一种用于原位组织染色脱色的芯片装置及使用方法

1.本发明涉及一种用于原位组织染色脱色的芯片装置及使用方法，属于医学检验分析技术领域。


背景技术：

2.多色免疫组织化学技术(multiplex immunohistochemistry,mihc)是利用免疫学和细胞化学的原理，在同一张切片上同时或先后采用不同颜色的荧光素或酶促产物，来原位示踪组织或细胞内不同抗原大分子物质的一项多标记染色技术。
3.多色免疫组织化学技术伴随着肿瘤精准免疫治疗应运而生，可以直接评估肿瘤和肿瘤微环境中多种细胞的表型及它们的空间关系，反映肿瘤微环境的免疫状态。该技术能更加节省时间且更大程度地利用稀有组织样本，能帮助研究人员全面、深入和精准地了解肿瘤局部组织和微环境的情况。根据肿瘤微环境中的肿瘤抗原表达和生长特征、浸润性免疫细胞的数量、表型和功能状态，以及细胞因子浓度和类型等信息制定一套针对肿瘤局部的个性化免疫治疗方案，做到有的放矢。因其可进行高效、精细、准确的测定，该技术已成为肿瘤精准免疫治疗的重要手段，具有巨大的临床应用前景。
4.多色免疫组织化学技术的要点包括：组织染色和组织脱色。组织染色是指将具有荧光信号的物质和能与组织切片表面蛋白结合的物质结合，并用来标记到组织细胞表面，从而可根据荧光信号对标记的部位进行确认。组织脱色，也就是利用技术将组织细胞表面的标记的染色物质的信号移除。
5.现有的组织脱色技术，包括光漂白法、酸碱溶液洗脱法、氧化法，在组织脱色的过程中都存在效率低、耗时长、造成细胞表面损伤等缺点。


技术实现要素：

6.针对上述问题，本发明提出一种用于原位组织染色脱色的芯片装置及使用方法。该装置技术可便利的对组织细胞进行荧光染色，并快速、无损的移除组织细胞表面的染色荧光信号。
7.本发明采用以下技术方案：
8.一种用于原位组织染色脱色的芯片装置，包括叠放在一起并相互密封的三层结构，由上至下分别为顶盖、基板和底板；
9.所述顶盖上设有一个进液口和一个出液口，所述进液口上设置了一个进液管；和出液口上设置了一个出液管；顶盖底面一侧凹设形成有凹槽，凹槽两端与进液口和出液口贯通；
10.所述基板上开设有跟顶盖底面对应的凹槽，作为微流通道；
11.所述微流通道从左往右分为进液区，中心区，组织固定区和出液区；进液区和出液区分别与进液口和出液口相对应，中心区位于微流通道中间位置，组织固定区位于中心区和出液区之间；
12.所述底板上有上设有正负电极，电极由电极本体和电极引脚组成；电极本体暴露在微流通道内，正电极的电极本体位于进液区与进液口相对应；负电极的电极本体位于中心区；电极引脚均暴露在空气中，用于外接直流电源。
13.进一步的，所述顶盖、基板和底板的材质包括聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)、环烯烃共聚物(coc)或环烯烃聚合物(cop)。
14.进一步的，所述顶盖厚度为0.5-2.5毫米。
15.进一步的，所述基板厚度0.5-2毫米，底板厚度0.5-1.5毫米。
16.进一步的，所述组织固定区的厚度为0.1毫米。
17.进一步的，所述正负电极为镂空的金电极，电极厚度均匀，为1-100微米。
18.所述芯片装置的使用方法包括以下步骤：
19.(1)首先将组织切片固定在芯片的组织固定区；
20.(2)进液管和出液管分别连接进出液设备；
21.(3)通过进液管在进液口注入组织染色液，待其将整个微流通道充满后，停止注入，将固定的组织切片进行染色；
22.(4)染色结束后，进液口注入清洗液，待其将染色液从出液口冲出后，停止注入；
23.(5)对组织切片进行荧光成像；
24.(6)在进液口注入电解液，待其将清洗液从出液口冲出后，停止注入，保证电解液充满整个微流通道；
25.(7)连接正负电极至外接电源输出装置，通电，电压1.2-10v；
26.(8)关闭电源，进液口继续注入电解液，新鲜电解液将电解后的电解液推动流经组织切片区，将组织脱色。
27.(9)单次组织染色、脱色过程结束，根据需要将步骤(1)-(8)过程多次重复。
28.进一步的，步骤(1)所述组织切片为动物、人体组织贴片或贴壁细胞。
29.有益效果
30.(1)芯片内部操作，避免杂质污染，提高了分析的正确率。
31.(2)电化学手段进行脱色，耗时短，无细胞损伤。
32.(3)可集成化、自动化，具有临床和商业推广价值。
33.(4)芯片装置体积小，便于存储和携带。芯片具有可视化特点，便于成像分析。
34.(5)简单操作，无需复杂专业背景。
附图说明
35.图1为本发明的芯片结构示意图。
36.图2为本发明的芯片示意图。其中(1)为透视图，(2)为底视图，(3)为前视图。a为进液区，b为中心区，c为组织固定区，d为出液区，e是进液管，f是出液管，g是电极。
37.图3为芯片内组织切片染色和脱色过程。
38.图4为金属电极图(正负电极结构一样)。其中1-电极本体；2-电极引脚。
具体实施方式
39.下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出。下面通过
参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
40.本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
41.一种用于原位组织染色脱色的芯片装置，如图1和图2所示，包括叠放在一起并相互密封的三层结构，由上至下分别为顶盖、基板和底板；所述顶盖、基板和底板的材质为光学透性好，且没有生物毒性的塑料材质，包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、环烯烃共聚物或环烯烃聚合物。所述顶盖厚度为0.5-2.5毫米。所述基板厚度0.5-2毫米，底板厚度0.5-1.5毫米。所述组织固定区的厚度为0.1毫米。
42.所述顶盖上设有一个进液口和一个出液口，所述进液口上设置了一个进液管e；和出液口上设置了一个出液管f；顶盖底面一侧凹设形成有凹槽，凹槽两端与进液口和出液口贯通；所述基板上开设有跟顶盖底面对应的凹槽，作为微流通道；所述微流通道从左往右分为进液区a，中心区b，组织固定区c和出液区d；进液区a和出液区d分别与进液口和出液口相对应，中心区b位于微流通道中间位置，组织固定区c位于中心区b和出液区d之间；
43.如图4所示，所述底板上有上设有正负电极g，电极g由电极本体1和电极引脚2组成；电极本体1暴露在微流通道内，正电极的电极本体1位于进液区a与进液口相对应；负电极的电极本体1位于中心区b；电极引脚2均暴露在空气中，用于外接直流电源。所述正负电极g为镂空的金电极，电极厚度均匀，为1-100微米。
44.所述芯片装置的使用方法，如图3所示，包括以下步骤：
45.(1)首先将组织切片固定在芯片的组织固定区c；所述组织切片为动物、人体组织贴片或贴壁细胞。
46.(2)进液管e和出液管f分别连接进出液设备；
47.(3)通过进液管e在进液口注入组织染色液，待其将整个微流通道充满后，停止注入，将固定的组织切片进行染色；
48.(4)染色结束后，进液口注入清洗液，待其将染色液从出液口冲出后，停止注入；
49.(5)对组织切片进行荧光成像；
50.(6)在进液口注入电解液，待其将清洗液从出液口冲出后，停止注入，保证电解液充满整个微流通道；
51.(7)连接正负电极至外接电源输出装置，通电，电压1.2-10v；
52.(8)关闭电源，进液口继续注入电解液，新鲜电解液将电解后的电解液推动流经组织切片区c，将组织脱色。
53.(9)单次组织染色、脱色过程结束，根据需要将步骤(1)-(8)过程多次重复。