重金属同位素标记物溶液的数量；每一位二进制编码对应一种重金属同位素标记物溶液的数量，该位的编码为1表示该液滴需打印该位对应的重金属同位素标记物溶液，该位编码为0则不打印该位对应的重金属同位素标记物溶液或打印空白液滴。
CN202210724743.8A 2022-06-23 2022-06-23 3d液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法 Active CN115042427B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210724743.8A CN115042427B (zh) 2022-06-23 2022-06-23 3d液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210724743.8A CN115042427B (zh) 2022-06-23 2022-06-23 3d液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115042427A CN115042427A (zh) 2022-09-13
CN115042427B true CN115042427B (zh) 2023-07-11

Family

ID=83163113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210724743.8A Active CN115042427B (zh) 2022-06-23 2022-06-23 3d液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115042427B (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7612020B2 (en) * 1998-12-28 2009-11-03 Illumina, Inc. Composite arrays utilizing microspheres with a hybridization chamber
US8481268B2 (en) * 1999-05-21 2013-07-09 Illumina, Inc. Use of microfluidic systems in the detection of target analytes using microsphere arrays
US20050158702A1 (en) * 2000-09-05 2005-07-21 Stuelpnagel John R. Cellular arrays comprising encoded cells
US20140121117A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 Dvs Sciences Inc. Sample analysis by mass cytometry
CN107364125A (zh) * 2017-07-17 2017-11-21 芜湖联动三维科技有限公司 一种打印机喷头清洗烘干装置
CN109249617B (zh) * 2018-10-08 2020-11-17 浙江大学 一种3d液滴打印机及其制备悬浮液滴的方法
CN212222993U (zh) * 2019-12-11 2020-12-25 中国科学技术大学 基于微流控冲击打印的生物检测装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN115042427A (zh) 2022-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4323537A (en) Analysis system
US11524287B2 (en) Automatic pipetting device for transferring samples and/or reagents and method for transferring liquid samples and/or reagents
JP5202339B2 (ja) 容器反復利用磁性粒子並行処理装置および容器反復利用磁性粒子並行処理方法
CN109416331B (zh) 试剂混合系统和方法
US7915030B2 (en) Method and molecular diagnostic device for detection, analysis and identification of genomic DNA
US7968060B2 (en) Wave guide with isolated coupling interface
US6694197B1 (en) Single channel reformatter
CN1965223A (zh) 用于生物学着色仪的试剂传送系统、释放设备和容器
US20070062583A1 (en) Device and method for making discrete volumes of a first fluid in contact with a second fluid, which are immiscible with each other
WO2012111366A1 (ja) 分析装置
CN106367311A (zh) 一种核酸提取系统及其使用方法
CN110787851B (zh) 基于压力驱动的多通道液滴定量量取装置与量取方法
CN107422059B (zh) 一种用于超微量样品原位色谱进样的装置及其使用方法
CN102246046A (zh) 自动分析设备以及稳定恒温槽的方法
CN103890589A (zh) 自动分析装置
CN115042427B (zh) 3d液体打印高通量制备重金属同位素标记物组合的方法
EP3821247B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur durchführung von heterogenen immunoassays
US20030143316A1 (en) Process and apparatus for the production of biopolymer arrays
Meldrum A biomechatronic fluid-sample-handling system for DNA processing
CN108823092A (zh) 一种液滴芯片核酸分析系统及其分析方法
CN110354932A (zh) 一种自动化液体操作平台
CN109916817A (zh) 一种移液及分析装置
US8246908B2 (en) Small size gene analysis apparatus
JP6959644B2 (ja) 電気泳動全自動処理装置およびその方法
CN114985028A (zh) 一种单一通道多种试剂的吸取混匀装置及其使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant