一种流式电穿孔装置的制作方法

本技术涉及生物，尤其涉及一种可以降温的流式电穿孔装置。

背景技术：

1、自从1970年代电穿孔(或电转染)技术就被用于将分子导入到动物细胞或植物细胞内，研究者证实，细胞暴露于短暂持续的高压电场中能使胞膜上形成通道，大分子如蛋白质和dna可通过该通道进入细胞内。利用电场使细胞膜上产生微孔的技术称为电穿孔技术，而电转染是基于电穿孔技术将外源分子/物质导入细胞内的技术。具体地，细胞电转染(electrotransfection)是让细胞悬液接受脉冲电场，通过精确控制脉冲电流的电压、脉冲宽度(即持续时间，微秒级精度)、脉冲间隔(毫秒级精度)，使细胞膜上的磷脂分子在电场作用下产生位移，形成若干微孔(约为20纳米直径)，使得带有极性的外源分子/物质(例如dna、rna、蛋白质等)能够在电场的驱动下经由这些微孔进入细胞内部，实现转染/递送的目的。

2、一般哺乳类及禽类细胞体外培养的适宜温度是37～38℃。温度过高或过低都会影响到细胞的生长。细胞耐受低温的能力比抗热的能力强，在低温下，细胞的代谢活力及核分裂降低。温度不低于0℃时，虽影响细胞代谢，但并无伤害作用；把细胞置于25～35℃时，细胞仍能生存和生长，但速度减缓；放在40℃数小时后，再置回37℃培养细胞仍能继续生长。但如果在40℃下暴露时间太长，细胞活力和功能都会受到损伤。

3、细胞在39～40℃培养1小时，能受到一定损伤，但仍有可能恢复，但不能忍受温度再升高2℃，持续数小时，即在41～42℃中培养1小时，细胞损伤严重，温度至43℃以上时细胞多数被杀死。高温主要引起酶的灭活、类脂质破坏，核分裂的破坏，产生凝固酶使细胞发生凝固，另外使蛋白质变性。因此，体外培养细胞时一定要避免高温。

4、电转染过程中，电穿孔组件内细胞液可以看作一个电阻，电流通过电穿孔组件电阻会产生热效应，产热量q＝u2t/r，u为始加在电穿孔组件两侧的脉冲电压，t为脉冲持续时间和脉冲数量的乘积，r为电穿孔组件内细胞液的电阻值。由此可知当电转染参数(脉冲电压、脉冲持续时间及脉冲数量等)上升时，产热量也会快速增加，进而导致电转染过程中的细胞所处环境温度升高，造成细胞损伤，亟需一种降低电转染腔室中细胞液温度的装置来降低电转染时高温对细胞的损伤。

5、此外，细胞所处环境温度可能随着电转染过程所处阶段的不同而发生变化，现有技术中更缺乏对细胞液温度进行实时控制的系统或方法。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，至少提供一种新颖的流式电穿孔装置。

2、为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

3、一种流式电穿孔装置，其包括含有壳体与电穿孔组件的流式电穿孔模块化装置，所述壳体具有内腔，所述电穿孔组件固设于所述内腔中；所述电穿孔组件包括电穿孔壳体，所述电穿孔壳体的内部形成用于对细胞悬液进行电穿孔处理的电穿孔腔室，其特征在于，所述流式电穿孔模块化装置还包括降温机构，设置在所述内腔中的所述降温机构包括：

4、气流通道，其包括设置在所述壳体上并分别与所述壳体的外部连通的气流入口及气流出口，所述气流通道还包括设置在气流入口及气流出口之间的通道主体；

5、散热组件，其用于形成流向为所述气流入口→所述通道主体→所述气流出口的气流，所述气流用于将所述电穿孔腔室内的所述细胞悬液的热量传导至所述壳体的外部。

6、在一些实施例中，所述降温机构还包括用于吸收所述电穿孔腔室内的所述细胞悬液的热量的制冷部，所述制冷部与所述电穿孔壳体相邻设置。

7、在一些实施例中，所述电穿孔组件包括两个相对设置的平板电极，其中一个所述平板电极至少构成所述电穿孔壳体的侧壁的一部分，所述制冷部与所述平板电极相邻设置。

8、在一些实施例中，至少一个所述平板电极的对应位置设置有所述降温机构；或，

9、每个所述平板电极的对应位置都设置有一组所述降温机构。

10、在一些实施例中，所述散热组件还包括散热器及风扇，所述风扇用于产生所述气流，含有贴合部及散热部的所述散热器设置在所述制冷部及所述风扇之间，所述贴合部与所述制冷部贴合以便使所述热量通过热传导的形式从所述制冷部传递至所述贴合部；与所述贴合部固定连接的所述散热部具有比所述贴合部更大的表面积。

11、在一些实施例中，所述散热部包括基板及设置在所述基板上的多个立板，相邻的两个所述立板之间形成朝向远离所述基板一侧开口的凹槽，所述凹槽构成所述通道主体的一部分，所述风扇的进风端设置在所述开口的位置。

12、在一些实施例中，所述气流入口为开设在所述壳体上的靠近所述贴合部的对应位置的多个通孔，所述气流出口为开设在所述壳体上的靠近所述风扇的出风端的对应位置的多个通孔。

13、在一些实施例中，每个所述立板上开设有盲孔，多个所述立板的所述盲孔彼此连通形成与两个所述立板之间的所述凹槽相交的凹槽。

14、在一些实施例中，所述流式电穿孔模块化装置还包括支撑板，所述贴合部与所述基板在同一平面内延伸，所述支撑板设置在所述贴合部远离所述制冷部的一侧，所述支撑板与所述平板电极之间设置有导体以便为所述平板电极供电。

15、在一些实施例中，所述平板电极包括与所述制冷部贴合的背壁以及与所述背壁相交的侧壁，所述导体与所述背壁或所述侧壁相接触以实现电连接。

16、在一些实施例中，所述贴合部及所述制冷部分别开设有彼此连通的导电通孔，所述导体穿设在所述导电通孔中并与所述平板电极的所述背壁电连接。

17、在一些实施例中，所述支撑板还开设有定位孔，所述散热部穿设在所述定位孔中。

18、在一些实施例中，所述流式电穿孔装置还包括控制系统，所述控制系统包括温度传感器及分析控制单元，所述温度传感器及所述降温机构分别与所述分析控制单元电连接；

19、所述温度传感器用于监测所述电穿孔腔室中的所述细胞悬液的实时温度并将所述实时温度传递给所述分析控制单元；所述分析控制单元用于比较所述实时温度及目标温度的相对大小，以及当所述实时温度大于所述目标温度时启动所述降温机构。

20、在一些实施例中，所述降温机构还包括用于吸收所述热量的制冷部，所述制冷部与所述电穿孔壳体相邻设置；所述分析控制单元用于当所述实时温度大于所述目标温度时启动所述制冷部。

21、在一些实施例中，其中所述降温机构包括位于前部的所述降温机构及位于后部的所述降温机构，后部的所述降温机构包括散热器及风扇，前部的所述降温机构包括所述散热器但不包括所述风扇。

22、在一些实施例中，前部的所述降温机构设置在后部的所述降温机构及所述气流出口之间，前部的所述降温机构中的所述散热器开设有气流通孔，所述气流通孔与后部的所述降温机构中的所述风扇适配，所述气流通孔位于所述气流出口与所述风扇之间。

23、在一些实施例中，所述散热部包括基板及设置在所述基板上的多个立板，所述气流通孔贯穿所述基板和及所述立板。

24、在一些实施例中，所述降温机构还包括用于增强所述通道主体的密封性的密封件。

25、在一些实施例中，所述散热组件还包括散热器及风扇，所述风扇用于产生所述气流；

26、所述密封件设置在所述风扇和所述气流出口之间；和/或，

27、所述密封件设置在所述风扇和所述散热器之间。

28、在一些实施例中，所述降温机构还包括用于提高热传导效率的导热件，

29、所述导热件设置在所述制冷部及所述电穿孔壳体之间；和/或，

30、所述导热件设置在所述制冷部及所述散热组件之间。

31、在一些实施例中，所述开口在偏离于所述进风端的位置封闭，以便从所述凹槽的所述开口流出的所述气流都进入所述进风端。由于以上技术方案的运用，本实用新型提供的流式电穿孔装置，可以显著的降低电穿孔腔室内的细胞悬液的温度(近30℃的降温)，显著降低电穿孔过程中细胞损伤率。