背景技術：

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

2、越來越明顯的是，雖然測量細胞內(nèi)的20,000個基因與200,000個蛋白質(zhì)之間的所有可能的相互作用不可能或不可行，但是在單個細胞水平上對模型系統(tǒng)進行的研究將會在病理病狀(如癌癥、糖尿病和神經(jīng)退行性疾病)期間提供對正常細胞生理學和改變的更深入了解。突出顯示單個細胞研究相對于細胞群研究的優(yōu)點的最新應用包含例如對轉(zhuǎn)錄組學和衰老的研究、對細胞內(nèi)的信號傳導途徑的研究以及對代謝的生物能量學測量。

3、因此，在本領域中需要可以為終端用戶提供用于詢問群中的單個細胞并且將會允許以高通量復用方式對時間響應進行細胞水平離散測量的工具的系統(tǒng)和方法。

技術實現(xiàn)思路

技術特征：

1.一種細胞分析系統(tǒng)，其包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的細胞分析系統(tǒng)，其中所述chemfet傳感器是離子選擇性場效應晶體管(isfet)傳感器。

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

4.根據(jù)權利要求1所述的細胞分析系統(tǒng)，其中所述細胞分析系統(tǒng)進一步包括流體系統(tǒng)，所述流體系統(tǒng)被配置成用于通過所述流動池進行可控制的流體遞送。

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

6.根據(jù)權利要求5所述的細胞分析系統(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)權利要求1所述的細胞分析系統(tǒng)，其中所述陣列控制器包括可編程時鐘發(fā)生器集成電路，以便為檢測電容耦接到所選擇的裝置的感測表面的細胞的狀態(tài)的變化提供對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)權利要求1所述的細胞分析系統(tǒng)，其中所述傳感器陣列裝置進一步包含安置在所述chemfet傳感器陣列上的微孔結構陣列，其中每個微孔結構耦接到至少一個傳感器。

9.一種用于細胞分析的方法，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)進行細胞成像的方法，所述方法包括：

技術總結
本發(fā)明教導的各個細胞分析系統(tǒng)可以在單次分析中針對介于約10個細胞到約500,000個細胞之間利用亞細胞可尋址能力和同時數(shù)據(jù)獲取來測量單一活細胞的電和代謝活動。本發(fā)明教導的各個傳感器陣列裝置可以具有帶有被建設成大規(guī)模并行陣列的介于2000萬個到6.6億個之間的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)獲取速率提供對細胞的同時測量。在本發(fā)明教導的各個ChemFET傳感器陣列可以檢測化學分析物并且檢測細胞膜電位的變化，本發(fā)明教導的各個細胞分析系統(tǒng)還提供對細胞的受控化學和電詢問。幀速率可以通過選擇較小的像素子集來監(jiān)測(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。

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