背景技術(shù)：

1、細(xì)胞行為的電生理學(xué)和代謝表型仍然是現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)研究的重要途徑，并且研究人員在例如工程化組織、原代細(xì)胞類型和腫瘤學(xué)發(fā)現(xiàn)的領(lǐng)域中的大量需求未得到滿足。當(dāng)前，對(duì)細(xì)胞興奮性的成功測(cè)量被繁瑣的膜片鉗和微電極伏安法所阻礙，而對(duì)代謝功能進(jìn)行的詢問仍然受到大規(guī)模人群和生化工作流程的技術(shù)局限性的阻礙，無法有效用來獲取單個(gè)細(xì)胞行為的關(guān)鍵度量。

2、越來越明顯的是，雖然測(cè)量細(xì)胞內(nèi)的20,000個(gè)基因與200,000個(gè)蛋白質(zhì)之間的所有可能的相互作用不可能或不可行，但是在單個(gè)細(xì)胞水平上對(duì)模型系統(tǒng)進(jìn)行的研究將會(huì)在病理病狀(如癌癥、糖尿病和神經(jīng)退行性疾病)期間提供對(duì)正常細(xì)胞生理學(xué)和改變的更深入了解。突出顯示單個(gè)細(xì)胞研究相對(duì)于細(xì)胞群研究的優(yōu)點(diǎn)的最新應(yīng)用包含例如對(duì)轉(zhuǎn)錄組學(xué)和衰老的研究、對(duì)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑的研究以及對(duì)代謝的生物能量學(xué)測(cè)量。

3、因此，在本領(lǐng)域中需要可以為終端用戶提供用于詢問群中的單個(gè)細(xì)胞并且將會(huì)允許以高通量復(fù)用方式對(duì)時(shí)間響應(yīng)進(jìn)行細(xì)胞水平離散測(cè)量的工具的系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

技術(shù)特征：

1.一種細(xì)胞分析系統(tǒng)，其包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞分析系統(tǒng)，其中所述chemfet傳感器是離子選擇性場(chǎng)效應(yīng)晶體管(isfet)傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的細(xì)胞分析系統(tǒng)，其中所述isfet傳感器對(duì)氫離子具有選擇性。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞分析系統(tǒng)，其中所述細(xì)胞分析系統(tǒng)進(jìn)一步包括流體系統(tǒng)，所述流體系統(tǒng)被配置成用于通過所述流動(dòng)池進(jìn)行可控制的流體遞送。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞分析系統(tǒng)，其中所述表面用涂層進(jìn)行處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的細(xì)胞分析系統(tǒng)，其中所述涂層選自基底膜基質(zhì)制劑、聚-d-賴氨酸、層粘連蛋白和其組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞分析系統(tǒng)，其中所述陣列控制器包括可編程時(shí)鐘發(fā)生器集成電路，以便為檢測(cè)電容耦接到所選擇的裝置的感測(cè)表面的細(xì)胞的狀態(tài)的變化提供對(duì)不同的傳感器陣列類型、操作模式和獲取速率的控制。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞分析系統(tǒng)，其中所述傳感器陣列裝置進(jìn)一步包含安置在所述chemfet傳感器陣列上的微孔結(jié)構(gòu)陣列，其中每個(gè)微孔結(jié)構(gòu)耦接到至少一個(gè)傳感器。

9.一種用于細(xì)胞分析的方法，所述方法包括：

10.一種用于使用基于chemfet傳感器陣列的系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)胞成像的方法，所述方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明教導(dǎo)的各個(gè)細(xì)胞分析系統(tǒng)可以在單次分析中針對(duì)介于約10個(gè)細(xì)胞到約500,000個(gè)細(xì)胞之間利用亞細(xì)胞可尋址能力和同時(shí)數(shù)據(jù)獲取來測(cè)量單一活細(xì)胞的電和代謝活動(dòng)。本發(fā)明教導(dǎo)的各個(gè)傳感器陣列裝置可以具有帶有被建設(shè)成大規(guī)模并行陣列的介于2000萬個(gè)到6.6億個(gè)之間的ChemFET傳感器的傳感器陣列并且可以以千赫茲(kHz)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)獲取速率提供對(duì)細(xì)胞的同時(shí)測(cè)量。在本發(fā)明教導(dǎo)的各個(gè)ChemFET傳感器陣列可以檢測(cè)化學(xué)分析物并且檢測(cè)細(xì)胞膜電位的變化，本發(fā)明教導(dǎo)的各個(gè)細(xì)胞分析系統(tǒng)還提供對(duì)細(xì)胞的受控化學(xué)和電詢問。幀速率可以通過選擇較小的像素子集來監(jiān)測(cè)(即，通過在其之上收集數(shù)據(jù)的傳感器陣列裝置的區(qū)域向下窗口化)而提高。

技術(shù)研發(fā)人員：W·欣斯,J·多諾赫,D·比奇姆
受保護(hù)的技術(shù)使用者：生命科技公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19