电穿孔取样与纳米孔检测一体化的细胞内生物量检测装置的制作方法

本技术涉及细胞检测，更具体的，涉及：一种电穿孔取样与纳米孔检测一体化的细胞内生物量检测装置。

背景技术：

1、细胞内与体内的核酸、酶、蛋白质、神经递质等生物分子在调节细胞活动和机体功能中至关重要，准确获取其在活细胞和活体中的动态表达（即量化其生物量）对重大疾病早期诊断、新药研发与精准医疗具有重要意义。

2、现有技术中对细胞进行生物分子取样、进行生物量检测需要使用的独立两个装置实现，即通过光学探针刺入细胞中进行分子提取，必要时会配合向细胞内注入标记材料以进行荧光分辨，之后将提取的生物分子转移到检测设备处进行生物量检测。一方面，这些提取方式会对细胞进行不可逆伤害，或者使标记材料在细胞内长期累积，易引发细胞毒性并干扰生物功能，难以满足对活细胞动态、无标记、低扰动检测的需求；另一方面，将提取的生物分子进行转移并注入检测设备一般也是依靠操作人员手工实现，易造成生物分子损失与时序漂移。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有方式易对细胞造成活性损害、易造成生物分子损失与时序漂移的问题，提供了一种电穿孔取样与纳米孔检测一体化的细胞内生物量检测装置。

2、本实用新型采用以下技术方案实现：

3、本实用新型公开了电穿孔取样与纳米孔检测一体化的细胞内生物量检测装置，包括：至少1个检测单元。

4、检测单元包括：层叠设置的基底和盖板。

5、基底面向盖板的一面沿着基底宽度方向设置有呈特斯拉阀结构的单向主流道；基底一端设置有若干个细胞取样槽，另一端设置有分子检测槽；在基底沿长度方向竖立时，细胞取样槽位于基底顶部，分子检测槽位于基底底部，单向主流道位于两者之间，细胞取样槽底部通过单向支流道与单向主流道接通；细胞取样槽设置有细胞取样组件，以进行细胞电穿孔取样、并使取样出的生物分子从单向支流道流入单向主流道；单向主流道的正向入口外接泵机、正向出口与分子检测槽接通；分子检测槽设置有分子检测组件，以通过纳米孔检测实现生物量检测。

6、作为本实用新型进一步的方案：基底采用玻璃板、硅板、pdms板、coc板中的任一种；

7、或/和，盖板采用透明板材。

8、作为本实用新型进一步的方案：细胞取样组件包括：取样顶电极、取样底电极；

9、在基底沿长度方向竖立时，取样顶电极位于细胞取样槽顶部，取样底电极位于细胞取样槽底部，取样底电极开设有通孔、并与单向支流道正向入口连通；通孔内设置有避免细胞流过的过滤膜；取样顶电极、取样底电极外接脉冲信号以实现对处于细胞取样槽中的细胞进行电穿孔取样。

10、作为本实用新型进一步的方案：若干个细胞取样槽并列设置、之间通过隔板隔开；相邻细胞取样槽的两个取样顶电极连接在一起；相邻细胞取样槽的两个取样底电极被隔板隔开。

11、作为本实用新型进一步的方案：单向支流道内设置有单向阀；

12、或，单向支流道呈特斯拉阀结构。

13、作为本实用新型进一步的方案：分子检测组件包括：分隔膜、检测顶电极、检测底电极；分隔膜将分子检测槽分隔成顺式隔室和反式隔室，顺式隔室与单向主流道的正向出口接通；分隔膜上设置有至少1个纳米孔以将顺式隔室和反式隔室连通；检测顶电极置于顺式隔室中，检测底电极设置在反式隔室中；检测顶电极、检测底电极外接偏置电压，以使流入顺式隔室内的生物分子发生电泳移动并与分隔膜上的纳米孔作用产生表征生物量信息的电流信号。

14、作为本实用新型进一步的方案：分隔膜采用sin膜、sio2膜、石墨烯膜、h-bn膜中的任一种。

15、作为本实用新型进一步的方案：在基底沿长度方向竖立时，顺式隔室位于反式隔室上方；检测顶电极位于顺式隔室顶部；检测底电极位于反式隔室底部。

16、作为本实用新型进一步的方案：检测单元还包括：脉冲信号源、偏置电压源、信号采集器、上位机。

17、脉冲信号源用于与取样顶电极、取样底电极电性连接以提供脉冲信号。偏置电压源与检测顶电极、检测底电极电性连接以提供偏置电压。信号采集器设置在分隔膜上的纳米孔附近以采集表征生物量信息的电流信号。上位机与信号采集器通信连接，以获取信号采集器采集的电流信号、并对其进行分析处理得到生物量信息。

18、作为本实用新型进一步的方案：基底与盖板的相对面设置有配套的对接孔和对接柱。

19、与现有技术相比，本实用新型具备如下有益效果：

20、1、本实用新型将电穿孔取样与纳米孔检测集成在同一基底上，并通过在基底上引入呈特斯拉阀结构的单向主流道以在流体侧实现物理联通、在电学侧保持有效隔离，通过单向路径完成转运并保持高细胞活率，不仅避免了对细胞造成活性损害，还无需再通过人工手动转移提取的生物分子。

21、2、本实用新型基于特斯拉阀结构的特性，支持对多组电穿孔取样进行集成，并支持实现多样化的检测。

1.电穿孔取样与纳米孔检测一体化的细胞内生物量检测装置，其特征在于，其包括：至少1个检测单元；其中，检测单元包括：层叠设置的基底和盖板；

2.根据权利要求1所述的电穿孔取样与纳米孔检测一体化的细胞内生物量检测装置，其特征在于，基底采用玻璃板、硅板、pdms板、coc板中的任一种；

3.根据权利要求1所述的电穿孔取样与纳米孔检测一体化的细胞内生物量检测装置，其特征在于，细胞取样组件包括：取样顶电极、取样底电极；

4.根据权利要求3所述的电穿孔取样与纳米孔检测一体化的细胞内生物量检测装置，其特征在于，若干个细胞取样槽并列设置、之间通过隔板隔开；相邻细胞取样槽的两个取样顶电极连接在一起；相邻细胞取样槽的两个取样底电极被隔板隔开。

5.根据权利要求1所述的电穿孔取样与纳米孔检测一体化的细胞内生物量检测装置，其特征在于，单向支流道内设置有单向阀；

6.根据权利要求1所述的电穿孔取样与纳米孔检测一体化的细胞内生物量检测装置，其特征在于，分子检测组件包括：分隔膜、检测顶电极、检测底电极；分隔膜将分子检测槽分隔成顺式隔室和反式隔室，顺式隔室与单向主流道的正向出口接通；分隔膜上设置有至少1个纳米孔以将顺式隔室和反式隔室连通；检测顶电极置于顺式隔室中，检测底电极设置在反式隔室中；检测顶电极、检测底电极外接偏置电压，以使流入顺式隔室内的生物分子发生电泳移动并与分隔膜上的纳米孔作用产生表征生物量信息的电流信号。

7.根据权利要求1所述的电穿孔取样与纳米孔检测一体化的细胞内生物量检测装置，其特征在于，分隔膜采用sin膜、sio2膜、石墨烯膜、h-bn膜中的任一种。

8.根据权利要求1所述的电穿孔取样与纳米孔检测一体化的细胞内生物量检测装置，其特征在于，在基底沿长度方向竖立时，顺式隔室位于反式隔室上方；检测顶电极位于顺式隔室顶部；检测底电极位于反式隔室底部。

9.根据权利要求1所述的电穿孔取样与纳米孔检测一体化的细胞内生物量检测装置，其特征在于，检测单元还包括：

10.根据权利要求9所述的电穿孔取样与纳米孔检测一体化的细胞内生物量检测装置，其特征在于，基底与盖板的相对面设置有配套的对接孔和对接柱。